Java編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

清華大學(xué) 沙之洲

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和普及，傳統(tǒng)的編譯語(yǔ)言由于靈活性差、可擴(kuò)展性不高、整體性能較差不能滿足目前計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的需求，為保證計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率，本文深入研究了Java編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，以Java編程語(yǔ)言的概述為切入點(diǎn)，深入探討了Java編程語(yǔ)言的特點(diǎn)，舉例分析了Java編程語(yǔ)言的重要應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)Java編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的進(jìn)一步應(yīng)用的同時(shí)，為相關(guān)研究人員提供借鑒，促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，多種多樣的應(yīng)用成為人們生活不可或缺的一部分，人們的生活也逐漸向著智能化方向發(fā)展，其中計(jì)算機(jī)軟件對(duì)人們生活的改變起著重要作用。從本質(zhì)上講，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行離不開(kāi)計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)，而軟件的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)編程語(yǔ)言的應(yīng)用，為此，針對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的編譯語(yǔ)言必須高度重視。在眾多的編程語(yǔ)言中，Java編程語(yǔ)言由于安全性高、效率快、編譯簡(jiǎn)單、靈活性高受到編譯人員的青睞，吻合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需求和應(yīng)用條件，編譯好的程序可直接運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行中，且便于后期修改和維護(hù)，為多類型的軟件開(kāi)發(fā)提供了優(yōu)質(zhì)的編程基礎(chǔ)的同時(shí)，保證高質(zhì)量的軟件運(yùn)行，也為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)工作提供了極大的工作便利。

基于Java編程語(yǔ)言獨(dú)特的應(yīng)用特點(diǎn)，本文首先對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了總體概述，介紹了其具備的優(yōu)越性，針對(duì)Java編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，為相關(guān)人員提供借鑒和參考，進(jìn)一步宣傳Java編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)Java編程語(yǔ)言高層次的發(fā)展和應(yīng)用，以創(chuàng)造出更高的應(yīng)用價(jià)值。

1 Java編程語(yǔ)言的特點(diǎn)分析

在上述Java編程語(yǔ)言相關(guān)概述的基礎(chǔ)上，針對(duì)Java編程語(yǔ)言幾個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行具體分析，詳細(xì)分析內(nèi)容如下。

1.1 操作簡(jiǎn)單

操作簡(jiǎn)單這一特點(diǎn)主要表現(xiàn)在Java編程語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)中，相比較于其他計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言，Java編程語(yǔ)言的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)由多個(gè)有機(jī)部分組成，在各個(gè)有機(jī)部分的共同工作下運(yùn)行完成的程序。在結(jié)構(gòu)上，Java編程語(yǔ)言與c語(yǔ)言和c++具有相似之處，但它們的區(qū)別在于，Java編程語(yǔ)言結(jié)合以上兩種編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)避開(kāi)不足，通過(guò)減少邏輯運(yùn)算符號(hào)和嵌套程序的使用來(lái)簡(jiǎn)化邏輯結(jié)構(gòu)和操作流程。例如，針對(duì)某一功能的實(shí)現(xiàn)，采用Java編程語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼量遠(yuǎn)少于采用其他兩種編碼語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼量，且邏輯關(guān)系更為清晰，使得程序在運(yùn)行過(guò)程中出錯(cuò)率較低，能夠減輕編程人員工作量，提升編程效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的編程效果。此外，在Java編程語(yǔ)言的運(yùn)行過(guò)程中，能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和清除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的冗余垃圾，減少系統(tǒng)的緩存空間，保證系統(tǒng)高效率且穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，有利于延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)的使用壽命。

1.2 高度的靈活性

高度的靈活性是Java編程語(yǔ)言的另一大顯著優(yōu)勢(shì)。Java編程語(yǔ)言不僅能夠適應(yīng)嵌入式、Windows、Linux等多種嵌入式操作系統(tǒng)，并且針對(duì)操作系統(tǒng)、桌面系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)的不定時(shí)更新具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，且在系統(tǒng)的變化中，不影響其功能的正常運(yùn)行，避免了在系統(tǒng)更新時(shí)重新編譯計(jì)算機(jī)軟件，為工作者提供便利。此外，Java編程語(yǔ)言可移植能力強(qiáng)，可利用網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行Java編程語(yǔ)言的多重繼承，配合多種數(shù)據(jù)傳輸通道將以Java編程語(yǔ)言為基礎(chǔ)編譯的計(jì)算機(jī)軟件傳輸?shù)讲煌?jì)算機(jī)軟件中，進(jìn)一步展現(xiàn)Java編程語(yǔ)言的擴(kuò)展性和靈活性。

1.3 對(duì)象針對(duì)性強(qiáng)

