物件導向程式設計課程講義(98 ges hi版)

數學系資訊組
物件導向程式設計
課程講義

教材編撰：數學系講師冷輝世

「物件導向程式設計」課程講義
九十八學年度二版

目錄

第1頁


軟體需求

1. Java SE6 JDK, Java Doc
http://java.sun.com
2. JCreator
http://www.jcreator.com

Java SE6 JDK 與 Java Doc 請選擇最左邊的

JCreator 有三種版本， Pro 版有自動補完功能 (Auto Paded) ，但是屬 Shareware

， LE 版與 Classics 版則是免費使用。

第2頁


設定系統環境變數

1. 新增

JAVA_HOME= C:Program FilesJavajdk1.6.0_18

2. 修改

PATH=%PATH%; C:Program FilesJavajdk1.6.0_18bin

我的電腦（按滑鼠右鍵）→進階→環境變數→系統變數

一定要先設定完系統環境變數以後再開啟 JCreator ，否則 JCreator 會抓不到

Java 的相關設定，造成無法編譯與執行的狀況。

第3頁


Java 教學文件

1. Java Tutorial
http://java.sun.com/docs/books/tutorial/
2. The Swing Tutorial
http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/
3. Example Depot
http://www.exampledepot.com/
4. Java Tutorial
http://www.java2s.com/Tutorial/Java/CatalogJava.htm

本課程預計學生已修習過程式設計，已有基本的程式設計概念，例如程式基本

架構、變數、流程控制等。

Java Doc 一定要裝！雖然檔案大了一點，可是可以節省不少查書的時間。建議安

裝在 C:Program FilesJavajdk1.6.0_12Docs 目錄下。

第4頁


Applet, Application 與 Swing Application

Applet 、 Application 與 Swing Application 的差異：

1. Applet 僅能在網頁中執行，需要 HTML 加以呼叫，所以有兩個檔案。

2. Application 以「命令提示字元」模式執行，只有簡單的文字輸出入。

3. Swing Application 與視窗程式相同（事件驅動）。

[HTML]HelloApplet.htm

[Applet]HelloApplet.java

[Application]Hello.java

第5頁


[Swing Applicaton]HelloSwing.java

第6頁


Java 程式的編譯與執行

編譯與執行過程除了使用 JCreator 之外，尚需熟練「命令提示字元」模式。

圖片來源：http://csjava.occ.cccd.edu/java-setup/D.htm

「命令提示字元」模式

「命令提示字元」模式下的操作

1. javac.exe
http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/tooldocs/windows/javac.html
2. java.exe
http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/tooldocs/windows/java.html

