Ⅰ 編譯原理全部的名詞解釋
書上有別那麼懶!.
編譯過程的六個階段：詞法分析,語法分析,語義分析,中間代碼生成,代碼優化,目標代碼生成
解釋程序：把某種語言的源程序轉換成等價的另一種語言程序——目標語言程序,然後再執行目標程序.解釋方式是接受某高級語言的一個語句輸入,進行解釋並控制計算機執行,馬上得到這句的執行結果,然後再接受下一句.
編譯程序：就是指這樣一種程序,通過它能夠將用高級語言編寫的源程序轉換成與之在邏輯上等價的低級語言形式的目標程序(機器語言程序或匯編語言程序).
解釋程序和編譯程序的根本區別：是否生成目標代碼
句子的二義性（這里的二義性是指語法結構上的.）:文法G[S]的一個句子如果能找到兩種不同的最左推導(或最右推導),或者存在兩棵不同的語法樹,則稱這個句子是二義性的.
文法的二義性:一個文法如果包含二義性的句子,則這個文法是二義文法,否則是無二義文法.
LL(1)的含義：(LL(1)文法是無二義的； LL(1)文法不含左遞歸)
第1個L：從左到右掃描輸入串 第2個L：生成的是最左推導
1 ：向右看1個輸入符號便可決定選擇哪個產生式
某些非LL(1)文法到LL(1)文法的等價變換: 1. 提取公因子 2. 消除左遞歸
文法符號的屬性:單詞的含義,即與文法符號相關的一些信息.如,類型、值、存儲地址等.
一個屬性文法(attribute grammar)是一個三元組A=(G, V, F)
G：上下文無關文法.
V：屬性的有窮集.每個屬性與文法的一個終結符或非終結符相連.屬性與變數一樣,可以進行計算和傳遞.
F：關於屬性的斷言或謂詞(一組屬性的計算規則)的有窮集.斷言或語義規則與一個產生式相聯,只引用該產生式左端或右端的終結符或非終結符相聯的屬性.
綜合屬性:若產生式左部的單非終結符A的屬性值由右部各非終結符的屬性值決定,則A的屬性稱為綜合屬
繼承屬性:若產生式右部符號B的屬性值是根據左部非終結符的屬性值或者右部其它符號的屬性值決定的,則B的屬性為繼承屬性.
(1)非終結符既可有綜合屬性也可有繼承屬性,但文法開始符號沒有繼承屬性.
(2) 終結符只有綜合屬性,沒有繼承屬性,它們由詞法程序提供.
在計算時： 綜合屬性沿屬性語法樹向上傳遞；繼承屬性沿屬性語法樹向下傳遞.
語法制導翻譯：是指在語法分析過程中,完成附加在所使用的產生式上的語義規則描述的動作.
語法制導翻譯實現：對單詞符號串進行語法分析,構造語法分析樹,然後根據需要構造屬性依賴圖,遍歷語法樹並在語法樹的各結點處按語義規則進行計算.
中間代碼（中間語言）
1、是復雜性介於源程序語言和機器語言的一種表示形式.
2、一般,快速編譯程序直接生成目標代碼.
3、為了使編譯程序結構在邏輯上更為簡單明確,常採用中間代碼,這樣可以將與機器相關的某些實現細節置於代碼生成階段仔細處理,並且可以在中間代碼一級進行優化工作,使得代碼優化比較容易實現.
何謂中間代碼：源程序的一種內部表示,不依賴目標機的結構,易於代碼的機械生成.
為何要轉換成中間代碼:(1)邏輯結構清楚；利於不同目標機上實現同一種語言.
(2)便於移植,便於修改,便於進行與機器無關的優化.
中間代碼的幾種形式：逆波蘭記號 ,三元式和樹形表示 ,四元式
符號表的一般形式：一張符號表的的組成包括兩項,即名字欄和信息欄.
信息欄包含許多子欄和標志位,用來記錄相應名字和種種不同屬性,名字欄也稱主欄.主欄的內容稱為關鍵字（key word）.
符號表的功能：（1）收集符號屬性 (2) 上下文語義的合法性檢查的依據： 檢查標識符屬性在上下文中的一致性和合法性.(3)作為目標代碼生成階段地址分配的依據
符號的主要屬性及作用：
1. 符號名 2. 符號的類型 （整型、實型、字元串型等））3. 符號的存儲類別（公共、私有）
4. 符號的作用域及可視性 （全局、局部） 5. 符號變數的存儲分配信息 （靜態存儲區、動態存儲區）
存儲分配方案策略：靜態存儲分配；動態存儲分配：棧式、 堆式.
靜態存儲分配
1、基本策略
在編譯時就安排好目標程序運行時的全部數據空間,並能確定每個數據項的單元地址.
2、適用的分配對象：子程序的目標代碼段；全局數據目標（全局變數）
3、靜態存儲分配的要求：不允許遞歸調用,不含有可變數組.
FORTRAN程序是段結構,不允許遞歸,數據名大小、性質固定. 是典型的靜態分配
動態存儲分配
1、如果一個程序設計語言允許遞歸過程、可變數組或允許用戶自由申請和釋放空間,那麼,就需要採用動態存儲管理技術.
2、兩種動態存儲分配方式：棧式,堆式
棧式動態存儲分配
分配策略：將整個程序的數據空間設計為一個棧.
【例】在具有遞歸結構的語言程序中,每當調用一個過程時,它所需的數據空間就分配在棧頂,每當過程工作結束時就釋放這部分空間.
過程所需的數據空間包括兩部分
一部分是生存期在本過程這次活動中的數據對象.如局部變數、參數單元、臨時變數等；
另一部分則是用以管理過程活動的記錄信息(連接數據).
活動記錄（AR）
一個過程的一次執行所需要的信息使用一個連續的存儲區來管理,這個區 (塊)叫做一個活動記錄.
構成
1、臨時工作單元；2、局部變數；3、機器狀態信息；4、存取鏈；
5、控制鏈；6、實參；7、返回地址
什麼是代碼優化
所謂優化,就是對代碼進行等價變換,使得變換後的代碼運行結果與變換前代碼運行結果相同,而運行速度加快或佔用存儲空間減少.
優化原則：等價原則：經過優化後不應改變程序運行的結果.
有效原則：使優化後所產生的目標代碼運行時間較短,佔用的存儲空間較小.
合算原則：以盡可能低的代價取得較好的優化效果.
常見的優化技術
(1) 刪除多餘運算(刪除公共子表達式) (2) 代碼外提 +刪除歸納變數+ (3)強度削弱; (4)變換循環控制條件 (5)合並已知量與復寫傳播 (6)刪除無用賦值
基本塊定義
程序中只有一個入口和一個出口的一段順序執行的語句序列,稱為程序的一個基本塊.
給我分數啊.
Ⅱ 在java中，異常處理的機制有哪幾種，分別是什麼
1 引子
try…catch…finally恐怕是大家再熟悉不過的語句了，而且感覺用起來也是很簡單，邏輯上似乎也是很容易理解。不過，我親自體驗的「教訓」告訴我，這個東西可不是想像中的那麼簡單、聽話。不信？那你看看下面的代碼，「猜猜」它執行後的結果會是什麼？不要往後看答案、也不許執行代碼看真正答案哦。如果你的答案是正確，那麼這篇文章你就不用浪費時間看啦。
package myExample.testException;
public class TestException {
public TestException() {
}
boolean testEx() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
ret = testEx1();
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx, catch exception");
ret = false;
throw e;
}finally{
System.out.println("testEx, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
boolean testEx1() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
ret = testEx2();
if (!ret){
return false;
}
System.out.println("testEx1, at the end of try");
return ret;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx1, catch exception");
ret = false;
throw e;
}
finally{
System.out.println("testEx1, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
ret = false;
throw e;
}
finally{
System.out.println("testEx2, finally; return value="+ret);
return ret;
}
}
public static void main(String[] args) {
TestException testException1 = new TestException();
try{
testException1.testEx();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
你的答案是什麼？是下面的答案嗎？
i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, catch exception
testEx1, finally; return value=false
testEx, catch exception
testEx, finally; return value=false
如果你的答案真的如上面所說，那麼你錯啦。^_^，那就建議你仔細看一看這篇文章或者拿上面的代碼按各種不同的情況修改、執行、測試，你會發現有很多事情不是原來想像中的那麼簡單的。
現在公布正確答案：
i=2
i=1
testEx2, catch exception
testEx2, finally; return value=false
testEx1, finally; return value=false
testEx, finally; return value=false
2 基礎知識
2.1 相關概念
例外是在程序運行過程中發生的異常事件，比如除0溢出、數組越界、文件找不到等，這些事件的發生將阻止程序的正常運行。為了加強程序的魯棒性，程序設計時，必須考慮到可能發生的異常事件並做出相應的處理。C語言中，通過使用if語句來判斷是否出現了例外，同時，調用函數通過被調用函數的返回值感知在被調用函數中產生的例外事件並進行處理。全程變數ErroNo常常用來反映一個異常事件的類型。但是，這種錯誤處理機制會導致不少問題。
Java通過面向對象的方法來處理例外。在一個方法的運行過程中，如果發生了例外，則這個方法生成代表該例外的一個對象，並把它交給運行時系統，運行時系統尋找相應的代碼來處理這一例外。我們把生成例外對象並把它提交給運行時系統的過程稱為拋棄(throw)一個例外。運行時系統在方法的調用棧中查找，從生成例外的方法開始進行回朔，直到找到包含相應例外處理的方法為止，這一個過程稱為捕獲(catch)一個例外。
2.2 Throwable類及其子類
用面向對象的方法處理例外，就必須建立類的層次。類 Throwable位於這一類層次的最頂層，只有它的後代才可以做為一個例外被拋棄。圖1表示了例外處理的類層次。
從圖中可以看出，類Throwable有兩個直接子類：Error和Exception。Error類對象（如動態連接錯誤等），由Java虛擬機生成並拋棄（通常，Java程序不對這類例外進行處理）；Exception類對象是Java程序處理或拋棄的對象。它有各種不同的子類分別對應於不同類型的例外。其中類RuntimeException代表運行時由Java虛擬機生成的例外，如算術運算例外ArithmeticException(由除0錯等導致)、數組越界例外等；其它則為非運行時例外，如輸入輸出例外IOException等。Java編譯器要求Java程序必須捕獲或聲明所有的非運行時例外，但對運行時例外可以不做處理。
圖1 例外處理的類層次
2.3 異常處理關鍵字
Java的異常處理是通過5個關鍵字來實現的：try，catch，throw，throws，finally。JB的在線幫助中對這幾個關鍵字是這樣解釋的：
Throws: Lists the exceptions a method could throw.
Throw: Transfers control of the method to the exception handler.
Try： Opening exception-handling statement.
Catch： Captures the exception.
Finally： Runs its code before terminating the program.
