“儘管以C++為基礎，但Java是一種更純粹的物件導向程式設計語言”。

1.用控制程式碼操縱物件

在Java的世界裡，任何東西都可看作物件，但操縱的識別符號實際是指向一個物件的“控制程式碼”（Handle）或稱作一個“引用”。

為了便於理解，可將這一情形想象成用遙控板（控制程式碼）操縱電視機（物件），只要握住這個遙控板，就相當於掌握了與電視機連線的通道；一旦需要“換頻道”或者“調聲音”，實際操縱的是遙控板（控制程式碼），再由遙控板去操縱電視機（物件）；如果要在房間裡四處走走，並想保持對電視機的控制，那麼手上拿著的是遙控板，而非電視機。

此外，即使沒有電視機，遙控板亦可獨立存在。也就是說，擁有一個控制程式碼，並不表示必須要有一個物件同它連線。

String s;

上述建立的只是控制程式碼，並不是物件，若此時向s傳送一條訊息，就會獲得一個錯誤（執行期），這是由於s實際並未與任何東西連線（即“沒有電視機”）。

因此，一種更安全的做法是：建立一個控制程式碼時，記住無論如何都要進行初始化：

Strings="asdf";

2.所有物件都必須建立

建立控制程式碼時，我們希望它同一個新物件連線，通常用new關鍵字達到這一目的，所以在上面的例子中，可以用：

Strings=newString("asdf");

它不僅指出“將我變成一個新字串”，也通過提供一個初始字串，指出了“如何生成這個新字串”。

3.資料儲存到什麼地方？

程式執行時，最好對資料儲存到什麼地方做到心中有數，特別要注意的是記憶體的分配，有六個地方都可以儲存資料：

(1) 暫存器

這是最快的儲存區域，位於處理器（CPU）內部，但是，暫存器的數量十分有限，它是根據需要由編譯器分配，我們對此沒有直接的控制權，也不可能在自己的程式裡找到暫存器存在的任何蹤跡。

(2) 堆疊

駐留於常規RAM（隨機訪問儲存器）區域，但可通過它的“堆疊指標”獲得處理的直接支援。這是一種特別快、特別有效的資料儲存方式，僅次於暫存器。建立程式時，Java編譯器必須準確地知道堆疊內儲存的所有資料的“長度”以及“存在時間”，這一限制無疑影響了程式的靈活性，所以儘管有些Java資料要儲存在堆疊裡，特別是物件控制程式碼，但Java物件並不放到其中。

(3) 堆

一種常規用途的記憶體池（也在RAM區域），其中儲存了Java物件。和堆疊不同，“記憶體堆”或“堆”（Heap）最吸引人的地方在於編譯器不必知道要從堆裡分配多少儲存空間，也不必知道儲存的資料要在堆裡停留多長的時間，因此，用堆儲存資料時會得到更大的靈活性。

要求建立一個物件時，只需用new命令編制相關的程式碼即可，執行這些程式碼時，會在堆裡自動進行資料的儲存；當然，為達到這種靈活性，必然會付出一定的代價：在堆裡分配儲存空間時會花掉更長的時間！

(4) 靜態儲存

這兒的“靜態”（Static）是指“位於固定位置”（儘管也在RAM裡），程式執行期間，靜態儲存的資料將隨時等候呼叫，可用static關鍵字指出一個物件的特定元素是靜態的，但Java物件本身永遠都不會置入靜態儲存空間。

(5) 常數儲存

常數值通常直接置於程式程式碼內部，這樣做是安全的，因為它們永遠都不會改變。有的常數需要嚴格地保護，所以可考慮將它們置入只讀儲存器（ROM）。

(6) 非RAM儲存

若資料完全獨立於一個程式之外，則程式不執行時仍可存在，並在程式的控制範圍之外。其中兩個最主要的例子便是“流式物件”和“固定物件”，對於流式物件，物件會變成位元組流，通常會發給另一臺機器；而對於固定物件，物件儲存在磁碟中，即使程式中止執行，它們仍可保持自己的狀態不變。

對於這些型別的資料儲存，一個特別有用的技巧就是它們能存在於其他媒體中，一旦需要，甚至能將它們恢復成普通的、基於RAM的物件。

4.特殊情況：主要型別

有一系列類需特別對待，之所以要特別對待，是由於用 new 建立物件（特別是小的、簡單的變數）並不是非常有效，因為 new 將物件置於“堆”裡。

對於這些型別， Java 採納了與 C 和 C++相同的方法，也就是說，不是用new 建立變數，而是建立一個並非控制程式碼的“自動”變數，這個變數容納了具體的值，並置於堆疊中，能夠更高效地存取。

