计算机软件Java编程特点及技术的探析

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　　摘要：JAVA是具有长久发展时间的成熟编程语言，在当今时代，JAVA编程语言发挥着至关重要的作用。为给广大从业者提供可靠借鉴，该文主要分析JAVA编程语言的技术特征，并对JAVA编程语言的实际应用进行详尽论述。
　　关键词：JAVA编程语言;计算机软件编程;软件开发
　　中图分类号：TP311        文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）02-0061-02
　　JAVA是目前常用的一种成熟编程语言，相较于C++等编程语言，JAVA有着诸多优势。如今，计算机软件编程正逐步朝着多层级机构所发展，B/S已经成为业界主流，人们利用信息技术打破了时间、空间的界限，实现了高效且便捷的信息转换。JAVA编程语言以其本身的技术优势，让计算机软件的编写更为方便、快捷，在近十几年的发展历程中，JAVA取代了诸多传统编程技术。JAVA最主要的优势就是和平台无关，利用JAVA编译的程序、软件，安全性、可靠性有着较高的保障，并且JAVA还能够面向对象实现有效开发。如今，我们身处于信息时代，鉴于JAVA在当今时代的重要性，必须要对JAVA的特点以及应用进行梳理、探究。
　　1 JAVA编程语言的特点
　　1.1 面向对象
　　所谓面向对象，就是将某一个实体看作为一个对象，面向对象本身是一种相对抽象的理念，现实世界模型的所有自然延伸都可看作为面向对象。现实世界中各个对象之间传递消息，然后根据对象的特征将对象归类为某一种事物，所有对象都是某一类事物的实例。C++等传统的编程语言往往以“编译过程”为中心，将具体的算法作为程序的驱动，面向对象的编程语言以“对象”为中心，将“消息的传递”作为驱动。JAVA面向對象的特性，展现出多态、封装、继承三个方面的概念，这也是JAVA编程语言安全、可靠的基础。
　　现实世界中所有事物都有着独特的行为模式以及属性，将其直接反映到计算机程序上，属性就可看作为对象特有的数据，行为则是表现对象的具体方法。封装具体是指将对象和方法集成为一个完整的系统，从这个角度来看，面向对象中的对象是具体的封装手段，对象是封装手段的具体单位，JAVA语言的封装性相对较强，因JAVA本身并没有全局的变量，在利用JAVA编程语言的过程中，绝大部分时候考虑的都是编程的对象，针对对象和对象之间的信息传递，JAVA语言也涵盖了相应的类型、方法。
　　多态就是指多元，指有多重表现方法，举个例子，计算机中的堆栈可储存多重数据，如字符、浮点等，但是无论堆栈储存的何种数据，算法本身是不会发生变化的，而针对不同的数据类型，程序编译人员无须再次进行手动选择，只需要应用统一的接口，然后就能够实现自动化的选择。
　　继承是以“面向对象”为基础的特征，即“将一个对象的属性或者方法继承给另一个对象”，事实上，在应用JAVA编程语言的过程中，许多对象都有着相应的集成含义。举个例子，如果将生活中的电灯看作为一个实体，那么“电灯”就能够划分为多个子实体，比如台灯、路灯等等，这些不同的子实体本身有着相应的特性，那么“电灯”就是“路灯、台灯”的孩子，在JAVA编程语言中，提供了针对这些对象实体的“类别”，而子实体就可直接继承“父”实体的特征以及方法。
　　1.2 平台无关
　　平台无关主要是指JAVA编程语言的通用性，利用JAVA编程语言，无须通过修改，编译出的程序就可在不同的软件平台、硬件平台上运行，而平台无关则体现出两个方面的特征，一个是目标代码级别的特征;另一个是源代码级别的特征。比如传统的C语言和传统的C++语言，他们在一定程度上就可源代码级别平台无关，所以利用C++、C编译出的程序无须重新编写或者调整就能够在不同的平台上使用[1]。
　　JAVA编程语言主要依靠虚拟机来实现平台无关性，JAVA虚拟机本身是一种抽象的程序，它是各种操作系统的附属品，本身有着完善的虚拟机指令，并且JAVA虚拟机也有着寄存器、堆栈等。在JAVA虚拟机中有着专门用于解释JAVA程序的解释器，编程人员在利用JAVA编程语言编写程序后，编译器就会自动将JAVA程序转化为JAVA虚拟机的字节源代码，只要设备配置有或者软件配置有JAVA解释器，那么程序就可在该设备上运行，这种运行方式无须考虑字节代码的特异性。并且，JAVA编程语言是以IEEE标准为基础的语言，通过JAVA虚拟机来确保数据种类的一致性，同时提高JAVA编程语言的实用性[2]。
　　JAVA编程语言的平台无关性是JAVA编程语言如今能够得到广泛应用的基础，首先JAVA编程语言无关性能够让编程人员通过一次开发完成多次运行，大大减少了编程人员的工作量;其次JAVA编程语言的无关性本身符合当代“网络计算机”的发展轨迹，如果所有的应用程序都需要用JAVA编程语言编写，那么设备或者软件平台只需要有一个JAVA虚拟机就可完成所有以JAVA程序的运行[3-5]。
　　1.3 可靠性和安全性
