Java編程語言在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)中的實(shí)踐研究

孔涵

摘 要：在實(shí)際的應(yīng)用軟件開發(fā)過程中，使用不同的編程語言，對開發(fā)效果和開發(fā)效率有著顯著的影響。Java語言從C++語言發(fā)展而來，吸收了C++語言的特性，對C++語言進(jìn)行了簡化，使JAVA成為一門上手簡單、功能強(qiáng)大的編程語言。因此，Java語言很適合用于計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)。JAVA語言的適用范圍之廣泛，令它被譽(yù)為是“計(jì)算機(jī)界的英語”。本文將先對Java編程語言的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹，隨后對Java編程語言在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)中的實(shí)踐進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)媒體 ；博物館 ；宣傳教育 ；文化機(jī)構(gòu)

一、JAVA編程語言與傳統(tǒng)C++語言進(jìn)行對比

在JAVA出現(xiàn)之前，市場上主流的面向?qū)ο缶幊陶Z言主要是C++等語言。而又由于C++上手不易，使得利用C++進(jìn)行計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件也非常困難。自JAVA語言面世至今，它已一躍成為最受程序員歡迎的語言之一，也成為使用范圍最廣、應(yīng)用面最大的一門計(jì)算機(jī)編程語言。

Java語言是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。除了面向?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)以外，Java語言還在安全性、平臺(tái)無關(guān)性、支持多線程、內(nèi)存管理等許多方面具有卓越的優(yōu)點(diǎn)。雖然JAVA設(shè)計(jì)同C++非常相似，但其刪去了后者中很多理解困難、使用度小的功能特征，因此較之C++，JAVA的編程過程更為輕松。此外，JAVA也是第一個(gè)支持內(nèi)置線程操作的主流編程語言。

JAVA與C++的區(qū)別主要有以下內(nèi)容：JAVA中刪去了指針和多重繼承，只支持單繼承，沒有不屬于類成員的函數(shù)；JAVA中沒有#include與宏定義等預(yù)處理功能，刪去了structure、union、typedef等功能；JAVA中禁止使用goto（goto依然是保留關(guān)鍵字），但仍可以使用continue和break進(jìn)行操作；JAVA中沒有操作符重載；JAVA中沒有全局變量，但可以通過定義public類型的數(shù)據(jù)成員可以實(shí)現(xiàn)類似的功能，等等。

二、JAVA語言在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)中的優(yōu)越性

（一）面向?qū)ο?/p>

面向?qū)ο笳Z言是一種以對象為基本程序結(jié)構(gòu)單位的程序設(shè)計(jì)語言，與它相對的還有面向過程語言，例如C語言。使用面向?qū)ο笳Z言進(jìn)行軟件開發(fā)有利于軟件的擴(kuò)充。

面向過程語言以過程為編程的中心，以解決問題的步驟來劃分問題，它的性能往往較高，但維護(hù)性、擴(kuò)展性都較低。而面向?qū)ο笳Z言則以功能來劃分問題，按照人們認(rèn)識(shí)客觀世界的系統(tǒng)思維方式，采用基于對象（或?qū)嶓w）的概念建立模型，模擬客觀世界分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)軟件的辦法。通過面向?qū)ο蟮睦砟钍褂?jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)能與現(xiàn)實(shí)世界中的系統(tǒng)一一對應(yīng)。面向?qū)ο笳Z言有類別性、多態(tài)性、繼承性與識(shí)認(rèn)性四大特點(diǎn)，具有便于維護(hù)、擴(kuò)展容易等優(yōu)秀的特點(diǎn)。又由于面向?qū)ο笳Z言中存在對數(shù)據(jù)和操作進(jìn)行封裝、對類進(jìn)行集成等特性，其設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)耦合度較低，靈活度也隨之提高。

雖然面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言性能不及面向過程語言，但它在其他多方面所表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)足夠讓它成為主流。

（二）平臺(tái)無關(guān)性

JAVA具有良好的平臺(tái)無關(guān)性，這與JAVA開發(fā)環(huán)境和程序執(zhí)行過程有關(guān)。JAVA平臺(tái)由JAVA程序、JAVA APIs、JAVA虛擬機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)四個(gè)部分構(gòu)成。而平臺(tái)無關(guān)性的特性主要依靠使用JAVA虛擬機(jī)（JAVA Virtual Machine，簡稱JVM）來實(shí)現(xiàn)。它是一個(gè)虛構(gòu)出來的計(jì)算機(jī)，JAVA字節(jié)碼就像是在這臺(tái)“計(jì)算機(jī)” 上運(yùn)行。實(shí)際在執(zhí)行字節(jié)碼時(shí)，JVM把字節(jié)碼解釋成具體平臺(tái)上的機(jī)器指令執(zhí)行。它屏蔽了與具體硬件平臺(tái)相關(guān)的信息，使得JAVA字節(jié)碼可以在多種硬件平臺(tái)上不加修改地運(yùn)行。不同的硬件平臺(tái)只需要安裝不同的JAVA虛擬機(jī)。