第7頁


基本程式架構說明

說明類件(Class)、物件(Object)、建構元(Constructor)等觀念。

圖片來源：http://www.cs.princeton.edu/introcs/32class/

第8頁


基本資料型態與運算子

基本資料型態

資料來源：http://www.artima.com/insidejvm/ed2/jvmP.html

基本型態運算子與 C/C++ 幾乎都相同（除了字串以外）。

第9頁


資料來源：http://www.falkhausen.de/de/table/operator.gif

第 10 頁


Application 模式下的輸出與輸入模式

Application 模式下的輸出使用 System.out.println() 。

[Application]Hello.java

Application 模式下的輸入模式有三種：

1. 引數列輸入

2. 鍵盤輸入，使用 BufferedReader 類別物件

3. 鍵盤輸入，使用 Scanner 類別物件

[Application]KeyinDemo1.java


第 11 頁



第 12 頁


Swing 模式下的輸出與輸入

JOptionPane.showMessageDialog() 對話盒輸出，JTextField 元件輸入。

[Swing Application]DialogDemo.java

[Swing Application]SwingIODemo.java

第 13 頁


第 14 頁


陣列

Java 陣列的宣告與 C/C++ 不太一樣，注意“[”與“]”的位置；另外，以物件的

方式宣告，包括 Declaration 與 Creation 兩階段，可以分開也可以合併。

[Application]ArrayDemo.java

[Application]ObjArrayDemo1.java

[Application]ObjArrayDemo2.java

第 15 頁


第 16 頁


數字類別與字串類別

使用數字類別的理由：

1. 可以作為物件的參數。

2. 可以使用數字類別中內建常數。

3. 可以與字串類別做轉換或直接轉換進位制。

分別以 Integer 類別為例，說明數字類別與字串類別。

以 Math 類別為例，說明靜態類別。

第 17 頁


字串類別的宣告、字串與數值的轉換

字串分為 String, StringBuffer, StringBuilder 三種類別。其中 String 類別為

immutable ， StringBuffer 為 mutable, thread-safe ， StringBuilder 則為 mutable 用

來取代在 single-thread 情況下的 StringBuffer 。注意這三種類別字串處理的函數

名稱不同。

說明 String, StringBuffered 類別的差異，並舉例。

第 18 頁


如何使用亂數

亂數有兩種產生的方式：

1. 呼叫 Math.random() 靜態類別函數

2. 宣告 java.util.Random 類別物件

[Application]RandomDemo1.java

[Application]RandomDemo2.java

第 19 頁


MVC 架構

一般的 MVC 架構

圖片來源：http://java.sun.com/developer/technicalArticles/javase/mvc/

Java MVC

第 20 頁


圖片來源：http://pwosboy.javaeye.com/blog/118768

第 21 頁


流程控制與事件驅動

與 C/C++ 相同，有 if, if …else, for , while, do…while, switch…case 等。

Swing 模式下的事件驅動是所謂的 Event-Driven ，必須熟悉「元件－事件－

介面」的處理程序。 JButton 元件為例，按下按鍵產生 ActionEvent ，必須利用
以

ActionListener 介面來處理，必須實作 ActionListener 介面中的所有 method （

ActionListener 介面中只有一個 method 即 actionPerformed() ）。

Swing Events
http://java.sun.com/developer/onlineTraining/GUI/Swing2/shortcourse.html

第 22 頁


Swing 模式下 JButton 元件的介紹

[Swing Application]Swing3.java

第 23 頁


第 24 頁


有圖片的 JButton 在 Java Web Start 的宣告方式

原本的 JButton 宣告

JButton b1=new JButton("剪刀",new ImageIcon("./scissor.gif"));

Java Web Start 下的宣告方式

ClassLoader cl=this.getClass().getClassLoader();
Icon scissors1=new ImageIcon(cl.getResource("images/scissors1.gif"));
JButton b1=new JButton("剪刀",scissors1);

