1. 第 1 章
Java 與 SCJP 簡介
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2. 學習目標
 認識程式語言
 Java 簡介
 SCJP 認證簡介

3. 前言
 在這一章中 , 將為大家介紹甚麼是程式語言？
 瞭解程式語言所扮演的角色 , 並且簡單說明程式語言
的演進 , 接著再由 Java 程式語言的歷史 , 一步步的
進入 Java 程式設計的領域。

4. 1-1 甚麼是程式語言？
 電腦就像是一位協助我們完成工作的朋友 , 當我們與
朋友一起工作時 , 會使用大家都可以聽懂的語言相互
溝通 , 以便讓對方瞭解我們希望他做甚麼？
 舉例來說 , 大家都會說國語 , 因此在一般的情況下 ,
只要以國語溝通 , 通常都可以正確的完成工作。
 不過想像一下 , 如果今天到了一個客家村落 , 遇到了
一位老婆婆 , 她可能只聽得懂客家語 , 想要向她問路
, 國語可能就行不通了。

5. 甚麼是程式語言？
 這個情況在面對電腦的時候也是一樣 , 雖然科幻片中
聽得懂人說話的電腦不計其數 , 但到目前為止 , 這都
還是人類的夢想而已。
 要想讓電腦幫我們工作 , 還是得說電腦懂得的語言 ,
這種可以讓我們與電腦溝通的語言 , 就稱之為電腦語
言 (Computer Language ), 或者是程式語言
(Programming Language) 。

6. 甚麼是程式語言？
 簡單地來說 , 當我們要求電腦為我們工作時 , 可以
分為幾個步驟：
1. 先分析所要解決的問題。
2. 找出解決問題的步驟 , 這些步驟稱為解決此問題的演
算法 (Algorithm) 。
3. 使用程式語言表達出前述解決問題的步驟 , 這個動作
就稱為撰寫程式 (Writing Program), 或者是設計程
式 (Designing Program) 。

7. 甚麼是程式語言？
4. 要求電腦依據上一步驟所寫好的程式執行 , 看看是否
能夠正確解決問題。這個動作就稱為測試 (Testing)
程式。
5. 如果執行的結果有問題 , 就再回到第 3 步 , 檢查所
撰寫的程式是否有錯誤 , 並加以修正 , 一直到程式的
執行結果完全符合預期為止。這個動作稱為除錯
(Debug) 。

8. 甚麼是程式語言？

9. 甚麼是程式語言？
 透過以上的步驟 , 就可以利用電腦解決許多問題了。
 不過就如同人類語言的多樣性 , 程式語言也有許多不
同的種類 , 以下就程式語言本身的特質以及執行的方
式 , 再做進一步的解說。

10. 演算法的定義
 嚴格來說 , 一個演算法是要符合以下幾項規定：
1. 要明確的說 明輸入的資料：亦即依照這個演算法解決
問題時 , 要先具備的條件是甚麼。
2. 要明確的說 明產 生的結果：在特定的輸入資料下 ,
這個演算法執行之後 , 會得到甚麼結果。只要輸入的
資料相同 , 這個演算法就應該要得到一樣的結果。

11. 演算法的定義
3. 要能夠 在有限的步 驟內 完成：這一點是很重要的 , 否
則無法預估完成的時間。舉例來說 , 如果你立志要到
美國旅行 , 那麼達成這個目的的方法就不能是『假如
心情好 , 就存 10 元』 , 這不能稱為演算法 , 因為你
無法預估甚麼時候會完成；反之 , 如果改成『每天存
10 元』 , 那麼只要知道所需的總旅費 , 就可以知道
這個方法甚麼時候可以達成 , 這才能稱為演算法。
4. 要明確的說明每一個執行步驟的動作 , 而不能讓人不
知道該如何進行。
5. 要能證明可以解決問題。

12. 演算法的定義
 一個演算法基本上要能夠用紙筆就可以模擬出執行的
結果 , 而不一定要使用電腦或是其他工具 , 只是對於
比較複雜的演算法 , 我們不容易演練其執行過程而已
。

13. 1-1-1 程式語言的演進與分類
 電腦的程式語言也和人類的語言一樣 , 有許多種不同
的類型 , 在這一小節中 , 會以程式語言的本質 , 以及
語言本身的差異 , 來區分各種不同的程式語言。