盡管目前計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展迅速，但究其根本，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng)新和進(jìn)步離不開(kāi)編程語(yǔ)言的應(yīng)用，因此，要進(jìn)一步發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)，就必須將編程思維作為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心，合理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)，明確開(kāi)發(fā)流程，設(shè)計(jì)清晰明了的總體架構(gòu)，合理運(yùn)用邏輯語(yǔ)句和判斷語(yǔ)句，最大限度地發(fā)揮Java編程語(yǔ)言的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)?；贘ava編程語(yǔ)言對(duì)應(yīng)用對(duì)象具有較強(qiáng)的針對(duì)性這一特點(diǎn)，在實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)中，需要對(duì)應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行合理且準(zhǔn)確地劃分，便于Java編程語(yǔ)言針對(duì)不同的應(yīng)用對(duì)象實(shí)施動(dòng)態(tài)化服務(wù)。通常情況下，Java編程語(yǔ)言與應(yīng)用對(duì)象間通過(guò)接口連接，為適應(yīng)Java編程語(yǔ)言的應(yīng)用需求，接口通常采用動(dòng)態(tài)化類機(jī)制接口，保證接口功能的穩(wěn)定，以維護(hù)Java編程語(yǔ)言運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定。

1.4 安全系數(shù)比較高

除以上幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)外，Java編程語(yǔ)言的安全系數(shù)高，有利于維護(hù)整體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行安全，是編程人員鐘愛(ài)Java編程語(yǔ)言的重要原因之一。在利用Java編程語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，首先利用公共密鑰進(jìn)行程序編寫(xiě)。公共密鑰是一種應(yīng)用廣泛的外侵防御機(jī)制，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受到惡意攻擊或病毒干擾時(shí)，公共密鑰可以通過(guò)分析攻擊路徑向攻擊者發(fā)生警示，提醒入侵者停止入侵行為，并警示相關(guān)工作人員進(jìn)行入侵防御，及時(shí)采取防御措施，降低系統(tǒng)的損失程度，防止用戶數(shù)據(jù)被竊取，維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行安全，提升整體的安全系數(shù)。

2 Java編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)中的有效應(yīng)用

2.1 嵌入式設(shè)備應(yīng)用，規(guī)劃互聯(lián)網(wǎng)分板塊

借助Java編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于嵌入式設(shè)備的各項(xiàng)操作，完善設(shè)備功能，整合互聯(lián)網(wǎng)資源完成互聯(lián)網(wǎng)分板塊的規(guī)劃。一方面，將Java編程語(yǔ)言應(yīng)用于嵌入式設(shè)備中，能夠快速生成操作指令并及時(shí)響應(yīng)功能機(jī)制，從而優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行效果，增強(qiáng)嵌入式設(shè)備的完整性和通用性，為其他計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行搭建性能穩(wěn)定的應(yīng)用平臺(tái)，從而提升整體的運(yùn)行質(zhì)量。另一方面，Java編程語(yǔ)言的應(yīng)用能夠促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)資源的整合和分享，通過(guò)海量的數(shù)據(jù)分析和資源研究，合理劃分互聯(lián)網(wǎng)分板塊；互聯(lián)網(wǎng)分板塊的不同，其對(duì)應(yīng)的功能和面向?qū)ο缶陀兴煌?，在這種模式下，能夠保證開(kāi)發(fā)出的計(jì)算機(jī)軟件最大限度地貼合人們的日常生活，滿足人們工作、學(xué)習(xí)、生活等多方面的需求，針對(duì)不同的需求對(duì)象進(jìn)行更為詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)，有利于產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 圖形編程工具設(shè)計(jì)

圖形編程工具設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)重點(diǎn)研究方向，近年來(lái)隨著多媒體行業(yè)的發(fā)展，Java編程語(yǔ)言在圖形編程工具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，應(yīng)用技術(shù)也逐漸成熟，給予了相關(guān)媒體工作者極大的工作便利。

一般情況下，采用Java編程語(yǔ)言進(jìn)行圖形編程工具的設(shè)計(jì)步驟主要包括以下幾點(diǎn)：

首先，明確圖形編程工具的應(yīng)用方向和設(shè)計(jì)需求，制定合適的設(shè)計(jì)目標(biāo)。例如，為便利游戲玩家進(jìn)行離線操作，同時(shí)減少用戶的在線游戲時(shí)間，可設(shè)計(jì)圖形編程工具創(chuàng)建游戲機(jī)器人代替玩家完成游戲任務(wù)，即利用Java編程語(yǔ)言以“游戲機(jī)器人”為目標(biāo)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的機(jī)器人程序設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)動(dòng)作框架，確定動(dòng)作執(zhí)行語(yǔ)句，再針對(duì)具體的動(dòng)作細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并借助其他工具完成整體設(shè)計(jì)。

