Java編程語言的優勢以及應用分析

蔣澤宇

摘要：時代在發展，科技的進步已經超越了我們的想象，現在有非常多的計算機科技產品能夠帶給我們很好的生活體驗。計算機技術的飛速發展，離不開基于計算機語言的軟件開發。Java語言應用范圍廣泛，實現功能強大，是靜態面向對象語言編程的代表。它實現了面向對象理論，極大提高了開發人員的編程效率，我們應該著重研究和開發這門語言。本文主要闡述了Java語言的優勢特點，以及具體應用方法，希望能為Java軟件開發人員提供一定的參考性。

Abstract： The times are evolving， and technological progress has surpassed our imagination. There are now many computer technology products that can bring us a good life experience. The rapid development of computer technology is inseparable from software development based on computer language. Java language has a wide range of applications and powerful functions and it is a representative of static object-oriented language programming. It implements the object-oriented theory and greatly improves the programming efficiency of developers， so we should focus on researching and developing this language. This article mainly explains the advantages of Java language， as well as specific application methods， hoping to provide a certain reference for Java software developers.

關鍵詞：Java語言;軟件開發;計算機;編程

Key words： Java language;software development;computer;programming

中圖分類號：TP312? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）14-0261-03

0? 引言

Java語言是一種面向對象編程語言，它具有C++程序設計語言的優點，卻比C++語言更加簡單易用。它去除了C++語言中的“多繼承”，取代“多繼承”的則是“接口”。Java語言沒有結構這一概念，都是對象和數組，所以也不需要復雜的指針。它具有很容易就能理解的語義和操作簡單的語法，并提供了一個非常龐大的“庫”，很多時候不用自己動手編寫功能函數和數據庫功能，對于開發人員來說，他們可以把重點放在數據和數據接口上面，這是面向對象編程的優勢。

1? 關于Java語言的相關概述

Java語言是由SUN公司一個團隊推出的高級編程語言，起初只是小范圍應用，但隨著互聯網時代的發展，Java語言逐漸興起，成為許多大型開發項目的首選語言。在世界編程語言排行榜中，Java語言居于第二名的位置，僅次于C語言。這是因為Java相對于其他語言來說，它不僅僅只是一個編程語言，它還有自己的一個庫，將許多很復雜的操作，例如數據庫存儲，實現了最大程度上的簡化。對于編程人員來說，Java語言簡單好學易入門，由于C++語言開發在前，Java語言中很多部分借鑒了C++語言，但是又去除了C++中較為冗余的部分。Java會自動處理對象之間的引用，使得開發人員不必為存儲空間而過多考慮，可以把更多精力放在研發上面。從這些來看，Java語言就顯得比較具有實用性，而且更加靈活，能夠較大化滿足用戶需求，大大提高了效率，有很大的發展前景。

2? Java編程語言的特性

2.1 面向對象性

Java語言是一個面向對象語言。Java的面向對象性可以說是一個最重要的特性。它把對象作為基本的單元，封裝在類（class）中。類是數據和方法的集合，按一定的體系和層次安排，使它的子類可以繼承他的父類，通過繼承，程序可以提高它本身的可重用性。

面向過程程序設計，本質就是定義一個函數然后在程序中再調用它。（在C++中作為成員函數調用）

2.2 簡單性

Java語言與C++語言看起來有很多相似之處，因此能夠掌握C/C++的開發人員是非常熟悉Java語言的，能夠很快掌握Java語言，它吸收了C++中面向對象的概念，把對象封裝在類中，使程序本身更加具有簡潔性。Java語言不僅僅吸收了C++中部分概念，它還摒棄了C++語言中較為復雜的一些內容，例如多繼承和過載（overload）。而且Java沒有頭文件，所以用戶不必過多擔心數據存儲問題。指針和內存在C++中也是非常容易引起錯誤的一部分，在Java語言中同樣也摒棄了這一部分。Java語言本身提供的類庫也是非常豐富的，開發人員可以直接調用類庫里的一些類，這樣能夠很大程度上提高開發程序的效率。

Java語言開發的軟件能夠獨立運行在小型機器上，可用于一些嵌入式設備。

2.3 安全性

Java編程語言的存儲模型能夠很好的防御惡意代碼的攻擊。很多時候，在Java的安全機制下蒙混過去是一件很不容易的事情。Java就可以防范一些攻擊，例如，Java語言中沒有指針等C++功能，所以就避免了許多可能存在的非法操作。Java語言在執行之前，都會多次進行安全檢測，通過代碼校驗，保證不違背任何Java的語言機制，檢測代碼行格式和對對象的操作是否合法。Java在執行過程中，總是遵守面向對象編程的規則，只提供接口給用戶，把數據卻封裝起來，確保了數據的安全性。類似蠕蟲這種病毒，對于Java語言的機制來說也是足以抵擋的，因為它會自動進行數組邊界檢查，這樣就不會存在數據溢出等各種安全漏洞。Java1.1以后，還添加了數字簽名類，通過數字簽名類，可以確定你在此機器上的權限。Java由于它的高安全系數得到了廣大開發人員的關注。