2.3.1 try語句
try語句用大括弧{}指定了一段代碼，該段代碼可能會拋棄一個或多個例外。
2.3.2 catch語句
catch語句的參數類似於方法的聲明，包括一個例外類型和一個例外對象。例外類型必須為Throwable類的子類，它指明了catch語句所處理的例外類型，例外對象則由運行時系統在try所指定的代碼塊中生成並被捕獲，大括弧中包含對象的處理，其中可以調用對象的方法。
catch語句可以有多個，分別處理不同類的例外。Java運行時系統從上到下分別對每個catch語句處理的例外類型進行檢測，直到找到類型相匹配的catch語句為止。這里，類型匹配指catch所處理的例外類型與生成的例外對象的類型完全一致或者是它的父類，因此，catch語句的排列順序應該是從特殊到一般。
也可以用一個catch語句處理多個例外類型，這時它的例外類型參數應該是這多個例外類型的父類，程序設計中要根據具體的情況來選擇catch語句的例外處理類型。
2.3.3 finally語句
try所限定的代碼中，當拋棄一個例外時，其後的代碼不會被執行。通過finally語句可以指定一塊代碼。無論try所指定的程序塊中拋棄或不拋棄例外，也無論catch語句的例外類型是否與所拋棄的例外的類型一致，finally所指定的代碼都要被執行，它提供了統一的出口。通常在finally語句中可以進行資源的清除工作。如關閉打開的文件等。
2.3.4 throws語句
throws總是出現在一個函數頭中，用來標明該成員函數可能拋出的各種異常。對大多數Exception子類來說，Java 編譯器會強迫你聲明在一個成員函數中拋出的異常的類型。如果異常的類型是Error或 RuntimeException， 或它們的子類，這個規則不起作用， 因為這在程序的正常部分中是不期待出現的。 如果你想明確地拋出一個RuntimeException，你必須用throws語句來聲明它的類型。
2.3.5 throw語句
throw總是出現在函數體中，用來拋出一個異常。程序會在throw語句後立即終止，它後面的語句執行不到，然後在包含它的所有try塊中（可能在上層調用函數中）從里向外尋找含有與其匹配的catch子句的try塊。
3 關鍵字及其中語句流程詳解
3.1 try的嵌套
你可以在一個成員函數調用的外面寫一個try語句，在這個成員函數內部，寫另一個try語句保護其他代碼。每當遇到一個try語句，異常的框架就放到堆棧上面，直到所有的try語句都完成。如果下一級的try語句沒有對某種異常進行處理，堆棧就會展開，直到遇到有處理這種異常的try語句。下面是一個try語句嵌套的例子。
class MultiNest {
static void procere() {
try {
int a = 0;
int b = 42/a;
} catch(java.lang.ArithmeticException e) {
System.out.println("in procere, catch ArithmeticException: " + e);
}
}
public static void main(String args[]) {
try {
procere();
} catch(java.lang. Exception e) {
System.out.println("in main, catch Exception: " + e);
}
}
}
這個例子執行的結果為：
in procere, catch ArithmeticException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
成員函數procere里有自己的try/catch控制，所以main不用去處理 ；當然如果如同最開始我們做測試的例子一樣，在procere中catch到異常時使用throw e;語句將異常拋出，那麼main當然還是能夠捕捉並處理這個procere拋出來的異常。例如在procere函數的catch中的System.out語句後面增加throw e;語句之後，執行結果就變為：
in procere, catch ArithmeticException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
in main, catch Exception: java.lang.ArithmeticException: / by zero
3.2 try-catch程序塊的執行流程以及執行結果
相對於try-catch-finally程序塊而言，try-catch的執行流程以及執行結果還是比較簡單的。
首先執行的是try語句塊中的語句，這時可能會有以下三種情況：
1． 如果try塊中所有語句正常執行完畢，那麼就不會有其他的「動做」被執行，整個try-catch程序塊正常完成。
2． 如果try語句塊在執行過程中碰到異常V，這時又分為兩種情況進行處理：
² 如果異常V能夠被與try相應的catch塊catch到，那麼第一個catch到這個異常的catch塊（也是離try最近的一個與異常V匹配的catch塊）將被執行；如果catch塊執行正常，那麼try-catch程序塊的結果就是「正常完成」；如果該catch塊由於原因R突然中止，那麼try-catch程序塊的結果就是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」。
² 如果異常V沒有catch塊與之匹配，那麼這個try-catch程序塊的結果就是「由於拋出異常V而突然中止（completes abruptly）」。
3． 如果try由於其他原因R突然中止（completes abruptly），那麼這個try-catch程序塊的結果就是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」。
3.3 try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果
try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果比較復雜。
首先執行的是try語句塊中的語句，這時可能會有以下三種情況：
1． 如果try塊中所有語句正常執行完畢，那麼finally塊的居於就會被執行，這時分為以下兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那麼整個try-catch-finally程序塊正常完成。
² 如果finally塊由於原因R突然中止，那麼try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」
2． 如果try語句塊在執行過程中碰到異常V，這時又分為兩種情況進行處理：
² 如果異常V能夠被與try相應的catch塊catch到，那麼第一個catch到這個異常的catch塊（也是離try最近的一個與異常V匹配的catch塊）將被執行；這時就會有兩種執行結果：
² 如果catch塊執行正常，那麼finally塊將會被執行，這時分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那麼整個try-catch-finally程序塊正常完成。
² 如果finally塊由於原因R突然中止，那麼try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」
² 如果catch塊由於原因R突然中止，那麼finally模塊將被執行，分為兩種情況：
² 如果如果finally塊執行順利，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」。
² 如果finally塊由於原因S突然中止，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因S突然中止（completes abruptly）」，原因R將被拋棄。
（注意，這里就正好和我們的例子相符合，雖然我們在testEx2中使用throw e拋出了異常，但是由於testEx2中有finally塊，而finally塊的執行結果是complete abruptly的（別小看這個用得最多的return，它也是一種導致complete abruptly的原因之一啊——後文中有關於導致complete abruptly的原因分析），所以整個try-catch-finally程序塊的結果是「complete abruptly」，所以在testEx1中調用testEx2時是捕捉不到testEx1中拋出的那個異常的，而只能將finally中的return結果獲取到。
如果在你的代碼中期望通過捕捉被調用的下級函數的異常來給定返回值，那麼一定要注意你所調用的下級函數中的finally語句，它有可能會使你throw出來的異常並不能真正被上級調用函數可見的。當然這種情況是可以避免的，以testEx2為例：如果你一定要使用finally而且又要將catch中throw的e在testEx1中被捕獲到，那麼你去掉testEx2中的finally中的return就可以了。
這個事情已經在OMC2.0的MIB中出現過啦：伺服器的異常不能完全被反饋到客戶端。）
² 如果異常V沒有catch塊與之匹配，那麼finally模塊將被執行，分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局就是「由於拋出異常V而突然中止（completes abruptly）」。
² 如果finally塊由於原因S突然中止，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因S突然中止（completes abruptly）」，異常V將被拋棄。
3． 如果try由於其他原因R突然中止（completes abruptly），那麼finally塊被執行，分為兩種情況：
² 如果finally塊執行順利，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因R突然中止（completes abruptly）」。
² 如果finally塊由於原因S突然中止，那麼整個try-catch-finally程序塊的結局是「由於原因S突然中止（completes abruptly）」，原因R將被拋棄。
3.4 try-catch-finally程序塊中的return
從上面的try-catch-finally程序塊的執行流程以及執行結果一節中可以看出無論try或catch中發生了什麼情況，finally都是會被執行的，那麼寫在try或者catch中的return語句也就不會真正的從該函數中跳出了，它的作用在這種情況下就變成了將控制權（語句流程）轉到finally塊中；這種情況下一定要注意返回值的處理。
例如，在try或者catch中return false了，而在finally中又return true，那麼這種情況下不要期待你的try或者catch中的return false的返回值false被上級調用函數獲取到，上級調用函數能夠獲取到的只是finally中的返回值，因為try或者catch中的return語句只是轉移控制權的作用。
3.5 如何拋出異常
如果你知道你寫的某個函數有可能拋出異常，而你又不想在這個函數中對異常進行處理，只是想把它拋出去讓調用這個函數的上級調用函數進行處理，那麼有兩種方式可供選擇：
第一種方式：直接在函數頭中throws SomeException，函數體中不需要try/catch。比如將最開始的例子中的testEx2改為下面的方式，那麼testEx1就能捕捉到testEx2拋出的異常了。
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}
第二種方式：使用try/catch，在catch中進行一定的處理之後（如果有必要的話）拋出某種異常。例如上面的testEx2改為下面的方式，testEx1也能捕獲到它拋出的異常：
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
}
return true;
}catch (Exception e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
Throw e;
}
}
第三種方法：使用try/catch/finally，在catch中進行一定的處理之後（如果有必要的話）拋出某種異常。例如上面的testEx2改為下面的方式，testEx1也能捕獲到它拋出的異常：
boolean testEx2() throws Exception{
boolean ret = true;
try{
int b=12;
int c;
for (int i=2;i>=-2;i--){
c=b/i;
System.out.println("i="+i);
throw new Exception("aaa");
}
return true;
}catch (java.lang.ArithmeticException e){
System.out.println("testEx2, catch exception");
ret = false;
throw new Exception("aaa");
}finally{
System.out.println("testEx2, finally; return value="+ret);
}
}
4 關於abrupt completion
前面提到了complete abruptly（暫且理解為「突然中止」或者「異常結束」吧），它主要包含了兩種大的情形：abrupt completion of expressions and statements，下面就分兩種情況進行解釋。
4.1 Normal and Abrupt Completion of Evaluation
每一個表達式（expression）都有一種使得其包含的計算得以一步步進行的正常模式，如果每一步計算都被執行且沒有異常拋出，那麼就稱這個表達式「正常結束（complete normally）」；如果這個表達式的計算拋出了異常，就稱為「異常結束（complete abruptly）」。異常結束通常有一個相關聯的原因（associated reason），通常也就是拋出一個異常V。
與表達式、操作符相關的運行期異常有：
² A class instance creation expression, array creation expression , or string concatenation operatior expression throws an OutOfMemoryError if there is insufficient memory available.
² An array creation expression throws a NegativeArraySizeException if the value of any dimension expression is less than zero.
² A field access throws a NullPointerException if the value of the object reference expression is null.
² A method invocation expression that invokes an instance method throws a NullPointerException if the target reference is null.
² An array access throws a NullPointerException if the value of the array reference expression is null.
² An array access throws an if the value of the array index expression is negative or greater than or equal to the length of the array.
² A cast throws a ClassCastException if a cast is found to be impermissible at run time.
² An integer division or integer remainder operator throws an ArithmeticException if the value of the right-hand operand expression is zero.
² An assignment to an array component of reference type throws an ArrayStoreException when the value to be assigned is not compatible with the component type of the array.
4.2 Normal and Abrupt Completion of Statements
正常情況我們就不多說了，在這里主要是列出了abrupt completion的幾種情況：
² break, continue, and return 語句將導致控制權的轉換，從而使得statements不能正常地、完整地執行。
² 某些表達式的計算也可能從java虛擬機拋出異常，這些表達式在上一小節中已經總結過了；一個顯式的的throw語句也將導致異常的拋出。拋出異常也是導致控制權的轉換的原因（或者說是阻止statement正常結束的原因）。
如果上述事件發生了，那麼這些statement就有可能使得其正常情況下應該都執行的語句不能完全被執行到，那麼這些statement也就是被稱為是complete abruptly.
