計(jì)算機(jī)軟件Java編程特點(diǎn)及技術(shù)的探析

秦浪

摘要：JAVA是具有長(zhǎng)久發(fā)展時(shí)間的成熟編程語言，在當(dāng)今時(shí)代，JAVA編程語言發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為給廣大從業(yè)者提供可靠借鑒，該文主要分析JAVA編程語言的技術(shù)特征，并對(duì)JAVA編程語言的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行詳盡論述。

關(guān)鍵詞：JAVA編程語言;計(jì)算機(jī)軟件編程;軟件開發(fā)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）02-0061-02

JAVA是目前常用的一種成熟編程語言，相較于C++等編程語言，JAVA有著諸多優(yōu)勢(shì)。如今，計(jì)算機(jī)軟件編程正逐步朝著多層級(jí)機(jī)構(gòu)所發(fā)展，B/S已經(jīng)成為業(yè)界主流，人們利用信息技術(shù)打破了時(shí)間、空間的界限，實(shí)現(xiàn)了高效且便捷的信息轉(zhuǎn)換。JAVA編程語言以其本身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，讓計(jì)算機(jī)軟件的編寫更為方便、快捷，在近十幾年的發(fā)展歷程中，JAVA取代了諸多傳統(tǒng)編程技術(shù)。JAVA最主要的優(yōu)勢(shì)就是和平臺(tái)無關(guān)，利用JAVA編譯的程序、軟件，安全性、可靠性有著較高的保障，并且JAVA還能夠面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)有效開發(fā)。如今，我們身處于信息時(shí)代，鑒于JAVA在當(dāng)今時(shí)代的重要性，必須要對(duì)JAVA的特點(diǎn)以及應(yīng)用進(jìn)行梳理、探究。

1 JAVA編程語言的特點(diǎn)

1.1 面向?qū)ο?/p>

所謂面向?qū)ο?，就是將某一個(gè)實(shí)體看作為一個(gè)對(duì)象，面向?qū)ο蟊旧硎且环N相對(duì)抽象的理念，現(xiàn)實(shí)世界模型的所有自然延伸都可看作為面向?qū)ο蟆，F(xiàn)實(shí)世界中各個(gè)對(duì)象之間傳遞消息，然后根據(jù)對(duì)象的特征將對(duì)象歸類為某一種事物，所有對(duì)象都是某一類事物的實(shí)例。C++等傳統(tǒng)的編程語言往往以“編譯過程”為中心，將具體的算法作為程序的驅(qū)動(dòng)，面向?qū)ο蟮木幊陶Z言以“對(duì)象”為中心，將“消息的傳遞”作為驅(qū)動(dòng)。JAVA面向?qū)ο蟮奶匦裕宫F(xiàn)出多態(tài)、封裝、繼承三個(gè)方面的概念，這也是JAVA編程語言安全、可靠的基礎(chǔ)。

現(xiàn)實(shí)世界中所有事物都有著獨(dú)特的行為模式以及屬性，將其直接反映到計(jì)算機(jī)程序上，屬性就可看作為對(duì)象特有的數(shù)據(jù)，行為則是表現(xiàn)對(duì)象的具體方法。封裝具體是指將對(duì)象和方法集成為一個(gè)完整的系統(tǒng)，從這個(gè)角度來看，面向?qū)ο笾械膶?duì)象是具體的封裝手段，對(duì)象是封裝手段的具體單位，JAVA語言的封裝性相對(duì)較強(qiáng)，因JAVA本身并沒有全局的變量，在利用JAVA編程語言的過程中，絕大部分時(shí)候考慮的都是編程的對(duì)象，針對(duì)對(duì)象和對(duì)象之間的信息傳遞，JAVA語言也涵蓋了相應(yīng)的類型、方法。

多態(tài)就是指多元，指有多重表現(xiàn)方法，舉個(gè)例子，計(jì)算機(jī)中的堆棧可儲(chǔ)存多重?cái)?shù)據(jù)，如字符、浮點(diǎn)等，但是無論堆棧儲(chǔ)存的何種數(shù)據(jù)，算法本身是不會(huì)發(fā)生變化的，而針對(duì)不同的數(shù)據(jù)類型，程序編譯人員無須再次進(jìn)行手動(dòng)選擇，只需要應(yīng)用統(tǒng)一的接口，然后就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的選擇。