其次，設(shè)計(jì)圖形編譯工具的整體架構(gòu)。以Java編程語(yǔ)言的服務(wù)性能為核心，在相應(yīng)的硬件設(shè)備上搭建編譯平臺(tái)。由于圖形編譯工具設(shè)計(jì)的功能種類較多，框架整理具有一定的復(fù)雜性，針對(duì)這種編譯情況，可利用Java編程語(yǔ)言構(gòu)建信息存儲(chǔ)模型，編譯優(yōu)先級(jí)排列程序，按照功能之間的包含關(guān)系、并列關(guān)系進(jìn)行排序，并利用代碼轉(zhuǎn)換器和翻譯器翻譯排序結(jié)果，生成準(zhǔn)確的架構(gòu)設(shè)計(jì)圖。由此可以看出，Java編程語(yǔ)言能夠使圖形編譯工具簡(jiǎn)單化，使其整體架構(gòu)簡(jiǎn)單明了，便于進(jìn)行工具維修和升級(jí)。

再者，要設(shè)計(jì)性能穩(wěn)定、處理效率高的圖形編譯工具，可充分利用Java編程語(yǔ)言的靈活性，即以Java編程語(yǔ)言基礎(chǔ)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，精準(zhǔn)區(qū)分有效控制指令和無(wú)效控制指令，對(duì)用戶的操作行為做出精準(zhǔn)相應(yīng)，并及時(shí)清理多余的數(shù)據(jù)緩存，保證處理工作的穩(wěn)定進(jìn)行。

最后，要完善圖形編譯工具的視圖設(shè)計(jì)。采用Java編程語(yǔ)言進(jìn)行特殊的圖形或符號(hào)設(shè)計(jì)，使其能在圖形映射空間中映射出完整的圖形，豐富用戶使用體驗(yàn)的同時(shí)，有利于該圖形編譯工具的宣傳和推廣。

2.3 設(shè)計(jì)交互操作，開(kāi)發(fā)安卓手機(jī)軟件

設(shè)計(jì)交互操作，開(kāi)發(fā)安卓手機(jī)軟件是Java編程語(yǔ)言的另一重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域之一，其對(duì)智能化的發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在Java編程語(yǔ)言的支持下，智能設(shè)備與用戶之間的交互操作更為靈活和智能，極大地豐富了計(jì)算機(jī)軟件的定向功能和選擇性功能。針對(duì)用戶不同的交互需求，能夠快速分析交互請(qǐng)求，響應(yīng)交互機(jī)制，使交互操作更為流暢化的同時(shí)，豐富用戶的使用體驗(yàn)，獲得較為良好的使用感受。此外，將Java編程語(yǔ)言應(yīng)用于安卓手機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)中，可以使應(yīng)用軟件具有可移植性，即不同品牌的安卓手機(jī)間可以進(jìn)行軟件傳輸，便于用戶操作的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了非線性的數(shù)據(jù)傳播，且借助Java編程語(yǔ)言的高性能，能夠提升軟件運(yùn)行速度，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，最大限度地發(fā)揮手機(jī)硬件和軟件優(yōu)勢(shì)，完善安卓手機(jī)的通訊系統(tǒng)，保證高質(zhì)量的數(shù)據(jù)通信，使其具有更高的使用價(jià)值。

2.4 推進(jìn)信息化教學(xué)的轉(zhuǎn)型

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了教育信息化及數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的效率、保證網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量，可利用Java編程語(yǔ)言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)，為教育方式的改革提供相關(guān)技術(shù)支持。例如，采用學(xué)習(xí)通軟件進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可采用Java編程語(yǔ)言編譯軟件腳本，根據(jù)教師的教學(xué)需求和學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)需求，編寫(xiě)登錄、課程學(xué)習(xí)、簽到等軟件功能，并在Java環(huán)境下運(yùn)行程序代碼，其編程代碼的運(yùn)行主要采用JAVARemoteMethodInvocation技術(shù)，并通過(guò)軟件調(diào)試與充分應(yīng)用Java編程語(yǔ)言中的對(duì)象和類，保證程序運(yùn)行的完整性和正確性，同時(shí)整合程序資源，完成應(yīng)用程序的分布式管理，實(shí)現(xiàn)用戶與Java程序的無(wú)縫對(duì)接，這樣能夠極大地便利學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，且從客觀角度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀性，提升教學(xué)效果。