導致abrupt completion的幾種原因：
² A break with no label
² A break with a given label
² A continue with no label
² A continue with a given label
² A return with no value
² A return with a given value A
² throw with a given value, including exceptions thrown by the Java virtual machine
5 關於我們的編程的一點建議
弄清楚try-catch-finally的執行情況後我們才能正確使用它。
如果我們使用的是try-catch-finally語句塊，而我們又需要保證有異常時能夠拋出異常，那麼在finally語句中就不要使用return語句了（finally語句塊的最重要的作用應該是釋放申請的資源），因為finally中的return語句會導致我們的throw e被拋棄，在這個try-catch-finally的外面將只能看到finally中的返回值（除非在finally中拋出異常）。（我們需要記住：不僅throw語句是abrupt completion 的原因，return、break、continue等這些看起來很正常的語句也是導致abrupt completion的原因。）
Ⅲ 了解什麼叫做jit compiling，與傳統的編譯技術有何不同
Java 應用程序的性能經常成為開發社區中的討論熱點。因為該語言的設計初衷是使用解釋的方式支持應用程序的可移植性目標，早期
Java 運行時所提供的性能級別遠低於 C 和
C++
之類的編譯語言。盡管這些語言可以提供更高的性能，但是生成的代碼只能在有限的幾種系統上執行。在過去的十年中，Java
運行時供應商開發了一些復雜的動態編譯器，通常稱作即時（Just-in-time，JIT）編譯器。程序運行時，JIT
編譯器選擇將最頻繁執行的方法編譯成本地代碼。運行時才進行本地代碼編譯而不是在程序運行前進行編譯（用 C 或
C++ 編寫的程序正好屬於後一情形），保證了可移植性的需求。有些 JIT 編譯器甚至不使用解釋程序就能編譯所有的代碼，但是這些編譯器仍然通過在程序執行時進行一些操作來保持 Java 應用程序的可移植性。
由於動態編譯技術的多項改進，在很多應用程序中，現代的 JIT 編譯器可以產生與 C 或 C++
靜態編譯相當的應用程序性能。但是，仍然有很多軟體開發人員認為 —— 基於經驗或者傳聞 ——
動態編譯可能嚴重干擾程序操作，因為編譯器必須與應用程序共享 CPU。一些開發人員強烈呼籲對 Java
代碼進行靜態編譯，並且堅信那樣可以解決性能問題。對於某些應用程序和執行環境而言，這種觀點是正確的，靜態編譯可以極大地提高 Java
性能，或者說它是惟一的實用選擇。但是，靜態地編譯 Java 應用程序在獲得高性能的同時也帶來了很多復雜性。一般的
Java 開發人員可能並沒有充分地感受到 JIT 動態編譯器的優點。
本文考察了 Java 語言靜態編譯和動態編譯所涉及的一些問題，重點介紹了實時 (RT) 系統。簡要描述了 Java
語言解釋程序的操作原理並說明了現代 JIT 編譯器執行本地代碼編譯的優缺點。介紹了 IBM 在 WebSphere Real Time 中發布的
AOT 編譯技術和它的一些優缺點。然後比較了這兩種編譯策略並指出了幾種比較適合使用 AOT
編譯的應用程序領域和執行環境。要點在於這兩種編譯技術並不互斥：即使在使用這兩種技術最為有效的各種應用程序中，它們也分別存在一些影響應用程序的優缺
點。
執行 Java 程序
Java 程序最初是通過 Java SDK 的 javac程序編譯成本地的與平台無關的格式（類文件）。可將此格式看作 Java
平台，因為它定義了執行 Java 程序所需的所有信息。Java 程序執行引擎，也稱作 Java 運行時環境（JRE），包含了為特定的本地平台實現
Java 平台的虛擬機。例如，基於 Linux 的 Intel x86 平台、Sun Solaris 平台和 AIX 操作系統上運行的 IBM
System p 平台，每個平台都擁有一個 JRE。這些 JRE 實現實現了所有的本地支持，從而可以正確執行為
Java 平台編寫的程序。
事實上，操作數堆棧的大小有實際限制，但是編程人員極少編寫超出該限制的方法。JVM 提供了安全性檢查，對那些創建出此類方法的編程人員進行通知。
Java 平台程序表示的一個重要部分是位元組碼序列，它描述了 Java
類中每個方法所執行的操作。位元組碼使用一個理論上無限大的操作數堆棧來描述計算。這個基於堆棧的程序表示提供了平台無關性，因為它不依賴任何特定本地平台
的 CPU 中可用寄存器的數目。可在操作數堆棧上執行的操作的定義都獨立於所有本地處理器的指令集。Java
虛擬機（JVM）規范定義了這些位元組碼的執行（參見 參考資料）。執行 Java 程序時，用於任何特定本地平台的任何 JRE 都必須遵守 JVM
規范中列出的規則。
因為基於堆棧的本地平台很少（Intel X87 浮點數協處理器是一個明顯的例外），所以大多數本地平台不能直接執行 Java 位元組碼。為了解決這個問題，早期的 JRE 通過解釋位元組碼來執行 Java 程序。即 JVM 在一個循環中重復操作：
◆獲取待執行的下一個位元組碼；
◆解碼；
◆從操作數堆棧獲取所需的操作數；
◆按照 JVM 規范執行操作；
◆將結果寫回堆棧。
這種方法的優點是其簡單性：JRE 開發人員只需編寫代碼來處理每種位元組碼即可。並且因為用於描述操作的位元組碼少於 255 個，所以實現的成本比較低。當然，缺點是性能：這是一個早期造成很多人對 Java 平台不滿的問題，盡管擁有很多其他優點。
解決與 C 或 C++ 之類的語言之間的性能差距意味著，使用不會犧牲可移植性的方式開發用於 Java 平台的本地代碼編譯。
編譯 Java 代碼
盡管傳聞中 Java 編程的 「一次編寫，隨處運行」
的口號可能並非在所有情況下都嚴格成立，但是對於大量的應用程序來說情況確實如此。另一方面，本地編譯本質上是特定於平台的。那麼 Java
平台如何在不犧牲平台無關性的情況下實現本地編譯的性能？答案就是使用 JIT 編譯器進行動態編譯，這種方法已經使用了十年（參見圖 1）：
圖 1. JIT 編譯器
使用 JIT 編譯器時，Java
程序按每次編譯一個方法的形式進行編譯，因為它們在本地處理器指令中執行以獲得更高的性能。此過程將生成方法的一個內部表示，該表示與位元組碼不同但是其級
別要高於目標處理器的本地指令。（IBM JIT
編譯器使用一個表達式樹序列表示方法的操作。）編譯器執行一系列優化以提高質量和效率，最後執行一個代碼生成步驟將優化後的內部表示轉換成目標處理器的本
地指令。生成的代碼依賴運行時環境來執行一些活動，比如確保類型轉換的合法性或者對不能在代碼中直接執行的某些類型的對象進行分配。JIT
編譯器操作的編譯線程與應用程序線程是分開的，因此應用程序不需要等待編譯的執行。
圖 1 中還描述了用於觀察執行程序行為的分析框架，通過周期性地對線程取樣找出頻繁執行的方法。該框架還為專門進行分析的方法提供了工具，用來存儲程序的此次執行中可能不會改變的動態值。
因為這個 JIT 編譯過程在程序執行時發生，所以能夠保持平台無關性：發布的仍然是中立的 Java 平台代碼。C 和 C++ 之類的語言缺乏這種優點，因為它們在程序執行前進行本地編譯；發布給（本地平台）執行環境的是本地代碼。
挑戰
盡管通過 JIT 編譯保持了平台無關性，但是付出了一定代價。因為在程序執行時進行編譯，所以編譯代碼的時間將計入程序的執行時間。任何編寫過大型 C 或 C++ 程序的人都知道，編譯過程往往較慢。
為了克服這個缺點，現代的 JIT
編譯器使用了下面兩種方法的任意一種（某些情況下同時使用了這兩種方法）。第一種方法是：編譯所有的代碼，但是不執行任何耗時多的分析和轉換，因此可以快
速生成代碼。由於生成代碼的速度很快，因此盡管可以明顯觀察到編譯帶來的開銷，但是這很容易就被反復執行本地代碼所帶來的性能改善所掩蓋。第二種方法是：
將編譯資源只分配給少量的頻繁執行的方法（通常稱作熱方法）。低編譯開銷更容易被反復執行熱代碼帶來的性能優勢掩蓋。很多應用程序只執行少量的熱方法，因
此這種方法有效地實現了編譯性能成本的最小化。
動態編譯器的一個主要的復雜性在於權衡了解編譯代碼的預期獲益使方法的執行對整個程序的性能起多大作用。一個極端的例子是，程序執行後，您非常清楚哪些方
法對於這個特定的執行的性能貢獻最大，但是編譯這些方法毫無用處，因為程序已經完成。而在另一個極端，程序執行前無法得知哪些方法重要，但是每種方法的潛
在受益都最大化了。大多數動態編譯器的操作介於這兩個極端之間，方法是權衡了解方法預期獲益的重要程度。
Java 語言需要動態載入類這一事實對 Java
編譯器的設計有著重要的影響。如果待編譯代碼引用的其他類還沒有載入怎麼辦？比如一個方法需要讀取某個尚未載入的類的靜態欄位值。Java
語言要求第一次執行類引用時載入這個類並將其解析到當前的 JVM
中。直到第一次執行時才解析引用，這意味著沒有地址可供從中載入該靜態欄位。編譯器如何處理這種可能性？編譯器生成一些代碼，用於在沒有載入類時載入並解
析類。類一旦被解析，就會以一種線程安全的方式修改原始代碼位置以便直接訪問靜態欄位的地址，因為此時已獲知該地址。
IBM JIT
編譯器中進行了大量的努力以便使用安全而有效率的代碼補丁技術，因此在解析類之後，執行的本地代碼只載入欄位的值，就像編譯時已經解析了欄位一樣。另外一
種方法是生成一些代碼，用於在查明欄位的位置以前一直檢查是否已經解析欄位，然後載入該值。對於那些由未解析變成已解析並被頻繁訪問的欄位來說，這種簡單
的過程可能帶來嚴重的性能問題。
動態編譯的優點
動態地編譯 Java 程序有一些重要的優點，甚至能夠比靜態編譯語言更好地生成代碼，現代的 JIT 編譯器常常向生成的代碼中插入掛鉤以收集有關程序行為的信息，以便如果要選擇方法進行重編譯，就可以更好地優化動態行為。
關於此方法的一個很好的例子是收集一個特定 array操作的長度。如果發現每次執行操作時該長度基本不變，則可以為最頻繁使用的
array長度生成專門的代碼，或者可以調用調整為該長度的代碼序列。由於內存系統和指令集設計的特性，用於復制內存的最佳通用常式的執行速度通
常比用於復制特定長度的代碼慢。例如，復制 8
個位元組的對齊的數據可能需要一到兩條指令直接復制，相比之下，使用可以處理任意位元組數和任意對齊方式的一般復制循環可能需要 10 條指令來復制同樣的 8
個位元組。但是，即使此類專門的代碼是為某個特定的長度生成的，生成的代碼也必須正確地執行其他長度的復制。生成代碼只是為了使常見長度的操作執行得更快，
因此平均下來，性能得到了改進。此類優化對大多數靜態編譯語言通常不實用，因為所有可能的執行中長度恆定的操作比一個特定程序執行中長度恆定的操作要少得
多。
此類優化的另一個重要的例子是基於類層次結構的優化。例如，一個虛方法調用需要查看接收方對象的類調用，以便找出哪個實際目標實現了接收方對象的虛方法。
研究表明：大多數虛調用只有一個目標對應於所有的接收方對象，而 JIT
編譯器可以為直接調用生成比虛調用更有效率的代碼。通過分析代碼編譯後類層次結構的狀態，JIT
編譯器可以為虛調用找到一個目標方法，並且生成直接調用目標方法的代碼而不是執行較慢的虛調用。當然，如果類層次結構發生變化，並且出現另外的目標方法，
則 JIT
編譯器可以更正最初生成的代碼以便執行虛調用。在實踐中，很少需要作出這些更正。另外，由於可能需要作出此類更正，因此靜態地執行這種優化非常麻煩。
因為動態編譯器通常只是集中編譯少量的熱方法，所以可以執行更主動的分析來生成更好的代碼，使編譯的回報更高。事實上，大部分現代的
JIT
編譯器也支持重編譯被認為是熱方法的方法。可以使用靜態編譯器（不太強調編譯時間）中常見的非常主動的優化來分析和轉換這些頻繁執行的方法，以便生成更好
的代碼並獲得更高的性能。
這些改進及其他一些類似的改進所產生的綜合效果是：對於大量的 Java 應用程序來說，動態編譯已經彌補了與 C 和 C++ 之類語言的靜態本地編譯性能之間的差距，在某些情況下，甚至超過了後者的性能。
缺點
但是，動態編譯確實具有一些缺點，這些缺點使它在某些情況下算不上一個理想的解決方案。例如，因為識別頻繁執行的方法以及編譯這些方法需要時間，所以應用
程序通常要經歷一個准備過程，在這個過程中性能無法達到其最高值。在這個准備過程中出現性能問題有幾個原因。首先，大量的初始編譯可能直接影響應用程序的