14. 機器語言 (Machine Language)
 對於電腦來說 , 它真正所懂得的語言只有一種 , 就是
機器語言。
 所謂的機器語言 , 其實就是以特定的數字來表示電腦
所能進行的各個動作 , 這些數字就稱為機器碼
(Machine Code) 。
 舉例來說 , 如果把電腦比喻為機器人 , 而 0 代表要
機器人往前走一步、 1 代表往後退一步、 2 代表往
左轉 90 度 , 而 3 代表往右轉 90 度 , 那麼當你希
望機器人往前走三步、再往右走三步時 , 就必須下達
『 0003000 』的指令 , 當電腦看到這一串數字後 ,
就會依據每個數字所代表的意義動作。

15. 機器語言 (Machine Language)

16. 機器語言 (Machine Language)
 任何一個人都可以看得出來 , 這種以數字表達的語言
並不適合人閱讀 , 除非我們是在玩團康遊戲 , 否則大
可不必考驗自己的記憶力。
 除此之外 , 使用不同微處理器的電腦 , 其機器語言亦
不相同 , 換了另外一種電腦 , 0 可能代表的是往後走
一步 , 一樣下達 0003000, 到達的地方就天差地遠了
。
 因此 , 除了早期電腦的時代 , 大家很快就發現要用這
種方式撰寫程式 , 實在太難了。

17. 組合語言 (Assembly)
 為了解決機器語言的難題 , 大家就想到了用一些符號
來替代數字 , 以方便人們辨識各個指令。
 舉例來說 , 如果以 forward 代替原本的 0 、
backward 代替 1 、 left 代替 2, 而用 right 代替
3, 那麼同樣要往前走三步、再往右走三步的程式 ,
寫起來就變成這樣：

18. 組合語言 (Assembly)
 像是這樣使用文字符號替代機器碼撰寫程式的語言 ,
就稱為組合語言。
 這種寫法絕對要比原本的 0003000 要容易懂得多 ,
不過這樣一來 , 雖然人們看得懂 , 但是電腦卻看不懂
, 而必須透過一個翻譯的動作 , 將這個用組合語言寫
成的程式轉換成電腦看得懂的機器語言 , 負責這個翻
譯動作的就是組譯器 (Assembler) 。

19. 高階語言
 不論是機器語言還是組合語言 , 對於程式的描述都是
以電腦所能進行的最基本動作為步驟 , 因此這兩種語
言被稱為低階語言 ( Low-Level Language) 。
 換言之 , 本來是希望機器人向前走三步 , 然後向右走
三步 , 但是因為電腦所能進行的基本動作的限制 , 使
得我們所寫出來的程式必須以 『向前走一步、向前
走一步、向前走一步、向右轉 9 0 度、向前走一步
、向前走一步、向前走一步』 這樣繁瑣的方式一步
步描述實際進行的動作 , 寫起程式來其實並不便利。

20. 高階語言
 為了解決這樣的問題 , 因此就有人設計新的語言 , 用
比較接近人類思考的方式來撰寫程式。
 這種新的程式語言就稱為高階語言 (High-Level
Language), 其中比較流行的有
C 、 Pascal 、 Basic 等等 , 使用這種語言 , 寫出來
的程式就會像是：
 不但比較容易理解 , 也不會像是低階語言所寫出來的
程式那樣繁瑣。

21. 高階語言
 不過電腦並無法看懂這樣的程式 , 和組合語言一樣需
要一個轉譯的動作 , 將使用高階語言所撰寫的程式轉
換成電腦所能看懂的機器語言 , 然後才能依此執行。
這個轉換的動作就是由各種程式語言的編譯器
(Compiler ) 所進行。

22. 物件導向程式語言
 隨著軟體技術的不斷演進 , 程式語言又從高階語言改
良 , 而發展出物件導向程式語言 (Object-Oriented
Language), 比較著名的有 Smalltalk 、 C+
+ 、 C# 、以及本書的主題 Java 。
 在後續的章節中 , 大家將可以看到物件導向程式語言
的特性 , 因此在這一節中 , 就不浪費篇幅撰述。

23. 1-1-2 編譯式與直譯式的程式語言
 除了以程式語言本身的特質來分類以外 , 也可以依據
程式執行的方式來區別。
 一般來說 , 依執行方式程式語言分成編譯式語言與直
譯式語言兩種。

24. 編譯式的程式語言
 所謂編譯式的程式語言 , 其執行的方式是先將整個程
式從頭到尾讀完 , 翻譯成機器碼後 , 電腦才開始依據
程式中所描述的動作一一執行。
 這就好像是一本翻譯書 , 是先將原文書整個從頭到尾
先翻譯好 , 然後才拿給讀者閱讀。
 這種作法的好處是 , 只要書已經翻譯好 , 那麼往後不
論甚麼時候需要閱讀 , 都不需要再重新翻譯 , 就可以
直接閱讀翻譯好的版本。
 不過相對來說 , 在第一次想要閱讀之前 , 就必須先花
時間等待譯者翻譯完畢才行。