第 25 頁


Abstract Class 的介紹

Java 定義有 Abstract Class ，其目的在於利用此 Abstract Class 衍生子類別，

所以不能利用 Abstract Class 建立物件，只能透過其衍生子類別建立物件。

Abstract Class 與一般 Class 宣告類似，有資料成員、成員函數，但多了定義

abstract method ， abstract method 是空的，沒有定義函數的內容，而且只能宣告

為 public 或 protected 。

[Application]ExAbstract.java

第 26 頁


第 27 頁


Interface 的介紹

Interface 是 Java 提供的另一項重要功能，與 Abstract Class 非常類似，但有

兩點不同：

1. 所有的資料都要初始化。

2. 所有的 method 都必須宣告為 abstract ，也就是說不能有一般的 method 。

[Application]ExInterface.java

第 28 頁


事件處理的多種寫法

每種 EventListener 都是一種 Interface ，裡面只有定義這個 EventListener 所

提供的方法，所以當要處理事件(Event)時，必須實作出 Interface 所定義的方法，

寫法有三種：。

1. 利用 implements 關鍵字將所有抽象方法實作出來。

2. 利用 Adapter 類別。

3. 利用 Inner Class 的匿名類別方法（可以解決多重繼承的問題）。

[Swing Application]ExEvent1.java

第 29 頁


第 30 頁




第 31 頁


第 32 頁


集中事件處理

另外，當有許多不同事件要處理時，可以考慮集中事件處理。


第 33 頁


Swing 模式下 JLabel 元件介紹

JLabel 用來顯示一段文字或圖形或文字加上圖形。以下舉例說明不同形式的

JLabel 。

[Swing Application]JLabelExample.java

第 34 頁


第 35 頁


利用 JLabel 顯示文字作為提示文字

[Swing Application]ExJLabel.java

第 36 頁


Swing 模式下 JTextField 和 JPasswordField 元件的介紹

JTextField 輸入單行文字， JPasswordField 輸入具有遮罩的單行文字。

[Swing Application]FormExample.java

第 37 頁


第 38 頁


Swing 模式下的 JCheckBox 和 JRadioButton 元件的介紹

JCheckBox 建立核取方塊， JRadioButton 建立收音機按鈕，若要滿足單選

則必須配合 ButtonGroup 使用。

[Swing Application]ExJRadioButton.java

第 39 頁


[Swing Application]ExJCheckBox.java

第 40 頁


第 41 頁


檔案處理

Java 檔案的處理架構如下，針對文字檔的處理有兩種方式：

1. 利用 FileReader 與 FileWriter 讀取與寫入文字檔

2. 利用 BufferedReader 與 BufferedWriter 讀取與寫入文字檔

[Swing Application]SourceReader.java

第 42 頁


Swing 模式下 JTextArea 和 JFileChooser 元件的介紹

配合 Java 檔案處理，利用 FileChooser 開啟檔案並將讀取的內容放到

JTextArea 元件中，可供修改後再儲存。

※作業：完成儲存的功能。

[Swing Application]FileRW.java

第 43 頁


第 44 頁


第 45 頁


整合範例－猜數字遊戲

利用猜數字遊戲將前面介紹的內容整合，觀察下列原始碼的 MVC 架構。

作業：加入詢問是否再玩一次的功能。

[Swing Application]GuessAB.java

第 46 頁


第 47 頁


第 48 頁


Java 與 MySQL 的連結

Java 與 MySQL 連結的步驟如下：

1. 下載 mysql-java-connector-5.1.12.zip ，解壓縮將 mysql-java-

connector-5.1.12.jar 放至 JRE 下的 libext 目錄下。

http://dev.mysql.com/downloads/connector/j/

2. 安裝 AppServ 包括 MySQL 與 phpMyAdmin 。

http://www.appservnetwork.com

3. 修改 C:AppServwwwphpMyAdminconfig.inc.php

第 31 行為

$cfg['PmaAbsoluteUri'] = 'http://127.0.0.1/phpMyAdmin/';

4. 資料庫(Database)、資料表(Table)、欄位(Field)、記錄(Record)之間的關係。

第 49 頁


MySQL 資料庫的建立

使用 phpMyAdmin 建立 math 資料庫，並建立 student 資料表，其中包括

id, name, score 三個欄位。

資料庫 math

第 50 頁


使用 phpMyAdmin 設定資料庫的權限的問題

建立一個帳號 www ，密碼為 123 的使用者帳戶，對 math 資料庫擁有

SELECT 權限。

第 51 頁


SQL(Structured Query Language)介紹

SQL 命令分為 DDL 與 DML 兩類：

1. DDL(Data Definition Language) 包括 CREATE TABLE, CREATE VIEW,

DROP TABLE, DROP VIEW, GRANT, REVOKE 。

2. DML DML(Data Manipulation Language) 包括 SELECT, INSERT, UPDATE,

DELETE 。

3. SQL Quick Reference From W3Schools
http://www.w3schools.com/sql/sql_quickref.asp?output=print

第 52 頁


JDBC 範例

建立一個基本的 JDBC 範例，目的只是確定之前的安裝連結成功。

[Application]JDBCEx1.java

第 53 頁


Package 與 Jar

Package 是指將 class 封裝，則其它程式可使用 import 引入。 Jar 則是將

class 檔壓縮。 Package 時要注意路徑的設定。 Jar 的命令操作可參考下列文件：

1. Java Archive (JAR) Files
http://java.sun.com/javase/6/docs/technotes/guides/jar/index.html
2. Lesson: Packaging Programs in JAR Files
http://java.sun.com/docs/books/tutorial/deployment/jar/

第 54 頁


第 55 頁


Swing 模式中的 Model

Swing 元件中的 Model 可分為三類

1. 儲存元件內將被用來操作的資料，常用來顯示不同的資料顯示方式。例如：

ListModel, ComboBoxModel, TableModel, Document 。

2. 儲存元件操作模式的資料。例如： ListSelectionModel, TableColumnModel 。

3. 儲存元件本身性質的資料。例如： BoundedRangeModel 。

第 56 頁


Swing 模式中的 JList 元件介紹

JList 元件常用建立選取清單。注意 JList 與 JComboBox 不同 JList 是清單，

JComboBox 是下拉式選單。 AbstractListModel 要實作 getElementAt(), getSize()