啟動時間。不僅這些編譯延遲了應用程序達到穩定狀態的時間（想像 Web
伺服器經
歷一個初始階段後才能夠執行實際有用的工作），而且在准備階段中頻繁執行的方法可能對應用程序的穩定狀態的性能所起的作用也不大。如果 JIT
編譯會延遲啟動又不能顯著改善應用程序的長期性能，則執行這種編譯就非常浪費。雖然所有的現代 JVM
都執行調優來減輕啟動延遲，但是並非在所有情況下都能夠完全解決這個問題。
其次，有些應用程序完全不能忍受動態編譯帶來的延遲。如 GUI 介面之類互動式應用程序就是這樣的例子。在這種情況下，編譯活動可能對用戶使用造成不利影響，同時又不能顯著地改善應用程序的性能。
最後，用於實時環境並具有嚴格的任務時限的應用程序可能無法忍受編譯的不確定性性能影響或動態編譯器本身的內存開銷。
因此，雖然 JIT 編譯技術已經能夠提供與靜態語言性能相當（甚至更好）的性能水平，但是動態編譯並不適合於某些應用程序。在這些情況下，Java 代碼的提前（Ahead-of-time，AOT）編譯可能是合適的解決方案。
AOT Java 編譯
大致說來，Java 語言本地編譯應該是為傳統語言（如 C++ 或
Fortran）而開發的編譯技術的一個簡單應用。不幸的是，Java 語言本身的動態特性帶來了額外的復雜性，影響了 Java
程序靜態編譯代碼的質量。但是基本思想仍然是相同的：在程序執行前生成 Java 方法的本地代碼，以便在程序運行時直接使用本地代碼。目的在於避免
JIT 編譯器的運行時性能消耗或內存消耗，或者避免解釋程序的早期性能開銷。
挑戰
動態類載入是動態 JIT 編譯器面臨的一個挑戰，也是 AOT
編譯的一個更重要的問題。只有在執行代碼引用類的時候才載入該類。因為是在程序執行前進行 AOT
編譯的，所以編譯器無法預測載入了哪些類。就是說編譯器無法獲知任何靜態欄位的地址、任何對象的任何實例欄位的偏移量或任何調用的實際目標，甚至對直接調
用（非虛調用）也是如此。在執行代碼時，如果證明對任何這類信息的預測是錯誤的，這意味著代碼是錯誤的並且還犧牲了 Java 的一致性。
因為代碼可以在任何環境中執行，所以類文件可能與代碼編譯時不同。例如，一個 JVM
實例可能從磁碟的某個特定位置載入類，而後面一個實例可能從不同的位置甚至網路載入該類。設想一個正在進行 bug
修復的開發環境：類文件的內容可能隨不同的應用程序的執行而變化。此外，Java 代碼可能在程序執行前根本不存在：比如 Java
反射服務通常在運行時生成新類來支持程序的行為。
缺少關於靜態、欄位、類和方法的信息意味著嚴重限制了 Java 編譯器中優化框架的大部分功能。內聯可能是靜態或動態編譯器應用的最重要的優化，但是由於編譯器無法獲知調用的目標方法，因此無法再使用這種優化。
內聯
內聯是一種用於在運行時生成代碼避免程序開始和結束時開銷的技術，方法是將函數的調用代碼插入到調用方的函數中。但是內聯最大的益處可能是優化方可見的代碼的范圍擴大了，從而能夠生成更高質量的代碼。下面是一個內聯前的代碼示例：
int foo() { int x=2, y=3; return bar(x,y); }final int bar(int a, int b) { return a+b; }
如果編譯器可以證明這個 bar就是 foo()中調用的那個方法，則 bar中的代碼可以取代 foo()中對
bar()的調用。這時，bar()方法是 final類型，因此肯定是 foo()中調用的那個方法。甚至在一些虛調用例子中，動態 JIT
編譯器通常能夠推測性地內聯目標方法的代碼，並且在絕大多數情況下能夠正確使用。編譯器將生成以下代碼：
int foo() { int x=2, y=3; return x+y; }
在這個例子中，簡化前名為值傳播的優化可以生成直接返回
5的代碼。如果不使用內聯，則不能執行這種優化，產生的性能就會低很多。如果沒有解析
bar()方法（例如靜態編譯），則不能執行這種優化，而代碼必須執行虛調用。運行時，實際調用的可能是另外一個執行兩個數字相乘而不是相加的
bar方法。所以不能在 Java 程序的靜態編譯期間直接使用內聯。
AOT
代碼因此必須在沒有解析每個靜態、欄位、類和方法引用的情況下生成。執行時，每個這些引用必須利用當前運行時環境的正確值進行更新。這個過程可能直接影響
第一次執行的性能，因為在第一次執行時將解析所有引用。當然，後續執行將從修補代碼中獲益，從而可以更直接地引用實例、靜態欄位或方法目標。
另外，為 Java 方法生成的本地代碼通常需要使用僅在單個 JVM 實例中使用的值。例如，代碼必須調用 JVM
運行時中的某些運行時常式來執行特定操作，如查找未解析的方法或分配內存。這些運行時常式的地址可能在每次將 JVM 載入到內存時變化。因此 AOT
編譯代碼需要綁定到 JVM 的當前執行環境中，然後才能執行。其他的例子有字元串的地址和常量池入口的內部位置。
在 WebSphere Real Time 中，AOT 本地代碼編譯通過 jxeinajar工具（參見圖 2）來執行。該工具對 JAR 文件中所有類的所有方法應用本地代碼編譯，也可以選擇性地對需要的方法應用本地代碼編譯。結果被存儲到名為 Java eXEcutable (JXE) 的內部格式中，但是也可輕松地存儲到任意的持久性容器中。
您可能認為對所有的代碼進行靜態編譯是最好的方法，因為可以在運行時執行最大數量的本地代碼。但是此處可以作出一些權衡。編譯的方法越多，代碼佔用的內存
就越多。編譯後的本地代碼大概比位元組碼大 10 倍：本地代碼本身的密度比位元組碼小，而且必須包含代碼的附加元數據，以便將代碼綁定到 JVM
中，並且在出現異常或請求堆棧跟蹤時正確執行代碼。構成普通 Java 應用程序的 JAR
文件通常包含許多很少執行的方法。編譯這些方法會消耗內存卻沒有什麼預期收益。相關的內存消耗包括以下過程：將代碼存儲到磁碟上、從磁碟取出代碼並裝入
JVM，以及將代碼綁定到 JVM。除非多次執行代碼，否則這些代價不能由本地代碼相對解釋的性能優勢來彌補。
圖 2. jxeinajar
跟大小問題相違背的一個事實是：在編譯過的方法和解釋過的方法之間進行的調用（即編譯過的方法調用解釋過的方法，或者相反）可能比這兩類方法各自內部之間
進行的調用所需的開銷大。動態編譯器通過最終編譯所有由 JIT
編譯代碼頻繁調用的那些解釋過的方法來減少這項開銷，但是如果不使用動態編譯器，則這項開銷就不可避免。因此如果是選擇性地編譯方法，則必須謹慎操作以使
從已編譯方法到未編譯方法的轉換最小化。為了在所有可能的執行中都避免這個問題而選擇正確的方法會非常困難。
優點
雖然 AOT 編譯代碼具有上述的缺點和挑戰，但是提前編譯 Java 程序可以提高性能，尤其是在不能將動態編譯器作為有效解決方案的環境中。
可以通過謹慎地使用 AOT 編譯代碼加快應用程序啟動，因為雖然這種代碼通常比 JIT
編譯代碼慢，但是卻比解釋代碼快很多倍。此外，因為載入和綁定 AOT
編譯代碼的時間通常比檢測和動態編譯一個重要方法的時間少，所以能夠在程序執行的早期達到那樣的性能。類似地，互動式應用程序可以很快地從本地代碼中獲
益，無需使用引起較差響應能力的動態編譯。
RT 應用程序也能從 AOT 編譯代碼中獲得重要的收益：更具確定性的性能超過了解釋的性能。WebSphere Real Time
使用的動態 JIT 編譯器針對在 RT 系統中的使用進行了專門的調整。使編譯線程以低於 RT
任務的優先順序操作，並且作出了調整以避免生成帶有嚴重的不確定性性能影響的代碼。但是，在一些 RT 環境中，出現 JIT
編譯器是不可接受的。此類環境通常需要最嚴格的時限管理控制。在這些例子中，AOT
編譯代碼可以提供比解釋過的代碼更好的原始性能，又不會影響現有的確定性。消除 JIT
編譯線程甚至消除了啟動更高優先順序 RT 任務時發生的線程搶占所帶來的性能影響。
優缺點統計
動態（JIT）編譯器支持平台中立性，並通過利用應用程序執行的動態行為和關於載入的類及其層次結構的信息來生成高質量的代碼。但是
JIT
編譯器具有一個有限的編譯時預算，而且會影響程序的運行時性能。另一方面，靜態（AOT）編譯器則犧牲了平台無關性和代碼質量，因為它們不能利用程序的動
態行為，也不具有關於載入的類或類層次結構的信息。AOT 編譯擁有有效無限制的編譯時預算，因為 AOT
編譯時間不會影響運行時性能，但是在實踐中開發人員不會長期等待靜態編譯步驟的完成。
表 1 總結了本文討論的 Java 語言動態和靜態編譯器的一些特性：
表 1. 比較編譯技術
兩種技術都需要謹慎選擇編譯的方法以實現最高的性能。對動態編譯器而言，編譯器自身作出決策，而對於靜態編譯器，由開發人員作出選擇。讓
JIT 編譯器選擇編譯的方法是不是優點很難說，取決於編譯器在給定情形中推斷能力的好壞。在大多數情況下，我們認為這是一種優點。
因為它們可以最好地優化運行中的程序，所以 JIT 編譯器在提供穩定狀態性能方面更勝一籌，而這一點在大量的生產 Java
系統中最為重要。靜態編譯可以產生最佳的互動式性能，因為沒有運行時編譯行為來影響用戶預期的響應時間。通過調整動態編譯器可以在某種程度上解決啟動和確
定性性能問題，但是靜態編譯在需要時可提供最快的啟動速度和最高級別的確定性。表 2 在四種不同的執行環境中對這兩種編譯技術進行了比較：
表 2. 使用這些技術的最佳環境
圖 3 展示了啟動性能和穩定狀態性能的總體趨勢：
圖 3. AOT 和 JIT 的性能對比
使用 JIT 編譯器的初始階段性能很低，因為要首先解釋方法。隨著編譯方法的增多及 JIT
執行編譯所需時間的縮短，性能曲線逐漸升高最後達到性能峰值。另一方面，AOT 編譯代碼啟動時的性能比解釋的性能高很多，但是無法達到 JIT
編譯器所能達到的最高性能。將靜態代碼綁定到 JVM 實例中會產生一些開銷，因此開始時的性能比穩定狀態的性能值低，但是能夠比使用 JIT
編譯器更快地達到穩定狀態的性能水平。
沒有一種本地代碼編譯技術能夠適合所有的 Java
執行環境。某種技術所擅長的通常正是其他技術的弱項。出於這個原因，需要同時使用這兩種編譯技術以滿足 Java
應用程序開發人員的要求。事實上，可以結合使用靜態和動態編譯以便提供最大可能的性能提升 —— 但是必須具備平台無關性，它是 Java
語言的主要賣點，因此不成問題。
結束語
本文探討了 Java 語言本地代碼編譯的問題，主要介紹了 JIT 編譯器形式的動態編譯和靜態 AOT 編譯，比較了二者的優缺點。
雖然動態編譯器在過去的十年裡實現了極大的成熟，使大量的各種 Java 應用程序可以趕上或超過靜態編譯語言（如 C++ 或
Fortran）所能夠達到的性能。但是動態編譯在某些類型的應用程序和執行環境中仍然不太合適。雖然 AOT
編譯號稱動態編譯缺點的萬能解決方案，但是由於 Java 語言本身的動態特性，它也面臨著提供本地編譯全部潛能的挑戰。
這兩種技術都不能解決 Java 執行環境中本地代碼編譯的所有需求，但是反過來又可以在最有效的地方作為工具使用。這兩種技術可以相互補充。能夠恰當地使用這兩種編譯模型的運行時系統可以使很大范圍內的應用程序開發環境中的開發人員和用戶受益。
Ⅳ 編譯語言那幾種詳講！
C/C++:C/C++ 自從C發明了以後，它就取代了匯編語言在操作系統編程的領導地位。從性能上說，除了匯編語言，C語言是最接近機器的語言。各種操作系統的編程介面的默認語言都是C語言。因此，用C語言編程，可以最大限度發揮操作系統的能力。同時，由於絕大部分的商品軟體都是C或與C兼容的C++實現的，都有C編程介面，可以說，沒有C不能實現的功能。 C++是C語言的加強版，C++增加了面向對象和其他有用的功能，但它的效能並沒有大減，編程更方便輕松；而C++亦支援大部分C的程序，令C++和C變得近乎不可分割，大部分的C編譯器也支援C++。假如要在學C或學C++選擇，學C++是明智的選擇
Delphi(Object Pasacal):