25. 編譯式的程式語言
 對應到電腦實際的運作方式 , 編譯式的程式語言執行
的方式是先使用該語言的編譯器 (Compiler) 將撰寫
好的原始程式轉譯成為機器碼 , 然後再執行這份機器
碼。
 以後每次要執行同一個程式時 , 就只需要執行這份轉
譯好的機器碼 , 而不需要花費時間重複再做轉譯的動
作。

26. 編譯式的程式語言
 不過由於每種電腦的機器語言並不相同 , 比如說我們
常用的個人電腦 (PC) 和 IBM 大型主機的機器語言
就不相同 , 因此 , 同一個程式如果要在不同的機器上
執行 , 就必須使用專為該種電腦所設計的編譯器 , 轉
譯出符合該電腦的機器碼才行。

27. 直譯式的程式語言
 直譯式的程式語言剛好和編譯式的程式語言相反 , 並
不先將整個程式讀完 , 而是每讀取程式中所描述的一
個動作 , 電腦隨即執行相對應的動作 , 這樣邊讀程式
、邊做動作。
 這就好像是參加國際會議時的現場口譯一樣 , 主講者
邊講 , 口譯者便即時翻譯出來給大家聽。

28. 直譯式的程式語言
 這種作法的好處是 , 只要主講者講完第一句話 , 口譯
者便開始翻譯 , 而不需要等待主講者整篇發言完畢。
 相對的 , 由於口譯者即時翻譯完就結束了 , 因此如果
需要重新聽一遍 , 就只好從頭再請口譯者翻譯一遍了
。
 對應到電腦實際的運作方式 , 直譯式的程式語言就是
透過所謂的解譯器 (Interpreter ), 每閱讀完程式中所
描述的一部份 , 便立即要求電腦進行對應的動作 , 一
直到整個程式執行完畢為止。

29. 直譯式的程式語言
 由於沒有儲存轉譯的結果 , 因此往後每次要再執行相
同的程式時 , 都必須要再花費時間透過解譯器重新轉
譯。
 相對的 , 直譯式的好處是程式寫完立即就可以開始執
行 , 而不需等待轉譯。

30. 程式語言種類與執行方式的關係
 大部分的程式語言 , 都有其固有的執行方式。比如說
, C 語言與 Pascal 一般都是編譯式 , 而 Basic 一
般則是直譯式。
 不過這並不是絕對 , 也有某些軟體公司為 C 語言做
出直譯式的解譯器；相同的 , 也有軟體公司為 Basic
語言做出編譯器。
 不論是編譯式或是直譯式 , 兩種方法各有巧妙 , 而以
目前較為流行的程式語言來說 , 兩種方式都各有擅場。
在下一節中 , 我們還會看到 , Java 可以算是混合的
執行方式 , 不但具有編譯式的特質 , 也可以算是直譯
式的程式語言。

31. 1-2 Java 程式語言簡介
 Java 程式語言的演進 , 橫生趣味 , 頗富傳奇 , 在這
一節中 , 我們會針對 Java 演進的歷史 , 以及 Java
程式語言的特色做說明 , 讓大家能在開始動手寫程式
之前 , 對 Java 程式語言有基本的認識。

32. 1-2-1 Java 程式語言的演進
 Java 程式語言最早可追溯到 1990 年昇陽公司
(Sun Microsystems) 為資訊家電 (Information
Appliance) 所組成的 『 Green 』 小組。
 這個小組在 1992 年的時候開發了一個稱為 『 Star
Seven (*7) 』 的小電腦 ( 有點像是今日流行的 PDA)
, Java 就是當時用來在這台小電腦上執行的程式語言
。

33. Java 程式語言的演進
 不過當時 Java 並不叫做 Java, 而是稱為 Oak, 主
因是 Green 小組成員 James Gosling 的辦公室窗
外正好有一棵橡樹 , 因此取名為 Oak 。
 但因為 Oak 已經被其他公司註冊為商標 , 因此小組
成員才將這個新的程式語言以平日工作時不離手的咖
啡名稱命名 , Java 於焉誕生。

34. Java 程式語言的演進
 在 1995 年 Java 程式語言正式公開時 , 主要是用
來撰寫在網頁上執行的小程式 , 稱為 『 Java Applet
』 , 以便提供網頁與使用者互動的功能。
 隨後在昇陽公司長期規劃之下 , Java 程式語言不但
成為軟體開發的主流之一 , 而且功能越加完善 , 涵蓋
了一般應用軟體到網際網路應用程式、電子商務 , 無
一不是 Java 可以發揮長處的場合。