， DefaultListModel 則是所有方法都有預設值。ListCellRenderer 主要用於建立有

Icon 的 JList ，通常是建立某類別繼承 JLabel 並實作 ListCellRenderer 介面。

[Swing Application]JListEx1.java

第 57 頁


第 58 頁


Swing 模式下的 JComboBox 元件

JComboBox 用來建立下拉式選單。 DefaultComboBoxModel 所有方法都有

預設值。由於 ComBoxModel 是繼承自 ListModel ，所以若要實作

ComboBoxModel ，除了要實作 ComboBoxModel 的兩個方法 getSelectedItem(),

setSelectedItem() 外，還要實做 ListModel 所定義的四個方法 getElementAt(),

getSize(), addListDataListener(), removeListDataListener() ，共六個方法。所以如果

繼承 AbstractListModel 再實作 ComboBoxModel 則只要實作四個方法。

[Swing Application]JComboEx1.java

第 59 頁


第 60 頁


Google Chart Tools

Google Chart 是一組 Google 提供的 API ，我們可以很容易的利用它產生一

般的統計圖表。

參考文件：

1. Google Chart Tools
http://code.google.com/apis/charttools/

第 61 頁


Swing 模式下的 JTabbedPane 元件

TabbedPane 類似放置文件的檔案夾，每一份文件都有標籤不同的標籤可顯

示不同的頁面。

[Swing Application]JTabbedPaneEx1.java

第 62 頁


第 63 頁


Swing 模式下 JTable 元件的介紹

JTable 用來建立表格文字，建立方式可以使用 Array 或是 Vector ，使用

Vector 比較有彈性。區別 AbstractTableModel 與 DefaultTableModel 的不同。

[Swing Application]JTableEx1.java

第 64 頁


第 65 頁



第 66 頁


第 67 頁



第 68 頁


JTable 範例

以下是有關 JTable 的精彩範例：

1. JTable Example 1
http://www.crionics.com/products/opensource/faq/swing_ex/JTableExamples1.html
2. JTable Example 2
http://www.crionics.com/products/opensource/faq/swing_ex/JTableExamples2.html

第 69 頁


第 70 頁


第 71 頁


Java Web Start 的使用

執行以下九個步驟：

1. 設定 Web Server ，開啟 C:AppServApache2.2confmime.types，加入：

# MIME type Extensions
application/x-java-jnlp-file jnlp

Apach Restart 。

2. 編譯 Test1.java 檔，產生 Test.class 檔。

Test1.java→(Compile)→Test1.class(or Test1$.class)