Delphi是Borland公司研製的新一代可視化開發工具，可在Windows3.x、Windows95、WindowsNT等環境下使用。它擁有一個可視化的集成開發環境(IDE)，採用面向對象的編程語言ObjectPascal和基於部件的開發結構框架。Delphi它提供了100多個可供使用的構件，利用這些部件，開發人員可以快速地構造出應用系統。開發人員也可以根據自己的需要修改部件或用Delphi本身編寫自己的部件。主要特點如下： (1)直接編譯生成可執行代碼，編譯速度快。由於Delphi編譯器採用了條件編譯和選擇鏈接技術，使用它生成的執行文件更加精煉，運行速度更快。在處理速度和存取伺服器方面，Delphi的性能遠遠高於其他同類產品。 (2)支持將存取規則分別交給客戶機或伺服器處理的兩種方案，而且允許開發人員建立一個簡單的部件或部件集合，封裝起所有的規則，並獨立於伺服器和客戶機，所有的數據轉移通過這些部件來完成。這樣，大大減少了對伺服器的請求和網路上的數據傳輸量，提高了應用處理的速度。 (3)提供了許多快速方便的開發方法，使開發人員能用盡可能少的重復性工作完成各種不同的應用。利用項目模板和專家生成器可以很快建立項目的構架，然後根據用戶的實際需要逐步完善。 (4)具有可重用性和可擴展性。開發人員不必再對諸如標簽、按鈕及對話框等Windows的常見部件進行編程。Delphi包含許多可以重復使用的部件，允許用戶控制Windows的開發效果。 (5)具有強大的數據存取功能。它的數據處理工具BDE(BorlandDatabaseEngine)是一個標準的中介軟體層，可以用來處理當前流行的數據格式，如xBase、Paradox等，也可以通過BDE的SQLLink直接與Sybase、SQLServer、Informix、Oracle等大型資料庫連接。 Delphi既可用於開發系統軟體，也適合於應用軟體的開發。
Ⅳ 編程語言有幾種，分別都是編什麼程序的
計算機語言的種類非常的多，總的來說可以分成機器語言，匯編語言，高級語言三大類。
電腦每做的一次動作，一個步驟，都是按照以經用計算機語言編好的程序來執行的，程序是計算機要執行的指令的集合，而程序全部都是用我們所掌握的語言來編寫的。所以人們要控制計算機一定要通過計算機語言向計算機發出命令。
計算機所能識別的語言只有機器語言，即由0和1構成的代碼。但通常人們編程時，不採用機器語言，因為它非常難於記憶和識別。
目前通用的編程語言有兩種形式：匯編語言和高級語言。
匯編語言的實質和機器語言是相同的，都是直接對硬體操作，只不過指令採用了英文縮寫的標識符，更容易識別和記憶。它同樣需要編程者將每一步具體的操作用命令的形式寫出來。匯編程序通常由三部分組成：指令、偽指令和宏指令。匯編程序的每一句指令只能對應實際操作過程中的一個很細微的動作，例如移動、自增，因此匯編源程序一般比較冗長、復雜、容易出錯，而且使用匯編語言編程需要有更多的計算機專業知識，但匯編語言的優點也是顯而易見的，用匯編語言所能完成的操作不是一般高級語言所能實現的，而且源程序經匯編生成的可執行文件不僅比較小，而且執行速度很快。
高級語言是目前絕大多數編程者的選擇。和匯編語言相比，它不但將許多相關的機器指令合成為單條指令，並且去掉了與具體操作有關但與完成工作無關的細節，例如使用堆棧、寄存器等，這樣就大大簡化了程序中的指令。同時，由於省略了很多細節，編程者也就不需要有太多的專業知識。
高級語言主要是相對於匯編語言而言，它並不是特指某一種具體的語言，而是包括了很多編程語言，如目前流行的VB、VC、FoxPro、Delphi等，這些語言的語法、命令格式都各不相同。
高級語言所編制的程序不能直接被計算機識別，必須經過轉換才能被執行，按轉換方式可將它們分為兩類:
解釋類：執行方式類似於我們日常生活中的「同聲翻譯」，應用程序源代碼一邊由相應語言的解釋器「翻譯」成目標代碼(機器語言)，一邊執行，因此效率比較低，而且不能生成可獨立執行的可執行文件，應用程序不能脫離其解釋器，但這種方式比較靈活，可以動態地調整、修改應用程序。
編譯類：編譯是指在應用源程序執行之前，就將程序源代碼「翻譯」成目標代碼(機器語言)，因此其目標程序可以脫離其語言環境獨立執行，使用比較方便、效率較高。但應用程序一旦需要修改，必須先修改源代碼，再重新編譯生成新的目標文件(＊ .OBJ)才能執行，只有目標文件而沒有源代碼，修改很不方便。現在大多數的編程語言都是編譯型的，例如Visual C＋＋、Visual Foxpro、Delphi等。
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學習編程，從何入手
如果您想學習編程，卻又不知從何入手，那麼您不妨看看下面的幾種學習方案，可能會給您一些啟示吧！
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方案一 Basic語言 & Visual Basic
優點
（1）Basic 簡單易學，很容易上手。
（2）Visual Basic 提供了強大的可視化編程能力，可以讓你輕松地做出漂亮的程序。
（3）眾多的控制項讓編程變得象壘積木一樣簡單。
（4）Visual Basic 的全部漢化讓我們這些見了English就頭大的人喜不自禁。
缺點
（1）Visual Basic 不是真正的面向對象的開發文具。
（2）Visual Basic 的數據類型太少，而且不支持指針，這使得它的表達能力很有限。
（3）Visual Basic 不是真正的編譯型語言，它產生的最終代碼不是可執行的，是一種偽代碼。它需要一個動態鏈接庫去解釋執行，這使得Visual Basic 的編譯速度大大變慢。
綜述：方案一適合初涉編程的朋友，它對學習者的要求不高，幾乎每個人都可以在一個比較短的時間里學會vB編程，並用VB 做出自己的作品。對於那些把編程當做游戲的朋友來說，VB 是您最佳的選擇。
Basic/Visual Basic簡介
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方案二 Pascal語言 & Delphi
優點
（1）Pascal語言結構嚴謹，可以很好地培養一個人的編程思想。
（2）Delphi是一門真正的面向對象的開發工具，並且是完全的可視化。
（3）Delphi使用了真編譯，可以讓你的代碼編譯成為可執行的文件，而且編譯速度非常快。
（4）Delphi具有強大的資料庫開發能力，可以讓你輕松地開發資料庫。
缺點
Delphi幾乎可以說是完美的，只是Pascal語言的過於嚴謹讓人感覺有點煩。
綜述: 方案二比較適合那些具有一定編程基礎並且學過Pascal語言的朋友。
Pascal語言簡介
Delphi簡介
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方案三 C語言 & Visual C++
優點
（1）C語言靈活性好，效率高，可以接觸到軟體開發比較底層的東西。
（2）微軟的MFC庫博大精深，學會它可以讓隨心所欲地進行編程。
（3）VC是微軟製作的產品，與操作系統的結合更加緊密。
缺點
對使用者的要求比較高，既要具備豐富的C語言編程經驗，又要具有一定的WINDOWS編程基礎，它的過於專業使得一般的編程愛好者學習起來會有不小的困難。
綜述: VC是程序員用的東西。如果你是一個永不滿足的人，而且可以在編程上投入很大的精力和時間，那麼學習VC你一定不會後悔的。
C語言簡介
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方案四 C++語言 & C++ Builder
優點
（1）C++語言的優點全部得以繼承。
（2）完全的可是化。
（3）極強的兼容性，支持OWL、VCL和MFC三大類庫。
（4）編譯速度非常快。
缺點
由於推出的時間太短，關於它的各種資料還不太多。
綜述：我認為C++ Builder 是最好的編程工具。它既保持了C++語言編程的優點，又做到了完全的可視化。
C語言簡介
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方案五 SQL語言 & Power Builder
對於一些傳統的數據開發人員來說，Foxpro系列也許讓他們感到更加熟悉。但是對於初學者來說，PowerBuilder也許是最好的資料庫開發工具。各種各樣的控制項，功能強大的PowerBuilder語言都會幫助你開發出自己的資料庫應用程序。
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JSP簡介
在Sun正式發布JSP(Java Server Pages)之後，這種新的Web應用開發技術很快引起了人們的關注。JSP為創建高度動態的Web應用提供了一個獨特的開發環境。按照 Sun 的說法，JSP能夠適應市場上包括Apache WebServer 、IIS4.0在內的85%的伺服器產品。
JSP與ASP的簡單比較
JSP與Microsoft的ASP技術非常相似。兩者都提供在HTML代碼中混合某種程序代碼、由語言引擎解釋執行程序代碼的能力。在ASP或JSP環境下，HTML代碼主要負責描述信息的顯示樣式，而程序代碼則用來描述處理邏輯。普通的HTML頁面只依賴於Web伺服器，而ASP和JSP頁面需要附加的語言引擎分析和執行程序代碼。程序代碼的執行結果被重新嵌入到HTML代碼中，然後一起發送給瀏覽器。ASP和JSP都是面向Web伺服器的技術，客戶端瀏覽器不需要任何附加的軟體支持。
ASP的編程語言是VBScript之類的腳本語言，JSP使用的是Java，這是兩者最明顯的區別。
此外，ASP與JSP還有一個更為本質的區別：兩種語言引擎用完全不同的方式處理頁面中嵌入的程序代碼。在ASP下，VBScript代碼被ASP引擎解釋執行；在JSP下，代碼被編譯成Servlet並由Java虛擬機執行，這種編譯操作僅在對JSP頁面的第一次請求時發生。
運行環境
執行 JSP 代碼需要在伺服器上安裝 JSP 引擎。此處我們使用的是 Sun 的 JavaServer Web Development Kit （ JSWDK ）。為便於學習，這個軟體包提供了大量可供修改的示例。安裝 JSWDK 之後，只需執行 startserver 命令即可啟動伺服器。在默認配置下伺服器在埠 8080 監聽，使用 http://localhost:8080 即可打開預設頁面。
在運行 JSP 示例頁面之前，請注意一下安裝 JSWDK 的目錄，特別是" work "子目錄下的內容。執行示例頁面時，可以在這里看到 JSP 頁面如何被轉換成 Java 源文件，然後又被編譯成 class 文件（即 Servlet ）。 JSWDK 軟體包中的示例頁面分為兩類，它們或者是 JSP 文件，或者是包含一個表單的 HTML 文件，這些表單均由 JSP 代碼處理。與 ASP 一樣， JSP 中的 Java 代碼均在伺服器端執行。因此，在瀏覽器中使用"查看源文件"菜單是無法看到 JSP 源代碼的，只能看到結果 HTML 代碼。所有示例的源代碼均通過一個單獨的" examples "頁面提供。
Java Servlet是一種開發Web應用的理想構架。 JSP以Servlet技術為基礎，又在許多方面作了改進。JSP頁面看起來象普通HTML頁面，但它允許嵌入執行代碼，在這一點上，它和ASP技術非常相似。利用跨平台運行的JavaBean 組件，JSP為分離處理邏輯與顯示樣式提供了卓越的解決方案。JSP必將成為ASP技術的有力競爭者。
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SQL語言簡介
SQL全稱是「結構化查詢語言(Structured Query Language)」，最早的是IBM的聖約瑟研究實驗室為其關系資料庫管理系統SYSTEM R開發的一種查詢語言，它的前身是SQUARE語言。SQL語言結構簡潔，功能強大，簡單易學，所以自從IBM公司1981年推出以來，SQL語言，得到了廣泛的應用。如今無論是像Oracle ,Sybase,Informix,SQL server這些大型的資料庫管理系統，還是像Visual Foxporo,PowerBuilder這些微機上常用的資料庫開發系統，都支持SQL語言作為查詢語言。
Structured Query Language包含4個部分：
數據查詢語言DQL-Data Query Language SELECT
數據操縱語言DQL-Data Manipulation Language INSERT, UPDATE, DELETE
數據定義語言DQL-Data Definition Language CREATE, ALTER, DROP
數據控制語言DQL-Data Control Language COMMIT WORK, ROLLBACK WORK
SQL的歷史
在70年代初，E.E.Codd首先提出了關系模型。70年代中期，IBM公司在研製 SYSTEM R關系資料庫管理系統中研製了SQL語言，最早的SQL語言(叫SEQUEL2)是在1976 年 11 月的IBM Journal of R&D上公布的。
1979年ORACLE公司首先提供商用的SQL，IBM公司在DB2 和SQL/DS資料庫系統中也實現了SQL。
1986年10月，美國ANSI採用SQL作為關系資料庫管理系統的標准語言(ANSI X3. 135-1986)，後為國際標准化組織(ISO)採納為國際標准。