JAVA的程序編譯執(zhí)行過程如下：由JAVA編譯程序?qū)?java文件翻譯成.class的JAVA字節(jié)碼文件，隨后由JVM對字節(jié)碼文件進(jìn)行符合硬件平臺(tái)的解釋。其中的組件包含Bytecode載入器、字節(jié)碼校驗(yàn)器、Bytecode解釋器，對.class文件進(jìn)行裝載、非法操作的校驗(yàn)，最終運(yùn)行程序。

（三）垃圾回收機(jī)制

Java語言中一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是引入了垃圾回收機(jī)制，使使用傳統(tǒng)C/C++語言的程序員最頭疼的內(nèi)存管理的問題迎刃而解，它使得Java程序員在編寫程序的時(shí)候不再需要考慮內(nèi)存管理。

自動(dòng)垃圾回收是一種在堆內(nèi)存中找出哪些對象在被使用，還有哪些對象沒被使用，并且將后者刪掉的機(jī)制。所謂使用中的對象（已引用對象），指的是程序中有指針指向的對象；而未使用中的對象（未引用對象），則沒有被任何指針給指向，因此占用的內(nèi)存也可以被回收掉。在用C/C++等編程語言時(shí)，內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配和釋放都需要程序員手動(dòng)控制；而JAVA語言引入的垃圾回收機(jī)制能夠讓回收器自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存釋放。此舉的意義能夠有效提高內(nèi)存的使用率，降低內(nèi)存空閑率，防止內(nèi)存泄露等問題的出現(xiàn)。

（四）禁用指針

JAVA中不支持指針。禁用指針的意義是防止用戶以非法手段訪問變量內(nèi)部的私有成員，且避免用戶使用指針時(shí)出現(xiàn)各式各樣的錯(cuò)誤，引發(fā)內(nèi)存問題。

嚴(yán)格來說，在JAVA語言內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)過程中，仍然存在指針的使用。所謂的“禁用指針”，只是禁止顯式的指針使用。在需要討論指針的時(shí)候，JAVA語言中的獨(dú)特概念“引用”即是指針的簡化版本，已經(jīng)能夠滿足編程的需要。

禁用指針的初衷是鑒于JAVA是面向?qū)ο蟮恼Z言，且存在優(yōu)秀的垃圾回收機(jī)制，因此不再需要程序員去關(guān)心內(nèi)存的分配與釋放。使用指針是一種較為低級且粗暴的方法，其使用過程復(fù)雜，在使用過程中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，JAVA禁用指針是百利而無一害的舉措。

三、Java編程語言在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)中的實(shí)踐研究

（一）開發(fā)環(huán)境簡介

JAVA常用的集成開發(fā)環(huán)境有：JBuilder、Sun ONE Studio、Eclipse、IntelliJ IDEA、Java Application、Java Applet、Servlet、JSP等等。以上的開發(fā)環(huán)境具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的場合，能夠滿足不同的開發(fā)需要。例如Applet適用于web瀏覽器中的小程序開發(fā)，Servlet用于建立瀏覽器與服務(wù)器之間的橋梁，等等。

（二）適用范圍

JAVA語言的適用范圍非常廣，主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面。一是用于編寫金融業(yè)的電子交易系統(tǒng)，二是用于電子商務(wù)以及網(wǎng)站開發(fā)，三是桌面級應(yīng)用（尤其是需要跨平臺(tái)的桌面級應(yīng)用程序），四是嵌入式設(shè)備及消費(fèi)類電子設(shè)備。在時(shí)下最熱門的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等行業(yè)，JAVA語言也有著很突出的貢獻(xiàn)。除此之外，JAVA也是企業(yè)級應(yīng)用中被最多使用的一種語言。又因?yàn)闀r(shí)下大部分Android應(yīng)用都基于JAVA開發(fā)，因此JAVA在手機(jī)端應(yīng)用程序的編寫應(yīng)用也非常廣泛。

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