[Swing Application] Test1.java

3. 建立 manifest.txt （第一行的 Test1 前面空一格，第二行空行一定要有）

manifest.txt

第 72 頁


Main-Class: Test1

4. 建立 Test.jar （開啟 cmd 視窗，建立 jar 檔）

jar cvfm Test1.jar manifest.txt *.class

5. 建立簽証檔 myKeystore

keytool -genkey -keystore myKeystore -alias myself

6. 對 Test.jar 檔加上簽証

jarsigner -keystore myKeystore Test1.jar myself

7. 建立 Test1.jnlp

Test1.jnlp

8. 建立 Test1.htm 連結 Test1.jnlp

Test1.htm

第 73 頁


9. 利用瀏覽器開啟 URL ， http://127.0.0.1/jws/Test1.htm 。

第 74 頁


JDBC 範例

JDBC 範例包括建立資料庫與 JWSTest.java 兩部份。請先將 mysql-connector-

java-5.1.12-bin.jar 複製至 C:AppServwwwjws 目錄下。

1. 建立 ncue 資料庫，內含 math 資料表，內含 id, name, score 三欄位，並建立

有 select 上述資料庫權限的帳號與密碼 www, 123 。

2. 確定 JWSTest.java 程式編譯無誤。

第 75 頁


[Swing Application]JWSTest.java

第 76 頁


3. 建立 JWSTest.jar

jar cvfm JWSTest.jar manifest.txt JWSTest*.class

4. 對 JWSTest.jar 檔加上簽証（如果已有簽証，這裡就不必再建立簽証了！）

jarsigner -keystore myKeystore JWSTest.jar myself

5. 對 mysql-connector-java-5.1.6-bin.jar 作 jarsinger 簽証。

jarsigner -keystore myKeystore mysql-connector-java-5.1.6-bin.jar myself

6. 建立 JWSTest.jnlp

第 77 頁


第 78 頁


JWSTest.jnlp

7. 建立 JWSTest.htm

JWSTest.htm

8. 利用瀏覽器開啟 URL ， http://127.0.0.1/jws/JWTest.htm 。

注意！雖然 jar 檔在檔案總管中直接按兩下即可開啟，但是這只代表在本地

端的執行，與 Java Web Start 遠端佈署的意義是不同的！所以一定要以 URL 的

方式開啟才算成功！

～基礎課程結束～

第 79 頁


自我評量測驗

針對以下問題，請每位同學自行查詢筆記作答：

1. Abstract Class 與一般的 Class 有什麼不同？

2. 說明 Interface 的作用？

3. Java 程式的基本架構包括那些？

4. 環境變數要設定那些？

5. JCreator 開啟 Java File 與 Java Project 有何不同， Workspace 又是什麼？

6. Java Swing 程式的基本架構包括那些？

7. Java 如何與 MySQL 資料庫連結？

8. Java 程式中執行 SQL 指令的函數有什麼要注意的？

9. 各舉一例說明 SQL 語法的 SELECT 、 INSERT 、 DELETE 、 UPDATE 。

10. 如何在 Java 中取亂數？

11. try…catch 是用在什麼場合？

12. throw 與 try…catch 有什麼不同？

13. 如何實作一個 Interface？

14. 為什麼要利用類別去繼承介面？有什麼作用？

15. String, StringBuffer 與 StringBuilder 這三個類別有什麼不同？

16. Vector 與 Array 有什麼不同？

17. 與例說明 Java 的 MVC 架構(UI-Delegate)。

第 80 頁


18. 如果同時有兩個物件會觸發同一種事件，要如何分辨是那一個物件觸發的？

19. 管理 MySQL 資料庫時，會對不同的資料庫設定不同的帳號與管理權限，

為什麼？

20. FlowLayout, GridLayout, BorderLayout 有什麼不同？

21. Java Web Start 的步驟有那些？

第 81 頁


CGI 原理

第 82 頁


CGI 中的 GET 與 POST

第 83 頁


URL 編碼與解碼 (RFC2396)

CGI 在傳送資料時是以 URL 格式編碼，會將空白轉換為“ +”， Unsafe 字元

則轉換為“%”後面接著以十六進位 ASCII 來表示。Safe 字元指的七位元的 ASCII

文數字與九個特號符號（-_.!~*'()）， Unsafe 字元指由其它七位元 ASCII 。

圖片來源：http://www.albionresearch.com/misc/urlencode.php

第 84 頁


觀察 CGI 過程

利用 Http Analyzer 或 HTTPDebuggerPro 觀察 CGI 的 GET 與 POST 。

[Application]FindBook1.java(GET)

第 85 頁


此程式的結果以 XML 格式回傳。那麼我們要如何存取 XML 格式的資料？

1. 利用 javax.xml Package。

2. 利用 org.w3c.dom Package。

3. 利用 org.xml.sax Package。

參考網址 Processing XML with Java ,

http://www.cafeconleche.org/books/xmljava/chapters/

[Swing Application]FindBook2.java(POST )

第 86 頁


此程式的結果是 HTML 格式，如何去 Parse 內容？

1. 利用 java.lang.String 類別。

2. 利用 java.util.regex Package。

3. 利用 javax.swing.text.html Package。

第 87 頁


NanoXML 函數庫介紹

NanoXML 是一個免費的小型 Java XML Parser ，針對 XML 的處理提供了

簡單、快速的存取方法。將下列檔案放在 C:Program FilesJavajre1.6.0_18libext

目錄下，如果使用 JCreator ，必須將 nanoxml-2.3.3.jar 加入 JDK Profile 。

下載網址：

http://devkix.com/nanoxml-2.2.3.jar, http://devkix.com/nanoxml-javadoc.tar.gz

[Swing Application]NewFindBook1.java

第 88 頁


Regular Expression (Package java.util.regex) 介紹

在 java.util.regex 這個 Package 中主要有兩個 Class ，包括 Matcher 與

Pattern ，其中 Pattern 使用的就是 Regular Expresion ， Regualr Expression 是字

串的一種特殊處理，是由 Perl 語言最先發明的。

參考文件：

1. http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/java/util/regex/Matcher.html
2. http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/java/util/regex/Pattern.html

參考範例：

1. http://www.java2s.com/Code/Java/Regular-Expressions/Matcher.htm
2. http://www.java2s.com/Code/Java/Regular-Expressions/Pattern.htm

第 89 頁


以學校圖書館館藏查詢為例

1. 檢視原始碼，找出關鍵字串

2. 找出 Regular Expression 的規則

[Application]RegEx1.java

第 90 頁


即可分解出

第 91 頁


以 ISBN 全國新書資訊網為例

資料來源：http://lib.ncl.edu.tw/isbn/4page-3.htm

1. 檢視原始碼，找出關鍵字串

第 92 頁


2. 利用 HTML Parser 擷取所需的部份，這裡我們使用 Jericho HTML Parser 幫

助我們處理 HTML 文件。下載 jericho-html-2.6.zip 並解壓縮至 D: ，將 au

次目錄複製至 D: 。

下載網址：

http://jericho.htmlparser.net/docs/index.html

D:NewFindBook2.java

第 93 頁


執行結果：

～進階課程結束～

第 94 頁

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