繼承是以“面向?qū)ο蟆睘榛A(chǔ)的特征，即“將一個(gè)對(duì)象的屬性或者方法繼承給另一個(gè)對(duì)象”，事實(shí)上，在應(yīng)用JAVA編程語言的過程中，許多對(duì)象都有著相應(yīng)的集成含義。舉個(gè)例子，如果將生活中的電燈看作為一個(gè)實(shí)體，那么“電燈”就能夠劃分為多個(gè)子實(shí)體，比如臺(tái)燈、路燈等等，這些不同的子實(shí)體本身有著相應(yīng)的特性，那么“電燈”就是“路燈、臺(tái)燈”的孩子，在JAVA編程語言中，提供了針對(duì)這些對(duì)象實(shí)體的“類別”，而子實(shí)體就可直接繼承“父”實(shí)體的特征以及方法。

1.2 平臺(tái)無關(guān)

平臺(tái)無關(guān)主要是指JAVA編程語言的通用性，利用JAVA編程語言，無須通過修改，編譯出的程序就可在不同的軟件平臺(tái)、硬件平臺(tái)上運(yùn)行，而平臺(tái)無關(guān)則體現(xiàn)出兩個(gè)方面的特征，一個(gè)是目標(biāo)代碼級(jí)別的特征;另一個(gè)是源代碼級(jí)別的特征。比如傳統(tǒng)的C語言和傳統(tǒng)的C++語言，他們?cè)谝欢ǔ潭壬暇涂稍创a級(jí)別平臺(tái)無關(guān)，所以利用C++、C編譯出的程序無須重新編寫或者調(diào)整就能夠在不同的平臺(tái)上使用[1]。

JAVA編程語言主要依靠虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)性，JAVA虛擬機(jī)本身是一種抽象的程序，它是各種操作系統(tǒng)的附屬品，本身有著完善的虛擬機(jī)指令，并且JAVA虛擬機(jī)也有著寄存器、堆棧等。在JAVA虛擬機(jī)中有著專門用于解釋JAVA程序的解釋器，編程人員在利用JAVA編程語言編寫程序后，編譯器就會(huì)自動(dòng)將JAVA程序轉(zhuǎn)化為JAVA虛擬機(jī)的字節(jié)源代碼，只要設(shè)備配置有或者軟件配置有JAVA解釋器，那么程序就可在該設(shè)備上運(yùn)行，這種運(yùn)行方式無須考慮字節(jié)代碼的特異性。并且，JAVA編程語言是以IEEE標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的語言，通過JAVA虛擬機(jī)來確保數(shù)據(jù)種類的一致性，同時(shí)提高JAVA編程語言的實(shí)用性[2]。

JAVA編程語言的平臺(tái)無關(guān)性是JAVA編程語言如今能夠得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)，首先JAVA編程語言無關(guān)性能夠讓編程人員通過一次開發(fā)完成多次運(yùn)行，大大減少了編程人員的工作量;其次JAVA編程語言的無關(guān)性本身符合當(dāng)代“網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)”的發(fā)展軌跡，如果所有的應(yīng)用程序都需要用JAVA編程語言編寫，那么設(shè)備或者軟件平臺(tái)只需要有一個(gè)JAVA虛擬機(jī)就可完成所有以JAVA程序的運(yùn)行[3-5]。

1.3 可靠性和安全性

當(dāng)今社會(huì)是消費(fèi)社會(huì)，無論何種軟件都是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的重要商品，JAVA編程語言最初的設(shè)計(jì)目的，就是實(shí)現(xiàn)消費(fèi)類軟件的開發(fā)，而消費(fèi)產(chǎn)品本身必須具有一定的安全性、可靠性這樣才能夠滿足使用者的需求。相較于C++、C語言，JAVA本身是一種“強(qiáng)類型”的語言，在編譯的過程中能夠直接發(fā)現(xiàn)方法調(diào)用錯(cuò)誤，這就提高了JAVA程序的可靠性。并且，JAVA編程語言并不支持指針，這就直接消除了非法訪問內(nèi)存的可能性，同時(shí)自動(dòng)單元避免了內(nèi)存分配問題、內(nèi)存丟失問題等。另外，JAVA虛擬機(jī)在運(yùn)行的過程中，解釋程序就可直接完成實(shí)時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)字符串以及數(shù)組越界的情況。

因JAVA目前主要用于各種程序開發(fā)，其多數(shù)程序都涉及互聯(lián)網(wǎng)的使用，所以對(duì)安全性、可靠性的要求較高，JAVA本身有著相對(duì)完善的病毒預(yù)防機(jī)制，在字節(jié)經(jīng)過虛擬機(jī)后，必須要通過字節(jié)校驗(yàn)器的檢查，并確定字節(jié)在程序中的內(nèi)存布局，以避免出現(xiàn)程序干擾、程序破壞等問題。