1989年，美國ANSI採納在ANSI X3.135-1989報告中定義的關系資料庫管理系統的SQL標准語言，稱為ANSI SQL 89， 該標准替代ANSI X3.135-1986版本。該標准為下列組織所採納：
● 國際標准化組織(ISO)，為ISO 9075-1989報告「Database Language SQL With Integrity Enhancement」
● 美國聯邦政府，發布在The Federal Information Processing Standard Publication(FIPS PUB)127
目前，所有主要的關系資料庫管理系統支持某些形式的SQL語言， 大部分資料庫打算遵守ANSI SQL89標准。
SQL的優點
SQL廣泛地被採用正說明了它的優點。它使全部用戶，包括應用程序員、DBA管理員和終端用戶受益非淺。
(1) 非過程化語言
SQL是一個非過程化的語言，因為它一次處理一個記錄，對數據提供自動導航。SQL允許用戶在高層的數據結構上工作，而不對單個記錄進行操作，可操作記錄集。所有SQL 語句接受集合作為輸入，返回集合作為輸出。SQL的集合特性允許一條SQL語句的結果作為另一條SQL語句的輸入。 SQL不要求用戶指定對數據的存放方法。 這種特性使用戶更易集中精力於要得到的結果。所有SQL語句使用查詢優化器，它是RDBMS的一部分，由它決定對指定數據存取的最快速度的手段。查詢優化器知道存在什麼索引，哪兒使用合適，而用戶從不需要知道表是否有索引，表有什麼類型的索引。
(2) 統一的語言
SQL可用於所有用戶的DB活動模型，包括系統管理員、資料庫管理員、 應用程序員、決策支持系統人員及許多其它類型的終端用戶。基本的SQL 命令只需很少時間就能學會，最高級的命令在幾天內便可掌握。 SQL為許多任務提供了命令，包括：
● 查詢數據
● 在表中插入、修改和刪除記錄
● 建立、修改和刪除數據對象
● 控制對數據和數據對象的存取
● 保證資料庫一致性和完整性
以前的資料庫管理系統為上述各類操作提供單獨的語言，而SQL 將全部任務統一在一種語言中。
(3) 是所有關系資料庫的公共語言
由於所有主要的關系資料庫管理系統都支持SQL語言，用戶可將使用SQL的技能從一個RDBMS轉到另一個。所有用SQL編寫的程序都是可以移植的。
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Java語言簡介
一. Java的由來
當1995年SUN推出Java語言之後，全世界的目光都被這個神奇的語言所吸引。那麼Java到底有何神奇之處呢？
Java語言其實最是誕生於1991年，起初被稱為OAK語言，是SUN公司為一些消費性電子產品而設計的一個通用環境。他們最初的目的只是為了開發一種獨立於平台的軟體技術，而且在網路出現之前，OAK可以說是默默無聞，甚至差點夭折。但是，網路的出現改變了OAK的命運。
在Java出現以前。Internet上的信息內容都是一些乏味死板的HTML文檔。這對於那些迷戀於WEB瀏覽的人們來說簡直不可容忍。他們迫切希望能在WEN中看到一些互動式的內容，開發人員也極希望能夠在WEB上創建一類無需考慮軟硬體平台就可以執行的應用程序，當然這些程序還要有極大的安全保障。對於用戶的這種要求，傳統的編程語言顯得無能為力，面SUN的工程師敏銳地察覺到了這一點，從1994年起，他們開始將OAK技術應用於WEB上，並且開發出了HotJava的第一個版本。當SUN公司1995年正式以Java這個名字推出的時候，幾乎所有的WEB開發人員都想到：噢，這正是我想要的。於是Java成了一顆耀眼的明星，丑小鴨一下了變成了白天鵝。
二. Java的定義
Java是一種簡單的，面象對象的，分布式的，解釋的，鍵壯的安全的，結構的中立的，可移植的，性能很優異的多線程的，動態的語言。
Java的開發環境有不同的版本，如sun公司的Java Developers Kit， 簡稱 JDK。後來微軟公司推出了支持Java規范的Microsoft Visual J++ Java開發環境，簡稱 VJ++。
三. Java的特點
1. 平台無關性
平台無關性是指Java能運行於不同的平台。Java引進虛擬機 原理，並運行於虛擬機，實現不同平台的Java介面之間。使 用Java編寫的程序能在世界范圍內共享。Java的數據類型與 機器無關，Java虛擬機（Java Virtual Machine）是建立在 硬體和操作系統之上，實現Java二進制代碼的解釋執行功能， 提供於不同平台的介面的。
2. 安全性
Java的編程類似C++,學習過C++的讀者將很快掌握Java的精 髓。Java舍棄了C++的指針對存儲器地址的直接操作，程序 運行時，內存由操作系統分配，這樣可以避免病毒通過指 針侵入系統。Java對程序提供了安全管理器，防止程序的 非法訪問。
3. 面向對象
Java 吸取了C++面向對象的概念,將數據封裝於類中,利用類 的優點,實現了程序的簡潔性和便於維護性。類的封裝性、 繼承性等有關對象的特性，使程序代碼只需一次編譯，然後 通過上述特性反復利用。程序員只需把主要精力用在類和接 口的設計和應用上。Java 提供了眾多的一般對象的類，通 過繼承即可使用父類的方法。在 Java 中，類的繼承關系是單一的非多重的，一個子類 只有一個父類，子類的父類又有一個父類。Java 提供的 Object 類及其子類的繼承關系如同一棵倒立的樹形，根類 為 Object 類， Object 類功能強大，經常會使用到它及其 它派生的子類。
4. 分布式
Java建立在擴展TCP/IP網路平台上。庫函數提供了用HTTP和FTP協議傳送和接受信息的方法。這使得程序員使用網路上的文件和使用本機文件一樣容易。
5. 鍵壯性
Java致力於檢查程序在編譯和運行時的錯誤。類型檢查幫助檢查出許多開發早期出現的錯誤。Java自已操縱內存減少了內存出錯的可能性。Java還實現了真數組，避免了覆蓋數據的可能。這些功能特徵大大提高了開發Java應用程序的周期。Java提供： Null指針檢測、 數組邊界檢測、 異常出口、 Byte code校驗。
四. Java與C/C++語言
Java提供了一個功能強大語言的所有功能，但幾乎沒有一點含混特徵。C++安全性不好，但C和C++被大家接受，所以Java設計成C++形式，讓大家很容易學習。
Java去掉了C++語言的許多功能，讓Java的語言功能很精煉，並增加了一些很有用的功能，如自動收集碎片。
Java去掉了以下幾個C和C++功能：
指針運算
結構
typedefs
#define
需要釋放內存
這將減少了平常出錯的50%。而且，Java很小，整個解釋器只需215K的RAM。
面象對象：Java實現了C++的基本面象對象技術並有一些增強，（為了語言簡單，刪除了一些功能）。Java處理數據方式和用對象介面處理對象數據方式一樣。
五. Java與Internet
我們知道，早先的 www 僅可以傳送文本和圖片，Java的出現實現了互動的頁面，是一次偉大的革命。
Java並不是為 Internet,WWW而設計的，它也可以用來編寫獨立的應用程序。Java 是一種面向對象語言。Java 語言類似於 C++ 語言，所以已熟練掌握 C++語言的編程人員，再學習 Java 語言就容易得多！Java 程序需要編譯。實際上有兩種 Java 程序：一種 Java 應用程序是一個完整的程序，如 Web 瀏覽器。一種 Java 小應用程序是運行於 Web 瀏覽器中的一個程序.
Java程序和它的瀏覽器HotJava，提供了可讓你的瀏覽器運行程序的方法。你能從你的瀏覽器里直接播放聲音。你還能播放頁面里的動畫。Java還能告訴你的瀏覽器怎樣處理新的類型文件。當我們能在2400 baud線上傳輸視頻圖象時，HotJava將能顯示這些視頻。
當今Internet的一大發展趨勢是電子商務，而Internet的安全問題是必須解決的問題，通常大的部門應設置防火牆，阻止非法侵入。
電子商務是當今的熱門話題，然而傳統的編程語言難以勝任電子商務系統，電子商務要求程序代碼具有基本的要求：安全、可靠、同時要求能 與運行於不同平台的機器的全世界客戶開展業務。Java以其強安全性、平台無關性、硬體結構無關性、語言簡潔同時面向對象，在網路編程語言中占據無可比擬的優勢，成為實現電子商務系統的首選語言。
Java程序被放置在Internet伺服器上,當用戶訪問伺服器時,Java程序被下載到本地的用戶機上,由瀏覽器解釋運行。
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PowerBuilder簡介
PowerBuilder的產生
PowerBuilder是美國著名的資料庫應用開發工具生產廠商PowerSoft推出的成功產品，其第一版於1991年6月正式投入市場。它是完全按照客戶/伺服器體系結構研製設計的，採用面向對象技術，圖形化的應用開發環境，是資料庫的前端開發工具。
PowerBuilder的特點
它支持應用系統同時訪問多種資料庫，其中既包括Oracel,Sybase之類的大型資料庫，又包括FOXPRO之類支持ODBC介面的小型資料庫，PowerBuilder是完全可視化的資料庫開發工具，它提供了大量的控制項，大大加快了項目的開發速度，也使開發者更容易掌握資料庫的開發。
它使用的編程語言叫做工PowerScripr，它也是一種高級的，結構化的編程語言。PowerScript提供了一套完整的嵌入式SQL語句，開發人員可以像使用其它語句一樣自由地使用SQL語言，這樣就大大增強了程序操縱和訪問資料庫的能力。可以說PowerBuilder既適合初學者快速學習資料庫的開發，又可以讓有經驗的開發人員開發出功能強大的資料庫，是一種適用面非常廣的開發工具。
PowerBuilder是一個用來進行客戶/伺服器開發的完全的可視化開發環境。使用PowerBuilder,你可以用一種可視的直觀的方式來創建應用程序的用戶界面和資料庫介面。這是一個總的概念，實際上是開發人員使用PowerBuilder去開發應用程序，由於所開發的各種應用程序充分利用了圖形用戶介面(GUI)的優點，所以PowerBuilder被認為是一個圖形工具。
在客戶／伺服器結構的應用中，PowerBuilder具有描述多個資料庫連接與檢索的能力。特別是PowerBuilder能從大多數流行的RDBMS中存取數據，且不管數據存放在什麽地方；另外，各種應用程序又可以獨立於RDBMS,因為PowerBuilder可以使用資料庫的標准操作語言SQL(結構化查詢語言）進行。
使用PowerBuilder，可以很容易地開發出功能強大的圖形界面的訪問伺服器資料庫的應用程序，PowerBuilder提供了建立符合工業標準的應用程序（例如訂單登記、會計及製造系統）所需的所有工具。
PowerBuilder應用程序由窗口組成，這些窗口包含用戶與之交互的控制項。開發人員可以使用所有標准空間（如按鈕、復選框、下拉式列表框或編輯框）以及PowerBuilder提供的特殊的使應用程序更易於開發和使用的控制項。
通常人們把PowerBuilder看成是一種開發工具，實際上它比其他工具強得多，是一種強有力的開發環境。開發人員不僅能用它來開發用戶容易使用的各種應用程序還可以通過PowerBuilder修改資料庫，利用400多個內部定義函數，可以開發能和其他應用程序進行的各種應用程序。
PowerBuilder正在成為客戶／伺服器應用開發的標准。相對於其他任何客戶／伺服器開發環境，PowerBuilder使開發人員的工作更快、成本更低、質量更高、功能更強。
PowerBuilder為應用開發提供了全面綜合性的支持，可以分別概括為如下幾點：
事件驅動的應用程序
功能強大的編程語言與函數
面向對象的編程
跨平台開發
開放的資料庫連結系統
PowerBuilder開發環境
PowerBuilder開發環境由一系列集成的圖形畫板(Painter)組成，應用開發人員通過簡單的滑鼠操作即可設計、建立、交互檢驗和測試客戶／伺服器應用程序。
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Delphi簡介
Delphi這個名字源於古希臘的城市名。它集中了第三代語言
Ⅵ java常用編譯組件的種類及其特點
1、JDK （Java Development Kit）Java開發工具集
從初學者角度來看，採用JDK開發Java程序能夠很快理解程序中各部分代碼之間的關系，有利於理解Java面向對象的設計思想。JDK的另一個顯著特點是隨著Java （J2EE、J2SE以及J2ME）版本的升級而升級。但它的缺點也是非常明顯的就是從事大規模企業級Java應用開發非常困難，不能進行復雜的Java軟體開發，也不利於團體協同開發。