2.5 促進(jìn)企業(yè)管理的信息化

基于Java編程語(yǔ)言的安全特性，為企業(yè)的信息管理提供技術(shù)支持。許多企業(yè)以Java編程語(yǔ)言為基礎(chǔ)進(jìn)行編程、服務(wù)器開(kāi)發(fā)以及軟件開(kāi)發(fā)，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。例如，針對(duì)數(shù)據(jù)流量大的網(wǎng)站設(shè)計(jì)以及對(duì)安全性要求高的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由于包含著重要的員工信息和用戶信息，且由于數(shù)據(jù)提取量較大，傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言難以滿足其開(kāi)發(fā)需求，可采用Java編程語(yǔ)言中的JDBC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，其本質(zhì)是通過(guò)編碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)管理，具有較快的運(yùn)行速度，便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢工作和后臺(tái)管理工作，便于外界交互設(shè)備的連接，實(shí)現(xiàn)高效率的數(shù)據(jù)共享。針對(duì)私密數(shù)據(jù)，能夠通過(guò)建立密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏和保護(hù)，只對(duì)計(jì)算機(jī)程序提供統(tǒng)一的密匙，從而實(shí)現(xiàn)更安全的數(shù)據(jù)管理和傳輸。

3 JAVA編程語(yǔ)言的處理問(wèn)題探討

3.1 JAVA編程語(yǔ)言的問(wèn)題

處理異常問(wèn)題是編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)和運(yùn)行中常見(jiàn)的情況。在編寫(xiě)JAVA程序中發(fā)生異常情況時(shí)，需要編寫(xiě)一個(gè)檢測(cè)程序進(jìn)行問(wèn)題檢測(cè)。針對(duì)c語(yǔ)言編譯產(chǎn)生的異常問(wèn)題，往往采用if條件語(yǔ)句和調(diào)用函數(shù)進(jìn)行問(wèn)題檢測(cè)，根據(jù)函數(shù)的返回值判斷問(wèn)題類型，采取相應(yīng)的處理手段。針對(duì)JAVA編程語(yǔ)言編譯時(shí)產(chǎn)生的異常問(wèn)題，往往采用異常調(diào)用法進(jìn)行問(wèn)題檢測(cè)。在JAVA程序的運(yùn)行過(guò)程中，其本身具有故障診斷以及故障修復(fù)程序，針對(duì)異常情況可進(jìn)行精確的故障分類，通過(guò)發(fā)布不同的運(yùn)行指令，進(jìn)行自動(dòng)化故障修復(fù)，這使得JAVA編程語(yǔ)言具有較高的實(shí)用性的同時(shí)，根據(jù)不同的目標(biāo)對(duì)象的特征生成相對(duì)應(yīng)的異常對(duì)象，并將該異常對(duì)象傳遞到運(yùn)行環(huán)境中，以協(xié)議棧為核心對(duì)異常問(wèn)題進(jìn)行處理。

3.2 JAVA異常處理機(jī)制的生成

在采用JAVA編程語(yǔ)言進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，JAVA編程語(yǔ)言會(huì)針對(duì)具體開(kāi)發(fā)內(nèi)容生成對(duì)應(yīng)的異常處理機(jī)制。生成的異常處理機(jī)制可通過(guò)兩個(gè)不同的出口來(lái)處理異常事件和程序本身的自身分離功能。當(dāng)采用異常處理機(jī)制進(jìn)行異常問(wèn)題處理時(shí)，要積極應(yīng)用JAVA編程語(yǔ)言的高度靈活性和可擴(kuò)展性，并利用其針對(duì)具體目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行開(kāi)發(fā)。但處理問(wèn)題的前提是，需要對(duì)可能發(fā)生的異常情況進(jìn)行分類，同時(shí)為保證程序的運(yùn)行，需預(yù)設(shè)程序運(yùn)行接口，將分類好的異常情況進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，將描述結(jié)果輸入到JAVA編程語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境中，設(shè)置條件語(yǔ)句，將其隱藏到正常程序中，其存在不影響相應(yīng)功能的實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)發(fā)生異常問(wèn)題且滿足異常處理機(jī)制的觸發(fā)條件時(shí)，即可發(fā)揮異常處理機(jī)制的處理作用，保證計(jì)算機(jī)軟件的正常運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)：Java編程語(yǔ)言是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中經(jīng)過(guò)不斷改善而保留下的一種高性能的計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)手段，對(duì)人們的生產(chǎn)生活起著關(guān)鍵作用。隨著Java編程語(yǔ)言的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，針對(duì)其應(yīng)用，不僅了解其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，還需對(duì)它的應(yīng)用性能進(jìn)行更深層次的實(shí)踐，促進(jìn)Java編程語(yǔ)言在各行業(yè)中發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)各企業(yè)的智能轉(zhuǎn)型。