2 JAVA編程語言的實(shí)際應(yīng)用

以某圖形編輯器的編譯為例，將Eclipse作為程序編譯的基礎(chǔ)平臺(tái)，該平臺(tái)作為JAVA編程語言使用的基礎(chǔ)服務(wù)以及框架?？傮w結(jié)構(gòu)分為代碼轉(zhuǎn)換、編譯器、圖形轉(zhuǎn)換三個(gè)部分構(gòu)成，圖形化的編程方法完全參考圖形編輯器提供的方法，后臺(tái)的模型負(fù)責(zé)儲(chǔ)存所有相關(guān)信息，代碼轉(zhuǎn)化器同時(shí)完成信息的轉(zhuǎn)化以及翻譯，保證程序符合JAVA的語言規(guī)范[6]。

2.1 圖形編程語言設(shè)計(jì)

圖形編程語言以“元建?！睓C(jī)制作為基礎(chǔ)，在對(duì)JAVA編程語言進(jìn)行參考的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)圖形編程語言設(shè)計(jì)，主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象語法以及語義的描述，同時(shí)實(shí)現(xiàn)具體語法和抽象語法之間的區(qū)分，擴(kuò)充抽象語法需要考慮到具體的語法過程，并將具體的圖形符號(hào)反映出來。一般來說，元建模涵蓋了語言之間的構(gòu)造關(guān)系，如segment、if else之間有著聚類關(guān)聯(lián)關(guān)系，并對(duì)type、modifiner、ldentifier、loop等進(jìn)行定義。自然語言是元模型定義圖形語言的基礎(chǔ)，并直接說明了元素直接的關(guān)系，本案例應(yīng)用的語句為if else，需要合理的定義相關(guān)屬性。

2.2 JAVA圖形編輯器設(shè)計(jì)

該圖形編輯器的基礎(chǔ)架構(gòu)為傳統(tǒng)的MVC。數(shù)據(jù)層、控制層、表現(xiàn)層之間相互獨(dú)立，并存在抽象化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，針對(duì)應(yīng)用問題的核心數(shù)據(jù)，在納入方法、行為、邏輯之后進(jìn)行封裝。圖形符號(hào)是圖形編程的基礎(chǔ)，需要考慮到語言元模型中元素的轉(zhuǎn)化，比如尺寸、圖形組合、導(dǎo)航連接線等，if else則要表現(xiàn)相應(yīng)的賦值語句符號(hào)。

圖形編輯器的所有視圖圖形都需要有相應(yīng)的模型，以讓相應(yīng)的圖形代碼信息能夠得到有效歸類以及保存，編輯器的模型的創(chuàng)建需要考慮到元模型中基本元素的對(duì)象，同時(shí)對(duì)各個(gè)元素之間的關(guān)聯(lián)約束進(jìn)行編碼。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)程序的運(yùn)行加入相對(duì)應(yīng)的監(jiān)聽、管理機(jī)制，保證在程序編譯的過程中，能夠根據(jù)JAVA編程的基本規(guī)則來做出相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)，同時(shí)將該反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，監(jiān)聽器根據(jù)反饋再進(jìn)行實(shí)際動(dòng)作[7]。

控制需要考慮到模型和視圖之間的協(xié)調(diào)，所有控制器都要有相應(yīng)的監(jiān)視器接口，并能夠在對(duì)象內(nèi)部實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽駐留，如果模型數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，控制器則要根據(jù)實(shí)際的變化類型來創(chuàng)建出新的視圖或者進(jìn)行調(diào)整。如，用戶在使用的過程中，確定了圖像的編譯，并對(duì)修改進(jìn)行了確定之后，那么就要對(duì)該變化進(jìn)行確定，控制器需要將字符串轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的圖像。

2.3 代碼轉(zhuǎn)換

代碼轉(zhuǎn)換需要生成和JAVA編程規(guī)范一致的文本代碼，編譯部件需要以模板機(jī)制為基礎(chǔ)逐步完善翻譯功能，同時(shí)完成對(duì)內(nèi)容的詳細(xì)劃分，以讓程序的局部細(xì)節(jié)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)完善的主體框架。在設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮到不同元素的翻譯，在轉(zhuǎn)化完成后，元素所對(duì)應(yīng)的實(shí)例也需要轉(zhuǎn)化為相關(guān)的代碼字符串。

3 結(jié)束語

綜上所述，JAVA編程語言以其本身的成熟性、完善性、靈活性、平臺(tái)無關(guān)性、可靠性、安全性在業(yè)界得到了廣泛應(yīng)用，成為應(yīng)用程序編寫的首選語言。目前JAVA編程語言已經(jīng)成為Android應(yīng)用程序編譯的基礎(chǔ)，同時(shí)也成為web程序編寫的主要選擇對(duì)象，廣大從業(yè)者切勿忽視JAVA編程語言的重要性，在實(shí)際工作中要對(duì)JAVA編程語言進(jìn)行詳盡的分析，并不斷解決目前因“解釋”導(dǎo)致的卡頓問題。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】