Java编程语言在计算机应用软件开发中的实践研究

孔涵

摘 要：在實际的应用软件开发过程中，使用不同的编程语言，对开发效果和开发效率有着显著的影响。Java语言从C++语言发展而来，吸收了C++语言的特性，对C++语言进行了简化，使JAVA成为一门上手简单、功能强大的编程语言。因此，Java语言很适合用于计算机应用软件的开发。JAVA语言的适用范围之广泛，令它被誉为是“计算机界的英语”。本文将先对Java编程语言的各项优点进行简单介绍，随后对Java编程语言在计算机应用软件开发中的实践进行研究。

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一、JAVA编程语言与传统C++语言进行对比

在JAVA出现之前，市场上主流的面向对象编程语言主要是C++等语言。而又由于C++上手不易，使得利用C++进行计算机应用软件也非常困难。自JAVA语言面世至今，它已一跃成为最受程序员欢迎的语言之一，也成为使用范围最广、应用面最大的一门计算机编程语言。

Java语言是一种面向对象的程序设计语言。除了面向对象的特点以外，Java语言还在安全性、平台无关性、支持多线程、内存管理等许多方面具有卓越的优点。虽然JAVA设计同C++非常相似，但其删去了后者中很多理解困难、使用度小的功能特征，因此较之C++，JAVA的编程过程更为轻松。此外，JAVA也是第一个支持内置线程操作的主流编程语言。

JAVA与C++的区别主要有以下内容：JAVA中删去了指针和多重继承，只支持单继承，没有不属于类成员的函数；JAVA中没有#include与宏定义等预处理功能，删去了structure、union、typedef等功能；JAVA中禁止使用goto（goto依然是保留关键字），但仍可以使用continue和break进行操作；JAVA中没有操作符重载；JAVA中没有全局变量，但可以通过定义public类型的数据成员可以实现类似的功能，等等。

二、JAVA语言在计算机应用软件开发中的优越性

（一）面向对象

面向对象语言是一种以对象为基本程序结构单位的程序设计语言，与它相对的还有面向过程语言，例如C语言。使用面向对象语言进行软件开发有利于软件的扩充。

面向过程语言以过程为编程的中心，以解决问题的步骤来划分问题，它的性能往往较高，但维护性、扩展性都较低。而面向对象语言则以功能来划分问题，按照人们认识客观世界的系统思维方式，采用基于对象（或实体）的概念建立模型，模拟客观世界分析、设计、实现软件的办法。通过面向对象的理念使计算机软件系统能与现实世界中的系统一一对应。面向对象语言有类别性、多态性、继承性与识认性四大特点，具有便于维护、扩展容易等优秀的特点。又由于面向对象语言中存在对数据和操作进行封装、对类进行集成等特性，其设计出的系统耦合度较低，灵活度也随之提高。

虽然面向对象程序设计语言性能不及面向过程语言，但它在其他多方面所表现出的优点，已经足够让它成为主流。

（二）平台无关性

JAVA具有良好的平台无关性，这与JAVA开发环境和程序执行过程有关。JAVA平台由JAVA程序、JAVA APIs、JAVA虚拟机、计算机系统四个部分构成。而平台无关性的特性主要依靠使用JAVA虚拟机（JAVA Virtual Machine，简称JVM）来实现。它是一个虚构出来的计算机，JAVA字节码就像是在这台“计算机” 上运行。实际在执行字节码时，JVM把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。它屏蔽了与具体硬件平台相关的信息，使得JAVA字节码可以在多种硬件平台上不加修改地运行。不同的硬件平台只需要安装不同的JAVA虚拟机。

JAVA的程序编译执行过程如下：由JAVA编译程序将.java文件翻译成.class的JAVA字节码文件，随后由JVM对字节码文件进行符合硬件平台的解释。其中的组件包含Bytecode载入器、字节码校验器、Bytecode解释器，对.class文件进行装载、非法操作的校验，最终运行程序。

（三）垃圾回收机制

Java语言中一个显著的特点就是引入了垃圾回收机制，使使用传统C/C++语言的程序员最头疼的内存管理的问题迎刃而解，它使得Java程序员在编写程序的时候不再需要考虑内存管理。

自动垃圾回收是一种在堆内存中找出哪些对象在被使用，还有哪些对象没被使用，并且将后者删掉的机制。所谓使用中的对象（已引用对象），指的是程序中有指针指向的对象；而未使用中的对象（未引用对象），则没有被任何指针给指向，因此占用的内存也可以被回收掉。在用C/C++等编程语言时，内存的动态分配和释放都需要程序员手动控制；而JAVA语言引入的垃圾回收机制能够让回收器自动进行内存释放。此举的意义能够有效提高内存的使用率，降低内存空闲率，防止内存泄露等问题的出现。

（四）禁用指针

JAVA中不支持指针。禁用指针的意义是防止用户以非法手段访问变量内部的私有成员，且避免用户使用指针时出现各式各样的错误，引发内存问题。

严格来说，在JAVA语言内部的实现过程中，仍然存在指针的使用。所谓的“禁用指针”，只是禁止显式的指针使用。在需要讨论指针的时候，JAVA语言中的独特概念“引用”即是指针的简化版本，已经能够满足编程的需要。

禁用指针的初衷是鉴于JAVA是面向对象的语言，且存在优秀的垃圾回收机制，因此不再需要程序员去关心内存的分配与释放。使用指针是一种较为低级且粗暴的方法，其使用过程复杂，在使用过程中很容易出现错误。因此，JAVA禁用指针是百利而无一害的举措。

三、Java编程语言在计算机应用软件开发中的实践研究

（一）开发环境简介

JAVA常用的集成开发环境有：JBuilder、Sun ONE Studio、Eclipse、IntelliJ IDEA、Java Application、Java Applet、Servlet、JSP等等。以上的开发环境具有不同的特点，适用于不同的场合，能够满足不同的开发需要。例如Applet适用于web浏览器中的小程序开发，Servlet用于建立浏览器与服务器之间的桥梁，等等。

（二）适用范围

JAVA语言的适用范围非常广，主要应用在以下几个方面。一是用于编写金融业的电子交易系统，二是用于电子商务以及网站开发，三是桌面级应用（尤其是需要跨平台的桌面级应用程序），四是嵌入式设备及消费类电子设备。在时下最热门的云计算、大数据等行业，JAVA语言也有着很突出的贡献。除此之外，JAVA也是企业级应用中被最多使用的一种语言。又因为时下大部分Android应用都基于JAVA开发，因此JAVA在手机端应用程序的编写应用也非常广泛。

参考文献：

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