Java程序开发过程

Java程序开发过程

Java程序开发过程

程序开发是从问题域入手，识别问题域中实体、实体属性、行为以及实体与实体之间的关系，将现实世界的实体及关系通过数据结构、算法映射到计算机世界，并利用编程语言控制计算机的行为及操作，协助人类解决现实中的问题。

程序开发基本过程如下图示所示

无论用什么语言编写程序，编写的无论是企业级程序还是计算两数和的最简单程序，程序开发过程都需要经历需求分析、程序设计、编写阶段、测试阶段、运行阶段五个基本过程。

假设需要设计一个交通红绿灯自控程序，其程序开发过程可分为如下步骤：

需求分析

（1）识别问题域：在城市十字路口控制南北方向和东西方向的红绿灯自动切换；

（2）识别问题域的实体：实体可以从问题域描述内容提取出来，问题域要求控制红绿灯的自动切换，实体就是单个的红灯、黄灯或绿灯，其中南北方向有红、黄、绿三个灯，东西方向也有红、黄、绿三个灯，因此，该问题域有六个实体；

（3）识别实体属性：灯的属性有颜色（红、黄、绿）、亮度（强光、弱光）；

（4）识别实体行为：关灯和开灯是灯的行为；

（5）识别实体与实体间的关系：该问题域中，只有灯一个实体，不存在与其它实体的关系。但其自身实体之间存在关系，南北方向和东西方向的红绿灯同一时间只允许各有一个灯亮；且遵循南北方向红灯亮时，东西方向绿灯亮、红灯→黄灯→绿灯→黄灯→红灯、红灯与绿灯点亮时间间隔等规则。

识别问题域（需求分析）完成后，需要形成需求分析文档。

程序设计

对识别的问题域实体建立对象模型，并建立实体关系模型。对象模型可以把已经识别的问题域映射到能够被编程语言识别和描述的对象、对象功能和对象行为域。

映射工具就是面向对象建模语言，当前流行的有多种建模语言，其中被广泛使用的是UML建模语言，UML从问题域的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、序列图、协作图、构件图、部署图等九种图。这些图从不同的侧面对问题域进行描述。通过对象建模语言将问题域映射为对象、对象功能和对象行为域，也就是映射为系统（程序）。

针对交通红绿灯自控程序问题域，UML类图（对象图）如下图所示

交通灯自控程序的其它设计内容，请自行列出。后面课程，针对每个编程实习单元都会有相应的设计内容。

UML模型完成后，需要形成设计文档。

编码阶段

UML模型设计完成后，基本可以参照UML模型或设计文档进入编码阶段。编码阶段主要包括代码编写、编译及单元测试。

测试阶段

程序完成后，需要经过有效测试，排除潜在的程序BUG后，才能对外发布。

运行阶段

虽然经过严格测试，程序运行过程中，依然会出现各种各样的问题需要维护，同时新的需求也要求程序不断地升级版本。

● Java编码阶段需要准备的工作

前面谈到常用的Java开发工具有文本编辑器、Java集成开发工具等软件。如果开发者初学Java程序设计，应从最简单的文本编辑器入手。掌握Java编程的基础语法、基础类库的使用及设计思想后，再逐步接触Java开发集成环境和Java开发框架。

Windows操作系统下用文本编辑器编写Java代码可以分为三步走，如下图所示

通过文本编辑器编写Java代码（源程序），在命令行窗口运行Java编译器编译Java代码，编译通过后输出class文件，运行Java程序，加载已编译完成的类文件。

打开Windows记事本，输入下面的内容，并保存文本文件到D盘Java目录，如果D盘没有Java目录，可以新建一个Java目录，并命名文件为“HelloWorld.java”。也可以保存到其它盘符或目录下。

编写代码注意事项：

① 保存的文件名称和类名一定要一致。例如：类名是“HelloWorld”，保存的文件名称一定也是“HelloWorld”；

② Java对字母大小写敏感，大写字母一定要大写，小写字母一定要小写。例如：语句中的“System”不能写成“system”；

③ 每条Java语句必须以分号结束。例如：语句“System.out.println("HelloWorld")”后面必须加“;”，没有分号编译器会报错；

④ “{”和“}”必须成对；

⑤ “public”、“static”、“void”、“main”是Java保留的关键字，不能有任何改动；

⑥ “main”是Java程序的执行的入口点，不能改变“main”方法名称。

（2）进入Windows命令行窗口，将D盘Java目录设置为当前工作目录，具体步骤如下：

在Windows命令行窗口输入“d:”命令，并按下回车键（Enter），当前工作目录被设置为D盘，继续输入“cd java”命令，并按下回车键（Enter），当前工作目录被设置为“d:/java”目录，如下图所示

如果Java代码被保存到其它目录，可以用同样方法将Java代码所在目录设置为当前工作目录，不同的是输入的盘符和“cd”命令后的目录不同；

（3）在当前工作目录下输入“javac HelloWorld.java”命令，注意“javac”和“HelloWorld.java”之间有空格，并按下回车键（Enter），Javac是Java编译器程序，此命令是执行对“HelloWorld.java”的编译。如果代码没有错误，在当前目录下会生成“HelloWorld.classs”文件；如果编译过程中，Java程序给出提示，则需要按照提示修改Java代码文件，修改完成后再次执行编译命令，直至编译成功。

（4）在当前工作目录下输入“java HelloWorld”命令，并按下回车键（Enter），屏幕显示“HelloWorld”语句。输入命令时，注意大小写以及“java”与“HelloWorld”之间的空格。