2、Java Workshop
3、NetBeans 與Sun Java Studio 5
NetBeans是開放源碼的Java集成開發環境(IDE)，適用於各種客戶機和Web應用。Sun Java Studio是Sun公司最新發布的商用全功能Java IDE，支持Solaris、Linux和Windows平台，適於創建和部署2層Java Web應用和n層J2EE應用的企業開發人員使用。
NetBeans是業界第一款支持創新型Java開發的開放源碼IDE。開發人員可以利用業界強大的開發工具來構建桌面、Web或移動應用。同時，通過NetBeans和開放的API的模塊化結構，第三方能夠非常輕松地擴展或集成NetBeans平台。
NetBeans3.5.1主要針對一般Java軟體的開發者，而Java One Studio5則主要針對企業做網路服務等應用的開發者。Sun不久還將推出Project Rave，其目標是幫助企業的開發者進行軟體開發。
NetBeans 3.5.1版本與其他開發工具相比，最大區別在於不僅能夠開發各種台式機上的應用，而且可以用來開發網路服務方面的應用，可以開發基於J2ME的移動設備上的應用等。在NetBeans 3.5.1基礎上，Sun開發出了Java One Studio5，為用戶提供了一個更加先進的企業編程環境。在新的Java One Studio5里有一個應用框架，開發者可以利用這些模塊快速開發自己在網路服務方面的各種應用程序。
4、Borland 的JBuilder
Jbuilder進入了Java集成開發環境的王國，它滿足很多方面的應用，尤其是對於伺服器方以及EJB開發者們來說。下面簡單介紹一下Jbuilder的特點:
1）Jbuilder支持最新的Java技術，包括Applets、JSP/Servlets、JavaBean以及EJB(Enterprise JavaBeans)的應用。
2）用戶可以自動地生成基於後端資料庫表的EJB Java類，Jbuilder同時還簡化了EJB的自動部署功能.此外它還支持CORBA，相應的向導程序有助於用戶全面地管理IDL(分布應用程序所必需的介面定義語言Interface Definition Language)和控制遠程對象。
3）Jbuilder支持各種應用伺服器。Jbuilder與Inprise Application Server緊密集成，同時支持WebLogic Server，支持EJB 1.1和EJB 2.0，可以快速開發J2EE的電子商務應用。
4）Jbuilder能用Servlet和JSP開發和調試動態Web 應用。
5）利用Jbuilder可創建(沒有專有代碼和標記)純Java2應用。由於Jbuilder是用純Java語言編寫的，其代碼不含任何專屬代碼和標記，它支持最新的Java標准。
6）Jbuilder擁有專業化的圖形調試介面，支持遠程調試和多線程調試，調試器支持各種JDK版本,包括J2ME/J2SE/J2EE。
JBuilder環境開發程序方便，它是純的Java 開發環境，適合企業的J2EE開發；缺點是往往一開始人們難於把握整個程序各部分之間的關系，對機器的硬體要求較高，比較吃內存，這時運行速度顯得較慢。
5、Oracle 的JDeveloper
Oracle9i JDeveloper（定為9.0版，最新為10g）為構建具有J2EE功能，XML和Web services的復雜的，多層的 Java應用程序提供了一個完全集成的開發環境。它為運用Oracle9i資料庫和應用伺服器的開發人員提供特殊的功能和增強性能，除此以外，它也有資格成為用於多種用途Java開發的一個強大的工具。
Oracle9i JDeveloper的主要特點如下：
① 具有UML（Unified Modeling Language，一體化建模語言）建模功能。可以將業務對象及e-business應用模型化。
② 配備有高速Java調試器（Debuger）、內置Profiling工具、提高代碼質量的工具「CodeCoach」等。
③ 支持SOAP（Simple Object Access Protocol）「簡單對象訪問協議」、UDDI （Universal Description, Discovery and Integration）「統一描述、發現和集成協議」、WSDL （Web Services Description Language）「WEB服務描述語言」等Web服務標准。
JDeveloper 不僅僅是很好的 Java 編程工具，而且是 Oracle Web 服務的延伸，支 Apache SOAP，以及 9iAS ，可擴充的環境和 XML 和 WSDL 語言緊密相關。Oracle9i Jdeveloper完全利用Java編寫，能夠與以前的 Oracle伺服器軟體以及其他廠商支持J2EE的應用伺服器產品相兼容，而且在設計時著重針對Oracle9i，能夠無縫化跨平台之間的應用開發，提供了業界第一個完整的、集成了J2EE和XML的開發環境，允許開發者快速開發可以通過Web、無線設備及語音界面訪問的Web服務和交易應用，以往只能通過將傳統Java編程技巧與最新模塊化方式結合到一個單一集成的開發環境中之後才能完成J2EE應用開發生命周期管理的事實，從根本上得到改變。缺點就是對於初學者來說，較復雜，也比較難。
6、IBM的Visual Age for Java
Visual Age for Java是一個非常成熟的開發工具，它的特性以於IT開發者和業余的Java編程人員來說都是非常用有用的。它提供對可視化編程的廣泛支持，支持利用CICS連接遺傳大型機應用，支持EJB的開發應用，支持與Websphere的集成開發，方便的bean創建和良好的快速應用開發(RAD)支持和無文件式的文件處理。
IBM為建設Web站點所推出的 WebSphere Studio Advanced Edition及其包含的Visua Age for Java Professional Edition軟體已全面轉向以Java為中心，這樣，Java開發人員對WebSphere全套工具的感覺或許會好了許多。Studio所提供的工具有：Web站點管理、快速開發 JDBC頁向導程序、HTML編輯器和HTML語法檢查等。這確實是個不錯的HTML站點頁面編輯環境。Studio和VisualAge集成度很高，菜單中提供了在兩種軟體包之間快速移動代碼的選項。這就讓使用 Studio的Web頁面設計人員和使用VisualAge的Java程序員可以相互交換文件、協同工作。
Visual Age for Java支持團隊開發，內置的代碼庫可以自動地根據用戶做出改動而修改程序代碼，這樣就可以很方便地將目前代碼和早期版本做出比較。與Visual Age緊密結合的Websphere Studio本身並不提供源代碼和版本管理的支持，它只是包含了一個內置文件鎖定系統, 當編輯項目的時候可以防止其他人對這些文件的錯誤修改，軟體還支持諸如Microsoft Visual SourceSafe這樣的第三方源代碼控制系統。Visual Age for Java完全面向對象的程序設計思想使得開發程序非常快速、高效。你可以不編寫任何代碼就可以設計出一個典型的應用程序框架。Visual Age for Java作為IBM電子商務解決方案其中產品之一，可以無縫地與其他IBM產品，如WebSphere、DB2融合, 迅速完成從設計、開發到部署應用的整個過程。
Visual Age for Java獨特的管理文件方式使其集成外部工具非常困難,你無法讓Visual Age for Java與其他工具一起聯合開發應用。
7、BEA 的 WebLogic Workshop
BEA WebLogic Workshop是一個統一、簡化、可擴展的開發環境，使所有的開發人員都能在 BEA WebLogic Enterprise Platform之上構建基於標準的企業級應用，從而提高了開發部門的生產力水平，加快了價值的實現。
WebLogic Workshop除了提供便捷的Web服務之外，它能夠用於創建更多種類的應用。作為整個 BEA WebLogic Platform的開發環境。不管是創建門戶應用、編寫工作流、還是創建Web應用，Workshop 8.1都可以幫助開發人員更快更好地完成。
WebLogic Workshop的主要特點如下：
① 使 J2EE 開發切實可行，提高開發效率
BEA WebLogic Workshop 使開發人員遠離 J2EE 內在的復雜性，集中精力專注業務邏輯，無須操心單調乏味的基礎結構代碼。這種創新意味著，已被企業驗證的 J2EE 的強大功能，最終被大多數不熟悉 Java 和 J2EE 的應用開發人員所掌握，從而使 IT 部門的工作效率提高一個數量級。
可視化設計器以及直觀的概念，如事件、屬性和控制項等，實現了基於事件的開發。Workshop 簡化的程序設計模型，使開發人員不必掌握復雜的 J2EE API 和面向對象的程序設計原理。所有開發人員，包括 J2EE 專家和具有可視化和過程化語言技能的應用開發人員在內，都可以共同工作在 BEA WebLogic Enterprise Platform 之上。Workshop 的可視化開發環境，創建帶有代碼注釋的標准 Java 文件，用來說明由運行時框架實施的企業級需求。J2EE 和其他高級開發人員，藉助功能強大的代碼編輯功能，可以訪問 Java 源代碼，從而彌補了可視化設計器的不足。
② 構建企業級應用
通過在可伸縮、安全可靠的企業級架構上實施各種應用，BEA WebLogic Workshop 大大降低了開發風險。而且，所有應用的創建都使用標準的 J2EE 組件，既保護了您的技術投資，又保持了最大的靈活性。 BEA WebLogic Workshop 運行框架，是統一整個架構的匯聚層，使單一、簡化的程序設
計模型擴展到所有的 BEA WebLogic Enterprise Platform 應用類型。通過解釋設計時創建的注釋代碼，運行時框架可以實現必要的 J2EE 組件，並且提取出與 J2EE 應用開發有關的所有底層細節。
③ 降低 IT 復雜性
BEA WebLogic Workshop 提供各種 Java 控制項，使得與 IT 資源的連接更輕而易舉。另外，在構建任何 BEA WebLogic Platform 的應用中，Java 控制項不僅可擴展而且完全相同。這種強大、有效的方法能夠：降低 IT 技術的復雜性，優化信息的可用性，推動包含"最佳業務方案"的可重用服務的開發，使開發人員能以更低的成本、更短的時間實現更大的產出。
利用 BEA WebLogic Workshop，任何開發人員都能以最大的生產效率，構建各種Web 服務、Web 應用、門戶和集成項目。 BEA WebLogic Workshop是BEA的產品戰略核心，它幫助客戶接觸和利用面向服務架構(SOA)的強大功能。 BEA Weblogic Workshop 8.1極大簡化了當前實際企業集成環境中企業級應用和服務的構建，並成為全面支持關鍵企業級應用(如非同步、真正松耦合和粗粒度消息傳送等)的自然選擇。它的缺點就是過於復雜，對於初學者來說，理解起來較為困難。
8、WebGain 的Visual Cafe for Java
Visual Cafe 是只能在Symantec公司的Java虛擬機、Netscape公司的Java虛擬機和Microsoft虛擬機上工作的調試器。這對於開發者來講是一個重要的特性,因為用戶開發的Java代碼中的許多軟體bug就可能中會在某種特定的虛擬機上起作用。
在修改後進行編譯基繼續進行調試時,Visual Cafe會自動將文件存檔，使用Visual Cafe創建的原生應用具有許多特點。除了明顯的速度提高之外,Symantec使類庫的二進制方式比正常的JDK小Visual Cafe為所指定的關系自動生成或更新必要的Java代碼。利用 Visual Cafe，用戶可以從一個標准對象資料庫中集合完整的Java應用程序和Applet，而不必再編寫源代碼。Visual Cafe還提供了一個擴充的源代碼開發工具集。
Visual Cafe綜合了Java軟體的可視化源程序開發工具，它允許開發人員在可視化視圖和源視圖之間進行有效地轉換。在可視化視圖中進行的修改立即反映在源代碼中。對源代碼的改變自動更新可視化視圖。