Java 決定了每種主要型別的大小，就象在大多數語言裡那樣，這些大小並不隨著機器結構的變化而變化，這種大小的不可更改正是 Java 程式具有很強移植能力的原因之一。

主型別 大小 最小值 最大值 封裝器型別
boolean 1 位 – – Boolean
char 16 位 Unicode 0 Unicode 2 的 16 次方-1 Character
byte 8 位 -128 +127 Byte
short 16 位 -2 的 15 次方 +2 的 15 次方-1 Short
int 32 位 -2 的 31 次方 +2 的 31 次方-1 Integer
long 64 位 -2 的 63 次方 +2 的 63 次方-1 Long
float 32 位 IEEE754 IEEE754 Float
double 64 位 IEEE754 IEEE754 Double
void – – – Void

Java 增加了兩個類，用於進行高精度的計算： BigInteger 和 BigDecimal。

這兩個類都有自己特殊的“方法”，對應於我們針對主型別執行的操作，也就是說，能對int 或 float 做的事情，對 BigInteger 和 BigDecimal 一樣可以做，只是必須使用方法呼叫，不能使用運算子。此外，由於牽涉更多，所以運算速度會慢一些。我們犧牲了速度，但換來了精度。

BigInteger 支援任意精度的整數。也就是說，我們可精確表示任意大小的整數值，同時在運算過程中不會丟失任何資訊；

BigDecimal 支援任意精度的定點數字。例如，可用它進行精確的幣值計算。

5.作用域

大多數程式設計語言都提供了“作用域”（ Scope）的概念。對於在作用域裡定義的名字，作用域同時決定了它的“可見性”以及“存在時間”。在 C， C++和 Java 裡， 作用域是由花括號的位置決定的。

作為在作用域裡定義的一個變數，它只有在那個作用域結束之前才可使用。

物件的作用域

Java 物件不具備與主型別一樣的存在時間。用 new 關鍵字建立一個 Java 物件的時候，它會超出作用域的範圍之外。所以假若使用下面這段程式碼：

{
String s = new String("a string");
} /* 作用域的終點 */

那麼控制程式碼 s 會在作用域的終點處消失。然而， s 指向的 String 物件依然佔據著記憶體空間。在上面這段程式碼裡，我們沒有辦法訪問物件，因為指向它的唯一一個控制程式碼已超出了作用域的邊界。

這樣造成的結果便是：對於用 new 建立的物件，只要我們願意，它們就會一直保留下去。這個程式設計問題在C和 C++裡特別突出，在C++裡，一旦工作完成，必須保證將物件清除。

這樣便帶來了一個有趣的問題？假如 Java 讓物件依然故我，怎樣才能防止它們大量充斥記憶體，並最終造成程式的“凝固”呢。在 C++裡，這個問題最令程式設計師頭痛。但 Java 以後，情況卻發生了改觀。

Java 有一個特別的“垃圾收集器” ，它會查詢用 new 建立的所有物件，並辨別其中哪些不再被引用。隨後，它會自動釋放由那些閒置物件佔據的記憶體，以便能由新物件使用，這意味著我們根本不必操心記憶體的回收問題，只需簡單地建立物件，一旦不再需要它們，它們就會自動離去。

這樣做可防止在 C++裡很常見的一個程式設計問題：由於程式設計師忘記釋放記憶體造成的“記憶體溢位”。

6.新建資料型別：類

如果說一切東西都是物件，那麼用什麼決定一個“類”（ Class）的外觀與行為呢？換句話說，是什麼建立起了一個物件的“型別”（ Type）呢？大多數物件導向的語言都用關鍵字“ class”表達這樣一個意思。

定義一個類時，可在類裡設定兩種型別的元素：資料成員（也叫“欄位”）以及成員函式（也叫“方法”）。

每個物件都為自己的資料成員保有儲存空間；資料成員不會在物件之間共享。下面是定義了一些資料成員的類示例：

class DataOnly {
int i;
float f;
boolean b;
}

這個類並沒有做任何實質性的事情，但我們可建立一個物件：

DataOnly d = new DataOnly();

可將值賦給資料成員，但首先必須知道如何引用一個物件的成員。為達到引用物件成員的目的，首先要寫上物件控制程式碼的名字，再跟隨一個點號（句點），再跟隨物件內部成員的名字。即“ 物件控制程式碼.成員”。例如：

d.i = 47;
d.f = 1.1f;
d.b = false;

一個物件也可能包含了另一個物件，而另一個物件裡則包含了我們想修改的資料。對於這個問題，只需保持“連線句點”即可。例如：

myPlane.leftTank.capacity = 100;