2.4 可移植性

2.4.1 源代碼可移植性

Java的源代碼都是可移植的。這就意味著，在任何編譯器、主機或是操作系統執行同一個代碼，都會產生一樣的效果。但其實C/C++也是一樣的，只不過它們在某些細節上面沒有特別嚴格的規定，這就導致了在某些編譯器下編譯C/C++代碼會產生不同的結果。Java在這些細節方面有非常嚴格的語義結構，所以在任何編譯器下運行的效果都是一樣的。

2.4.2 CPU可移植性

很多編程語言只能運行在一種主機上面，例如Intel x68系列，很多語言并不能同時適應多種CPU，若你需要在多種CPU上（MIPS、SPARC）運行你的代碼，就必須再編譯多次代碼。但是Java就不一樣了，Java語言的虛擬機使得它可以運行在任何裝有Java虛擬機的主機上面。

2.4.3 操作系統可移植性

大部分傳統的程序設計語言，例如C/C++語言，只能在Windows操作系統下運行，在Linux或是Macintosh上是不能運行的，即使是重新編譯過也不能執行。但是Java語言就不同了，它有自身功能較為強大的庫函數，與平臺無關，自身提供環境。

2.5 多線程

多線程執行的高效性是Java成為最受歡迎的開發語言的主要原因之一，即在一個程序中同時執行多個功能，每個線程都是獨立的。線程就是一個程序（進程）中最小的資源分配單位。例如，你在一個網頁搜索內容的同時，還可以打開HTML訪問另外的信息，而不必等待第一個網頁搜索結束再去訪問別的網頁，這就是多線程所能提供的便利性和高效性。Java編程語言的類庫中，有一個Thread類提供，包括四個搜索狀態：開始、運行、停止和檢查，可以同時處理多個事務，提高了程序效率。

2.6 穩健性

Java與C++最大的不同就是，Java去除了C++中的指針，它消除了重寫內存和破壞數據的可能性，這是一個非常有用的特性。對于其他語言來說，只有在執行的時候才能夠檢測出來。此外，還有數組的邊界檢測，這樣就很有效的防止了數據溢出。在C語言中，開發人員往往需要指針來保存字符串、數組等。在Java語言中，不需要用指針來構造字符串和數組，但是在某些必要情況下，它也可以實現例如鏈表這類的數據結構。Java語言中的異常處理，也是很有特色的一個功能，通過catch語句或是try語句，編程人員可以很容易得知錯誤的地方?？偠灾?，Java除了某些編程方面的錯誤外，是絕對安全的，使用Java來編寫軟件是非?？煽康?。

2.7 動態性

在C++語言中，每類中添加新成員或者新函數時，必須要重新編譯一次他的子類，否則程序將不能通過編譯。而Java語言可以動態導入所需要的所有類，C++語言中的面向對象編程就無法做到。Java語言中，由存儲器生成的對象不在編寫的時候決定，而是由解釋器在運行過程中決定的，這樣就會運行已經被更新的類，并不會影響原來的代碼運行。

Java語言自帶的類庫中，還可以不斷地添加新的方法，對客戶端不會產生影響。

2.8 高性能

Java語言是先編譯后翻譯的語言，這點上它不如C/C++這種全編譯性語言運行速度快。但在某些情況下，這種性能還是很有必要的。開發Java語言的開發者編寫了及時編譯程序，Java可以直接在編譯過程中把代碼翻譯成機器指令，與C/C++翻譯代碼的速度幾乎沒有什么區別。

2.9 分布性

Java語言是一種分布式的語言，它適應各種網絡連接。Java程序只需要編寫一次，就可以多次執行。

3? Java程序設計語言在軟件開發中的具體應用

3.1 開發Android應用

Android手機應用的開發語言幾乎都是Java語言，例如QQ、微信。由于它的安全性，可以防止各種惡意代碼的攻擊，所以Java語言很適合開發大型軟件。Java語言開發的軟件可以跨平臺運行。前文說到過，Java語言具有可移植性，在任何平臺、CPU和操作系統上都可以運行，只要是裝有Java虛擬機的機器。所以，想要程序在任何一部手機上都可以運行你的軟件，拿Java語言開發Android軟件是最佳選擇。由于Java語言相對于C/C++語言來說，具有簡單性，去除了C++中一些容易出錯誤的部分，雖然有時候會導致程序的運行效率不高，但是會讓開發效率變得更高，更由于Java語言跟C++語言很相似，甚至于更簡單，開發人員很容易駕馭Java語言這門計算機語言，使精力放在研發上面。

3.2 嵌入式應用

Java的很多優點都使它在嵌入式領域上受到青睞，它在嵌入式應用上有很大的發展空間。目前市面上很多嵌入系統，都是由Java語言編寫的，例如為汽車、小型電子產品（手機，MP3）、電信設計產品。在嵌入式領域上，Java較C/C++語言來說，更加具有優越性。前文提到過，Java語言具有非常高的安全性，它可以有效地防范各種病毒和惡意代碼的攻擊，有很多層次的安全保護措施，對于很多嵌入系統，Java語言提供了可靠性。還有就是最重要的一點，跨平臺性。Java語言的跨平臺性，可以適應各種操作系統和各種硬件，只需要編寫一次，就可以多次使用，而C/C++在不同的操作系統或是CPU中，多次編寫才能運行，有的操作系統甚至不支持C/C++語言。Java語言還可以適應各種網絡應用，極大的提高了開發嵌入式系統的效率。Java語言的應用范圍很廣，包括PersonalJava、Card Java等。