Visual Cafe具有許多源文件方面的特性，如全局檢索和替換。絕大多數Java開發工具的文獻的問題在於簡單地挨個介紹開發工具的每部分組件，但用戶在開應用時還需要一個面向任務的手冊，利用這個手冊你可以不必知道工具每一部分的特定功能就可以開始創建自己的應用。Visual Cafe提供了非常全面的用戶指南,它對最開始的安裝到創建第一個Java應用和Applet都提供了全面的幫助，Visual Cafe將自動生成所指明關系的必要 Java代碼。Visual Cafe可以在Windows 95和Windows NT平台下運行，Symantec公司為Java開發工作提供一個在 Macintosh操作系統下可以運行的RAD工具。Visual Cafe編譯器速度很快，在國際化支持方面比較突出；缺點就是對於初學者來說，較復雜，也比較難。
9、Macromedia的JRUN
Macromedia公司的JRun是一個具有最廣闊適用性的Java引擎，用於開發及實施由Java Servlets和JavaServer Pages編寫的伺服器端 Java應用。JRun是第一個完全支持JSP 1.0 規格書的商業化產品，全球有超過80,000名開發人員使用JRun在他們已有的Web伺服器上添加伺服器端Java的功能。其中Web伺服器包括了Microsoft IIS，Netscape Enterprise Server，Apache 等。
JRun是開發實施伺服器端Java的先進引擎。如果我們希望在我們的Web應用中添加伺服器端Java功能，那麼JRun將成為我們的正確選擇。
JRun目前有3個版本，它是第一個支持Java Server Pages(JSP)規格書1.0的商業化產品。JSP是一種強大的伺服器端技術，它是用於創建復雜Web應用的一整套快速應用開發系統。JRun可以使我們開始開發並測試Java應用。它最多接受5個並發的連接並且包括全部 Java Servlet API，支持JavaServer Pages(JSP)，支持所有主要的Web servers和計算機平台。 JRun Pro能夠在生產環境下承受大訪問量的負載，幫助我們實施應用、服務或Web站點（包括內聯網）。JRun Pro 支持無限量並發式連接運行多個Jav
a虛擬機，包括多個並發的Java虛擬機（JVM）。提供一個遠程管理applet以及一個遠程可再分布式的管理applet。JRun Pro Unlimited包括了所有JRun Pro的功能，除次以外，還可以運行無限量的，並發的JVM。
JRun依靠其內置的JRun Web Server可以單獨運行。使用伺服器端Java，用戶可以開發出復雜的商業應用系統。最重要的一點是，由於 servlets的平台獨立性，以及更加簡單的開發、更快速的實施、更經濟的維護成本，它是CGI(Common Gateway Interface) 或Perl scripts的極佳的替代產品。缺點就是對於初學者來說，較復雜，也比較難。
10、JCreator
JCreator 是一個Java程序開發工具，也是一個Java集成開發環境（IDE）。無論你是要開發Java應用程序或者網頁上的Applet元件都難不倒它。在功能上與Sun公司所公布的JDK等文字模式開發工具相較之下來得容易，還允許使用者自訂義操作窗口界面及無限Undo/Redo等功能。
JCreator為用戶提供了相當強大的功能，例如項目管理功能，項目模板功能，可個性化設置語法高亮屬性、行數、類瀏覽器、標簽文檔、多功能編繹器，向導功能以及完全可自定義的用戶界面。通過JCreator，我們不用激活主文檔而直接編繹或運行我們的JAVA程序。
JCreator能自動找到包含主函數的文件或包含Applet的Html文件，然後它會運行適當的工具。在JCreator中，我們可以通過一個批處理同時編繹多個項目。JCreator的設計接近Windows界面風格，用戶對它的界面比較熟悉。其最大特點是與我們機器中所裝的JDK完美結合，是其它任何一款IDE所不能比擬的。它是一種初學者很容易上手的java開發工具，缺點是只能進行簡單的程序開發，不能進行企業J2EE的開發應用。
11、Microsoft VJ++
Visual J++ 是Microsoft 公司推出的可視化的Java 語言集成開發環境(IDE)，為Java 編程人員提供了一個新的開發環境，是一個相當出色的開發工具。無論集成性、編譯速度、調試功能、還是易學易用性，都體現了Microsoft 的一慣風格。Visual J++ 具有下面的特點：
1）Visual J++ 把Java 虛擬機(JVM)作為獨立的操作系統組件放入Windows，使之從瀏覽器中獨立出來。
2）Microsoft 的應用基本類庫(AFC,Application Foundation Class Library)對SUN 公司的JDK 作了擴展，使應用基本類庫更加適合在Windows 下使用。
3） Visual J++ 的調試器支持動態調試，包括單步執行、設置斷點、觀察變數數值等。
4） Visual J++ 提供了一些程序向導(Wizards)和生成器(Builders)，它們可以方便地幫助用戶快速地生成Java 程序，幫助你在自己的工程中創建和修改文件。
5） Visual J++ 界面友好，其代碼編輯器具有智能感知、聯機編譯等功能，使程序編寫十分方便。Visual J++ 中建立了Java 的 WFC，這一新的應用程序框架能夠直接訪問Windows 應用程序介面(API)，使你能夠用Java 語言編寫完全意義上的Windows 應用程序。
6）Visual J++ 中表單設計器的快速應用開發特性使用WFC 創建基於表單的應用程序變得輕松、簡單。通過WFC 可以方便地使用ActiveX 數據對象(ADO,ActiveX Data Objects)來檢索數據和執行簡單數據的綁定。通過在表單設計器中使用 ActiveX 數據對象，可以快速地在表單中訪問和顯示數據。
Visual J++能結合微軟的一貫的編程風格，很方便進行Java 的應用開發，但它的移植性較差，不是純的Java 開發環境。
12、Eclipse
Eclipse是一種可擴展的開放源代碼IDE。2001年11月，IBM公司捐出價值4,000萬美元的源代碼組建了Eclipse聯盟，並由該聯盟負責這種工具的後續開發。集成開發環境(IDE)經常將其應用范圍限定在「開發、構建和調試」的周期之中。為了幫助集成開發環境(IDE)克服目前的局限性，業界廠商合作創建了Eclipse平台。Eclipse允許在同一IDE中集成來自不同供應商的工具，並實現了工具之間的互操作性，從而顯著改變了項目工作流程，使開發者可以專注在實際的嵌入式目標上。
Eclipse框架的這種靈活性來源於其擴展點。它們是在XML中定義的已知介面，並充當插件的耦合點。擴展點的范圍包括從用在常規表述過濾器中的簡單字元串，到一個Java類的描述。任何Eclipse插件定義的擴展點都能夠被其它插件使用，反之，任何Eclipse插件也可以遵從其它插件定義的擴展點。除了解由擴展點定義的介面外，插件不知道它們通過擴展點提供的服務將如何被使用。
利用Eclipse，我們可以將高級設計(也許是採用UML)與低級開發工具(如應用調試器等)結合在一起。如果這些互相補充的獨立工具採用Eclipse擴展點彼此連接，那麼當我們用調試器逐一檢查應用時，UML對話框可以突出顯示我們正在關注的器件。事實上，由於 Eclipse並不了解開發語言，所以無論Java語言調試器、C/C++調試器還是匯編調試器都是有效的，並可以在相同的框架內同時瞄準不同的進程或節點。
Eclipse的最大特點是它能接受由Java開發者自己編寫的開放源代碼插件，這類似於微軟公司的 Visual Studio和Sun微系統公司的NetBeans平台。Eclipse為工具開發商提供了更好的靈活性，使他們能更好地控制自己的軟體技術。Eclipse聯盟已經宣布將在2004年中期發布其3.0版軟體。這是一款非常受歡迎的java開發工具，這國內的用戶越來越多，實際上實用它 java開發人員是最多的。缺點就是較復雜，對初學者來說，理解起來比較困難。
13、Ant
Another Neat Tool(Ant)是一種基於Java的build工具。理論上來說，它有些類似於（Unix）C中的make ，但沒有 make的缺陷。因為Ant的原作者在多種(硬體)平台上開發軟體時，無法忍受這些工具的限制和不便。類似於make的工具本質上是基於shell（語言）的：他們計算依賴關系，然後執行命令（這些命令與你在命令行敲的命令沒太大區別）。這就意味著你可以很容易地通過使用OS特有的或編寫新的（命令）程序擴展該工具；然而，這也意味著你將自己限制在了特定的OS，或特定的OS類型上，如Unix。Ant就不同了。與基於shell命令的擴展模式不同， Ant用Java的類來擴展。（用戶）不必編寫shell命令，配置文件是基於XML的，通過調用target樹，就可執行各種task。每個task由實現了一個實現了特定Task介面的對象來運行。
Ant支持一些可選task，一個可選task一般需要額外的庫才能工作。可選 task與Ant的內置task分開，單獨打包。這個可選包可以從你下載Ant的同一個地方下載。ANT本身就是這樣一個流程腳本引擎，用於自動化調用程序完成項目的編譯，打包，測試等。除了基於JAVA是平台無關的外，腳本的格式是基於XML的，比make腳本來說還要好維護一些。Ant是Apache 提供給Java開發人員的構建工具，它可以在Windows OS和Unix OS下運行，它不僅開放源碼並且還是一個非常好用的工具。Ant是 Apache Jakarta中一個很好用的Java開發工具，Ant配置文件採用XML文檔編寫，所以Java程序員對其語法相當熟悉，Ant是專用於 Java項目平台，能夠用純Java來開發，它能夠運行於Java安裝的平台，即體現了它的跨平台功能。它的缺點顯示執行結果只能是DOS字元界面，不能進行復雜的java程序開發。
14、IntelliJ
Intellij IDEA 是一款綜合的Java 編程環境，被許多開發人員和行業專家譽為市場上最好的IDE。它提供了一系列最實用的的工具組合：智能編碼輔助和自動控制，支持 J2EE，Ant，JUnit和CVS集成，非平行的編碼檢查和創新的GUI設計器。IDEA把Java開發人員從一些耗時的常規工作中解放出來，顯著地提高了開發效率。具有運行更快速，生成更好的代碼；持續的重新設計和日常編碼變得更加簡易，與其它工具的完美集成；很高的性價比等特點。在4.0版本中支持Generics，BEA WebLogic集成，改良的CVS集成以及GUI設計器。
IntelliJ IDEA能盡可能地促進程序員的編程速度。它包括了很多輔助的功能，並且與Java結合得相當好。不同的工具窗口圍繞在主編程窗口周圍，當滑鼠點到時即可打開，無用時也可輕松關閉，使用戶得到了最大化的有效屏幕范圍。以技術為導向的IDEA集成了調試器，支持本地和遠程的調試，即使我們需要修改一些設置上的東西使我們的工作順利進展。另外，它還提供了通常的監視，分步調試以及手動設置斷點功能，在這種斷點模式下，我們可以自動地在斷點之外設置現場訪問，甚至可以瀏覽不同的變數的值。IDE支持多重的JVM設置，幾個編譯程序和Ant建造系統，並且，它使得設置多重的自定義的類途徑變得簡單。
IntelliJ Idea是一個相對較新的Java IDE。它是Java開發環境中最為有用的一個。高度優化的IntelleJ Idea使普通任務變得相當容易，Idea支持很多整合功能，更重要的使它們設計的好容易使用。Idea支持XML中的代碼實現，Idea同時還會校正XML，Idea支持 JSP的結構。作用於普通Java代碼的眾多功能同樣適用於JSP（比如整合功能），同時支持JSP調試；支持EJB，盡管它不包括對個別應用伺服器的特殊支持。Idea支持Ant建立工具，不僅是運行目標它還支持編譯與運行程序前後運行目標，另外也支持綁定鍵盤快捷鍵。在編輯一個Ant建立XML文件時，Idea還對組成Ant工程的XML部分提供支持。IntelliJ IDEA 被稱為是最好的JAVA IDE開發平台，這套軟體就是以其聰明的即時分析和方便
的 refactoring 功能深獲大家所喜愛。缺點是較復雜，對初學者來說，理解起來比較困難。
小結
現在常用的Java項目開發環境有：JBuilder、VisualAge for Java、Forte for Java, Visual Cafe、Eclipse、NetBeans IDE、JCreator +J2SDK、jdk+記事本、EditPlus+ J2SDK等等。一般開發J2EE項目時都需要安裝各公司的應用伺服器（中間件）和相應的開發工具，在使用這些開發工具之前，我們最好能熟知這些軟體的優點和缺點，以便根據實際情況選擇應用。編程工具只是工具，為了方便人們工作而開發的，各有特點，因此，選工具主要的依據自己將要從事的領域是什麼，而不是盲目的認為那種工具好，那種工具不好。最後希望大家都能找到自己合適的java 開發工具。