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PAGE 114 Java 2與UML物件導向程式設計範例教本 習題解答 Java 2與UML物件導向程式設計範例教本 習題解答 第1章：Java開發環境的建立 1. 「程式」（Programs）是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號所組成的特殊符號，這些符號組合成指令和敘述，再進一步編寫成程式碼，程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。 什麼是程式 程式如同一個轉換器，當從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入資料後，執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊，如下圖所示： 上述圖例的輸出結果可能是在螢幕顯示或列表機印出，電腦只是依照程式的指令將輸入資料進行轉換，以產生所需的輸出結果。 換句話說，為了讓電腦能夠看懂程式，程式需要依據程式語言的規則、結構和語法，以指定的文字或符號來撰寫程式。例如：Java程式語言撰寫的程式稱為Java程式碼（Java Code），或稱為「原始碼」（Source Code）。 程式語言和人類使用語言的最大不同在於我們使用的語言並不十分精確，就算有一些小錯誤也一樣可以猜測其意義，但是電腦就沒有如此聰明，程式一定需要遵照嚴格的程式語言規則來撰寫，否則電腦執行程式就會產生錯誤。 軟體與應用程式 「軟體」（Softwares）是一種電腦執行的應用程式，通常軟體是一個或多個程式的泛稱，或是一整套應用程式的總稱。「應用程式」（Applications）是一種處理指定工作的電腦程式，例如：數學分析、文書處理、試算表和程式語言開發工具等。 Java平台 「Java」（爪哇）是一種高階程式語言，也是一種物件導向程式語言。類似C++語言的編譯式語言，不過並不完全相同，因為它是結合編譯和直譯優點的程式語言。 現在讓我們來看看Java程式語言的「平台」（Platform），平台是一種結合硬體和軟體的執行環境，簡單的說，電腦程式是在平台上執行。因為Java屬於一種與硬體無關和跨平台的程式語言，所以Java平台是一種軟體平台，主要是由JVM和Java API兩個元件所組成。 2. JVM和Java API 3. Java原始程式碼（副檔名.java）在編譯成位元組碼（副檔名.class）後，就可以在Windows、UNIX或Machintosh的Mac OS作業系統上執行。只需作業系統安裝JVM直譯程式，同一個位元組碼檔案，可以跨平台在不同作業系統上正確的執行。 4. Java編譯程式可以將Java原始程式碼編譯成「位元組碼」（Bytecode）。位元組碼是一種虛擬的機器語言，這台電腦稱為「JVM」（Java Virtual Machine）。換句話說，在作業系統需要安裝JVM直譯程式，才能夠直譯和執行位元組碼，如下圖所示： 上述圖例的Java原始程式碼（副檔名.java）在編譯成位元組碼（副檔名.class）後，就可以在Windows、UNIX或Machintosh的Mac OS作業系統上執行。只需作業系統安裝JVM直譯程式，同一個位元組碼檔案，可以跨平台在不同作業系統上正確的執行。 5. Java語言是一種簡單、功能強大和高效能的物件導向程式語言，不只如此，Java語言還擁有一些傳統程式語言所沒有的特點，如下所示： 分散式 Java語言最初的發展是一種網路程式語言，可以支援各種網路通訊協定，屬於一種分散式（Distributed）的程式語言，能夠輕鬆建立主從架構的應用程式，存取網路上其他主機的資源。 多執行緒 Java語言支援多執行緒（Multi-Threading），在同一程式能夠建立多個執行的小程式，以便執行不同工作，稱為「輕量行程」（Light Weight Process）。Java支援同步功能，能夠避免「鎖死」（Deadlock）情況的發生。 垃圾收集 垃圾收集（Garbage Collection）是指如何處理程式不再使用的記憶體空間。在C/C++語言需要自行處理記憶體的配置與釋放，當程式配置的記憶體不再使用時，程式需要提供程式碼釋放記憶體歸還給作業系統，如此作業系統才能夠再配置給其他的應用程式。 Java語言擁有垃圾收集能力，程式設計者不用擔心記憶體配置的問題。因為在執行Java程式時，自動會將不再使用的記憶體歸還給作業系統。 例外處理 電腦程式不可能沒有「小臭蟲」（Bugs），一些小錯誤可能只會產生錯誤的結果，但是有一些小錯誤可能導致嚴重的系統當機問題，傳統程式語言並沒有完善的例外處理（Exception Handling），所以常常會出現一些不明的系統錯誤。 Java語言的例外處理可以讓程式更加「強壯」（Robust），就算程式執行時遇到不尋常情況，也不會造成程式的「崩潰」（Crashing）或整個系統當機的情況。 6. Java程式的開發環境需要安裝昇陽的JDK，然後配合Windows的記事本、編輯工具