主成員的預設值

若某個主資料型別屬於一個類成員，那麼即使不明確（顯式）進行初始化，也可以保證它們獲得一個預設值。

主型別 預設值
Boolean false
Char `u0000`(null)
byte (byte)0
short (short)0
int 0
long 0L
float 0.0f
double 0.0d

然而，這種保證卻並不適用於“區域性”變數—— 那些變數並非一個類的欄位。

7.方法、自變數和返回值

迄今為止，我們一直用“函式”（ Function）這個詞指代一個已命名的子例程，但在 Java 裡，更常用的一個詞卻是“方法”（ Method），代表“完成某事的途徑”。

Java 的“方法”決定了一個物件能夠接收的訊息，方法的基本組成部分包括名字、自變數、返回型別以及主體。下面便是它最基本的形式：

返回型別 方法名( / 自變數列表/ ) {/ 方法主體 /}

返回型別是指呼叫方法之後返回的數值型別。顯然，方法名的作用是對具體的方法進行標識和引用。

自變數列表列出了想傳遞給方法的資訊型別和名稱。Java 的方法只能作為類的一部分建立。

為一個物件呼叫方法時，需要先列出物件的名字，在後面跟上一個句點，再跟上方法名以及它的引數列表。

物件名.方法名(自變數 1，自變數 2，自變數 3…)

物件導向的程式設計通常簡單地歸納為“向物件傳送訊息”。“靜態”方法可針對類呼叫，毋需一個物件。

自變數列表

自變數列表規定了我們傳送給方法的是什麼資訊，在傳遞物件時，通常都是指傳遞指向物件的控制程式碼。

對於前面提及的“特殊” 資料型別 boolean，char，byte， short， int，long， float 以及 double 來說是一個例外。

8.構建 J a v a 程式

正式構建自己的第一個 Java 程式前，還有幾個問題需要注意。

1.名字的可見性

在所有程式設計語言裡，一個不可避免的問題是對名字或名稱的控制，假設您在程式的某個模組裡使用了一個名字，而另一名程式設計師在另一個模組裡使用了相同的名字，此時，如何區分兩個名字，並防止兩個名字互相沖突呢？這個問題在 C 語言裡特別突出，因為程式未提供很好的名字管理方法。

為解決這個問題， C++用額外的關鍵字引入了“名稱空間”的概念。

由於採用全新的機制，所以 Java 能完全避免這些問題，為了給一個庫生成明確的名字，採用了與Internet域名類似的名字。

事實上， Java 的設計者鼓勵程式設計師反轉使用自己的 Internet 域名，因為它們肯定是獨一無二的，比如我的域名是 alisoft.com，所以我的實用工具庫就可命名為com. alisoft.utility，整個軟體包都以小寫字母為標準。

Java 的這種特殊機制意味著所有檔案都自動存在於自己的名稱空間裡，而且一個檔案裡的每個類都自動獲得一個獨一無二的識別符號（當然，一個檔案裡的類名必須是唯一的）。

2.使用其他元件

一旦要在自己的程式裡使用一個預先定義好的類，編譯器就必須知道如何找到它，當然，這個類可能就在發出呼叫的那個相同的原始碼檔案裡，但假若那個類位於其他檔案裡呢？為達到這個目的，要用import 關鍵字準確告訴Java 編譯器我們希望的類是什麼。

import 的作用是指示編譯器匯入一個“包”，或者說一個“類庫”（在其他語言裡，可將“庫”想象成一系列函式、資料以及類的集合。但請記住， Java 的所有程式碼都必須寫入一個類中）。

3. s t a t i c 關鍵字

通常，我們建立類時會指出那個類的物件的外觀與行為，除非用new 建立那個類的一個物件，否則實際上並未得到任何東西，只有執行了 new 後，才會正式生成資料儲存空間，並可使用相應的方法。

但在兩種特殊的情形下，上述方法並不堪用，一種情形是隻想用一個儲存區域來儲存一個特定的資料，無論要建立多少個物件，甚至根本不建立物件；另一種情形是我們需要一個特殊的方法，它沒有與這個類的任何物件關聯，也就是說，即使沒有建立物件，也需要一個能呼叫的方法。

為滿足這兩方面的要求，可使用static（靜態）關鍵字。一旦將什麼東西設為 static，資料或方法就不會同那個類的任何物件例項聯絡到一起。

對於非 static 資料和方法，我們必須建立一個物件，並用那個物件訪問資料或方法，這是由於非static 資料和方法必須知道它們操作的具體物件，當然，在正式使用前， 由於 static 方法不需要建立任何物件，所以它們不可簡單地呼叫其他那些成員，同時不引用一個已命名的物件，從而直接訪問非 static 成員或方法（因為非 static 成員和方法必須同一個特定的物件關聯到一起）。

