§1.2Java的特点

Java是一个广泛使用的网络编程语言,它是一种新的计算概念。

首先,作为一种程序设计语言,它简单、面向对象、不依赖于机器的结构、具有可移植性、鲁棒性、安全性、并且提供了并发的机制、具有很高的性能。

其次,它最大限度地利用了网络,Java的小应用程序(applet)可在网络上传输而不受CPU和环境的限制。另外,Java还提供了丰富的类库,使程序设计者可以很方便地建立自己的系统。

下面我们分别从这三个方面来讨论Java的特点,然后通过把Java与C,C++相比进一步指出它所具有的优点。

一、Java语言

Java语言有下面一些特点:简单、面向对象、分布式、解释执行、鲁棒、安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程以及动态性。

1.简单性

Java语言是一种面向对象的语言,它通过提供最基本的方法来完成指定的任务,只需理解一些基本的概念,就可以用它编写出适合于各种情况的应用程序。Java略去了运算符重载、多重继承等模糊的概念,并且通过实现自动垃圾收集大大简化了程序设计者的内存管理工作。另外,Java也适合于在小型机上运行,它的基本解释器及类的支持只有40KB左右,加上标准类库和线程的支持也只有215KB左右。库和线程的支持也只有215KB左右。

2.面向对象

Java语言的设计集中于对象及其接口,它提供了简单的类机制以及动态的接口模型。对象中封装了它的状态变量以及相应的方法,实现了模块化和信息隐藏;而类则提供了一类对象的原型,并且通过继承机制,子类可以使用父类所提供的方法,实现了代码的复用。

3.分布性

Java是面向网络的语言。通过它提供的类库可以处理TCP/IP协议,用户可以通过URL地址在网络上很方便地访问其它对象。

4.鲁棒性

Java在编译和运行程序时,都要对可能出现的问题进行检查,以消除错误的产生。它提供自动垃圾收集来进行内存管理,防止程序员在管理内存时容易产生的错误。通过集成的面向对象的例外处理机制,在编译时,Java提示出可能出现但未被处理的例外,帮助程序员正确地进行选择以防止系统的崩溃。另外,Java在编译时还可捕获类型声明中的许多常见错误,防止动态运行时不匹配问题的出现。

5.安全性

用于网络、分布环境下的Java必须要防止病毒的入侵。Java不支持指针,一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现,这样就防止程序员使用"特洛伊"木马等欺骗手段访问对象的私有成员,同时也避免了指针操作中容易产生的错误。

6.体系结构中立

Java解释器生成与体系结构无关的字节码指令,只要安装了Java运行时系统,Java程序就可在任意的处理器上运行。这些字节码指令对应于Java虚拟机中的表示,Java解释器得到字节码后,对它进行转换,使之能够在不同的平台运行。

7.可移植性

与平台无关的特性使Java程序可以方便地被移植到网络上的不同机器。同时,Java的类库中也实现了与不同平台的接口,使这些类库可以移植。另外,Java编译器是由Java语言实现的,Java运行时系统由标准C实现,这使得Java系统本身也具有可移植性。

8.解释执行

Java解释器直接对Java字节码进行解释执行。字节码本身携带了许多编译时信息,使得连接过程更加简单。

9.高性能

和其它解释执行的语言如BASIC、TCL不同,Java字节码的设计使之能很容易地直接转换成对应于特定CPU的机器码,从而得到较高的性能。

10.多线程

多线程机制使应用程序能够并行执行,而且同步机制保证了对共享数据的正确操作。通过使用多线程,程序设计者可以分别用不同的线程完成特定的行为,而不需要采用全局的事件循环机制,这样就很容易地实现网络上的实时交互行为。

11.动态性

Java的设计使它适合于一个不断发展的环境。在类库中可以自由地加入新的方法和实例变量而不会影响用户程序的执行。并且Java通过接口来支持多重继承,使之比严格的类继承具有更灵活的方式和扩展性。

二、JavaApplet

Java语言的特性使它可以最大限度地利用网络。Applet是Java的小应用程序,它是动态、安全、跨平台的网络应用程序。JavaApplet嵌入HTML语言,通过主页发布到Internet。网络用户访问服务器的Applet时,这些Applet从网络上进行传输,然后在支持Java的浏览器中运行。由于Java语言的安全机制,用户一旦载入Applet,就可以放心地来生成多媒体的用户界面或完成复杂的计算而不必担心病毒的入侵。虽然Applet可以和图像、声音、动画等一样从网络上下载,但它并不同于这些多媒体的文件格式,它可以接收用户的输入,动态地进行改变,而不仅仅是动画的显示和声音的播放。

三、丰富的类库

Java提供了大量的类以满足网络化、多线程、面向对象系统的需要。

1.语言包提供的支持包括字符串处理、多线程处理、例外处理、数学函数处理等,可以用它简单地实现Java程序的运行平台。

2.实用程序包提供的支持包括哈希表、堆栈、可变数组、时间和日期等。

3.输入输出包用统一的"流"模型来实现所有格式的I/O,包括文件系统、网络、输入/出设备等。

4.低级网络包用于实现Socket编程。

5.抽象图形用户接口包实现了不同平台的计算机的图形用户接口部件,包括窗口、菜单、滚动条、对话框等,使得Java可以移植到不同平台的机器。

6.网络包支持Internet的TCP/IP协议,提供了与Internet的接口。它支持URL连接,WWW的即时访问,并且简化了用户/服务器模型的程序设计。

四、Java和C、C++

对于变量声明、参数传递、操作符、流控制等,Java使用了和C、C++相同的传统,使得熟悉C、C++的程序员能很方便地进行编程。同时,Java为了实现其简单、鲁棒、安全等特性,也摒弃了C和C++中许多不合理的内容。

1.全局变量

Java程序中,不能在所有类之外定义全局变量,只能通过在一个类中定义公用、静态的变量来实现一个全局变量。例如:

ClassGlobalVar{

publicstaticglobal_var;

}

在类GlobalVar中定义变量global_var为publicstat-ic,使得其它类可以访问和修改该变量。

Java对全局变量进行了更好的封装。而在C和C++中,依赖于不加封装的全局变量常常造成系统的崩溃。

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