　　当今社会是消费社会，无论何种软件都是互联网时代的重要商品，JAVA编程语言最初的设计目的，就是实现消费类软件的开发，而消费产品本身必须具有一定的安全性、可靠性这样才能够满足使用者的需求。相较于C++、C语言，JAVA本身是一种“强类型”的语言，在编译的过程中能够直接发现方法调用错误，这就提高了JAVA程序的可靠性。并且，JAVA编程语言并不支持指针，这就直接消除了非法访问内存的可能性，同时自动单元避免了内存分配问题、内存丢失问题等。另外，JAVA虚拟机在运行的过程中，解释程序就可直接完成实时检查，发现字符串以及数组越界的情况。
　　因JAVA目前主要用于各种程序开发，其多数程序都涉及互联网的使用，所以对安全性、可靠性的要求较高，JAVA本身有着相对完善的病毒预防机制，在字节经过虚拟机后，必须要通过字节校验器的检查，并确定字节在程序中的内存布局，以避免出现程序干扰、程序破坏等问题。 　　2 JAVA编程语言的实际应用
　　以某图形编辑器的编译为例，将Eclipse作为程序编译的基础平台，该平台作为JAVA编程语言使用的基础服务以及框架。总体结构分为代码转换、编译器、图形转换三个部分构成，图形化的编程方法完全参考图形编辑器提供的方法，后台的模型负责储存所有相关信息，代码转化器同时完成信息的转化以及翻译，保证程序符合JAVA的语言规范[6]。
　　2.1 图形编程语言设计
　　图形编程语言以“元建模”机制作为基础，在对JAVA编程语言进行参考的基础上来实现图形编程语言设计，主要目的是实现对抽象语法以及语义的描述，同时实现具体语法和抽象语法之间的区分，扩充抽象语法需要考虑到具体的语法过程，并将具体的图形符号反映出来。一般来说，元建模涵盖了语言之间的构造关系，如segment、if else之间有着聚类关联关系，并对type、modifiner、ldentifier、loop等进行定义。自然语言是元模型定义图形语言的基础，并直接说明了元素直接的关系，本案例应用的语句为if else，需要合理的定义相关属性。
　　2.2 JAVA图形编辑器设计
　　该图形编辑器的基础架构为传统的MVC。数据层、控制层、表现层之间相互独立，并存在抽象化的对应关系，针对应用问题的核心数据，在纳入方法、行为、逻辑之后进行封装。图形符号是图形编程的基础，需要考虑到语言元模型中元素的转化，比如尺寸、图形组合、导航连接线等，if else则要表现相应的赋值语句符号。
　　图形编辑器的所有视图图形都需要有相应的模型，以让相应的图形代码信息能够得到有效归类以及保存，编辑器的模型的创建需要考虑到元模型中基本元素的对象，同时对各个元素之间的关联约束进行编码。在实际设计的过程中，需要对程序的运行加入相对应的监听、管理机制，保证在程序编译的过程中，能够根据JAVA编程的基本规则来做出相对应的反应，同时将该反应进行实时反馈，监听器根据反馈再进行实际动作[7]。
　　控制需要考虑到模型和视图之间的协調，所有控制器都要有相应的监视器接口，并能够在对象内部实现监听驻留，如果模型数据发生变化后，控制器则要根据实际的变化类型来创建出新的视图或者进行调整。如，用户在使用的过程中，确定了图像的编译，并对修改进行了确定之后，那么就要对该变化进行确定，控制器需要将字符串转化为对应的图像。
　　2.3 代码转换
　　代码转换需要生成和JAVA编程规范一致的文本代码，编译部件需要以模板机制为基础逐步完善翻译功能，同时完成对内容的详细划分，以让程序的局部细节构成一个相对完善的主体框架。在设计的过程中，需要考虑到不同元素的翻译，在转化完成后，元素所对应的实例也需要转化为相关的代码字符串。
　　3 结束语
　　综上所述，JAVA编程语言以其本身的成熟性、完善性、灵活性、平台无关性、可靠性、安全性在业界得到了广泛应用，成为应用程序编写的首选语言。目前JAVA编程语言已经成为Android应用程序编译的基础，同时也成为web程序编写的主要选择对象，广大从业者切勿忽视JAVA编程语言的重要性，在实际工作中要对JAVA编程语言进行详尽的分析，并不断解决目前因“解释”导致的卡顿问题。
　　参考文献：
　　[1] 王侃.基于Java与Python的面向对象编程的基本特征研究[J].数码世界，2019（8）：42.
　　[2] 薛静.计算机软件开发中JAVA编程语言的应用分析[J].湖北农机化，2019（14）：42.
　　[3] 卢凌.基于Java编程语言下计算机软件开发技术的思考[J].数字技术与应用，2018，36（12）：137，139.
　　[4] 成孝俊.计算机软件开发中JAVA编程语言的应用分析与研究[J].数字技术与应用，2017（10）：166-168.
　　[5] 中国电子科技集团公司第二十八研究所.基于C++与Java混合编程的分布式服务系统：CN201610987580.7[P].2017.
　　[6] 魏翔.Java动态类加载机制研究及实践[J].电脑迷，2018（10）：12.
　　[7] 周卫星，左正康，王昌晶，等.泛型编程在面向对象语言中的对比研究[J].江西师范大学学报：自然科学版，2018，42（3）：304-310.
　　【通联编辑：唐一东】
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