有些物件導向的語言使用了“類資料”和“類方法”這兩個術語，它們意味著資料和方法只是為作為一個整體的類而存在的，並不是為那個類的任何特定物件。有時，您會在其他一些Java 書刊裡發現這樣的稱呼。

為了將資料成員或方法設為 static，只需在定義前置和這個關鍵字即可。例如，下述程式碼能生成一個 static資料成員，並對其初始化：

class StaticTest {
   static int i = 47;
}

現在，儘管我們製作了兩個 StaticTest 物件，但它們仍然只佔據 StaticTest.i 的一個儲存空間。這兩個物件都共享同樣的 i。請考察下述程式碼：

StaticTest st1 = new StaticTest();
StaticTest st2 = new StaticTest();

此時，無論 st1.i 還是 st2.i 都有同樣的值 47，因為它們引用的是同樣的記憶體區域。

有兩個辦法可引用一個 static 變數，正如上面展示的那樣，可通過一個物件命名它，如 st2.i。亦可直接用它的類名引用，而這在非靜態成員裡是行不通的（最好用這個辦法引用static 變數，因為它強調了那個變數的“靜態”本質）。

StaticTest.i++;

其中， ++運算子會使變數增值。此時，無論 st1.i 還是 st2.i 的值都是 48。
類似的邏輯也適用於靜態方法。既可象對其他任何方法那樣通過一個物件引用靜態方法，亦可用特殊的語法格式“類名.方法()” 加以引用。

9.第一個 J a v a 程式

最後，讓我們正式編一個程式。它能列印出與當前執行的系統有關的資料，並利用了來自Java 標準庫的 System 物件的多種方法。

import java.util.Date;
import java.util.Properties;

public class Property {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Date());
        Properties p = System.getProperties();
        p.list(System.out);
        System.out.println("--- Memory Usage:");
        Runtime rt = Runtime.getRuntime();
        System.out.println("Total Memory = " + rt.totalMemory() 
                        + " Free Memory = " + rt.freeMemory());
    }
}

輸出參考：

Wed Dec 20 15:51:41 CST 2017
— listing properties —
java.runtime.name=Java(TM) SE Runtime Environment
sun.boot.library.path=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
java.vm.version=20.45-b01
java.vm.vendor=Sun Microsystems Inc.

java.vendor.url=http://java.sun.com/
path.separator=;
java.vm.name=Java HotSpot(TM) Client VM
file.encoding.pkg=sun.io
user.country=CN
sun.java.launcher=SUN_STANDARD
sun.os.patch.level=Service Pack 3
java.vm.specification.name=Java Virtual Machine Specification
user.dir=F:MavenSpaceerp-parenterp-web
java.runtime.version=1.6.0_45-b06
java.awt.graphicsenv=sun.awt.Win32GraphicsEnvironment
java.endorsed.dirs=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
os.arch=x86
java.io.tmpdir=C:UsersADMINI~1AppDataLocalTemp
line.separator=

java.vm.specification.vendor=Sun Microsystems Inc.
user.variant=
os.name=Windows XP
sun.jnu.encoding=GBK
java.library.path=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
java.specification.name=Java Platform API Specification
java.class.version=50.0
sun.management.compiler=HotSpot Client Compiler
os.version=5.1
user.home=C:UsersAdministrator
user.timezone=Asia/Shanghai
java.awt.printerjob=sun.awt.windows.WPrinterJob
file.encoding=UTF-8
java.specification.version=1.6
user.name=Administrator
java.class.path=F:MavenSpaceerp-parenterp-webtarge…
java.vm.specification.version=1.0
sun.arch.data.model=32
java.home=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
sun.java.command=com.jsjn.zxpt.DefaultTest
java.specification.vendor=Sun Microsystems Inc.
user.language=zh
awt.toolkit=sun.awt.windows.WToolkit
java.vm.info=mixed mode, sharing
java.version=1.6.0_45
java.ext.dirs=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
sun.boot.class.path=C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_…
java.vendor=Sun Microsystems Inc.
file.separator=
java.vendor.url.bug=http://java.sun.com/cgi-bin/bugreport…

sun.cpu.endian=little
sun.io.unicode.encoding=UnicodeLittle
sun.desktop=windows
sun.cpu.isalist=pentium_pro+mmx pentium_pro pentium+m…
— Memory Usage:
Total Memory = 16252928 Free Memory = 15446800