35. 1-2-2 Java 程式語言的特色
 Java 程式語言之所以能夠風行全球 , 成為許多軟體
開發人員的最愛 , 主要是因為它擁有幾項特點 , 使得
軟體開發人員在選擇程式語言時 , 能夠脫穎而出。

36. 簡單
 程式語言隨著年代的演進 , 功能雖然越來越強 , 但是
語言本身也越來越繁複 , 對於軟體開發人員來說 , 不
但整個學習與熟練的時間變長 , 程式的除錯也越來越
困難。
 也正因為如此 , Green 小組便捨棄了早期採用的 C+
+, 而自行發明了 Java, 就是將程式語言最精髓的部
分萃取出來 , 以降低軟體開發人員的負擔。

37. 跨平台 (Cross-Platform)
 如同上一節所提到 , 直譯式的語言雖然方便 , 但每次
執行都必須重新轉譯 , 對於執行的效率有一定的影響
。
 編譯式的語言雖然可以重複執行轉譯完的成果 , 但因
為不同電腦的機器語言有所差異 , 同樣的程式到了不
同的電腦上 , 還是得重新編譯才能執行。

38. 跨平台 (Cross-Platform)
 為了解決以上的問題 , Java 程式語言採取了混合式
的作法。
 首先 , Java 語言設計了一個假的電腦 , 稱為 Java
虛 擬機器 (Java Virtual Machine), 寫好的 Java 程
式就在這個假的電腦上執行。
 換言之 , Java 雖然採取編譯式的方式 , 但卻是將
Java 程式轉譯成 Java 虛擬機器的機器碼 ( 在
Java 中稱為 Byte Code) , 而不是直接轉譯成真正
電腦的機器碼；要執行程式時 , 再由 Java 虛擬機器
以直譯的方式 , 將 Byte Code 轉譯成機器碼讓真正

39. 跨平台 (Cross-Platform)
 透過這樣的方式 , 只要在不同種類的電腦上都先安裝
其適用的 Java 虛擬機器 , 那麼 Java 程式不需重
新編譯就可以直接在各類型的電腦上執行。
 由於有這樣的特點 , 因此 Java 程式語言在一開始就
打出 『 Write once, run everywhere 』 的口號。

40. 網路功能 (Networking)
 由於 Java 程式語言一開始的設計就已經考慮到了網
路 , 因此隨著網際網路日益盛行 , 對於開發網路應用
軟體特別便利的 Java, 自然成為開發人員優先考量
的選擇了。

41. 例外處理 (Exception Handling)
 天下事未必都能盡如人意 , 程式執行的時候也有許多
出人意料的狀況 , 比如說網路突然斷線、硬碟空間不
足、所要開啟的檔案被其他人刪除等等。
 軟體開發人員往往必須使用複雜的邏輯與程式碼來處
理這些狀況 , 而 Java 程式語言採集 C++ 程式語言
的例外處理方式 , 去蕪存菁後 , 提供給軟體開發人員
一個簡單而又功能完善的架構 , 可以妥善處理種種的
例外狀況。

42. 標準萬國碼 (Unicode)
 Java 程式語言內部採用 Unicode 來處理文字 , 這
也代表著不論你是哪一個國家或地區的開發人員 , 都
不必擔心 Java 不支援你所使用的語言 , 省去了軟體
開發人員必須處理當地語言的煩惱。

43. 多執行緒 (Multithreading)
 Java 程式語言擁有多執行緒的功能 , 使得多段程式
碼可以近似同時的方式執行 , 更有效率的利用電腦的
資源 , 也使得軟體開發人員在撰寫程式時 , 可以更方
便的解決問題。

44. 資源回收系統 (Garbage Collection)
 由於 Java 虛擬機器會自動管理記憶體的使用。
 因此 , 軟體開發人員再也不必擔心自己配置的記憶體
沒有歸還 , 導致記憶體不敷使用 , 或者是將資料寫入
到不正確的地方等等繁瑣的問題 , 讓軟體開發人員可
以將心力專注於程式的邏輯 , 而不是一些旁枝末節上
。

45. 物件導向
 Java 在一開始的設計上就是以物件導向為核心 , 達
到程式碼可重用性 , 並可搭配相關軟體開發工具。

46. 開發工具隨處可得
 基本的 Java 開發工具都是免費的 , 只要上網 , 就可
以下載最新版本的開發工具 , 而不需要先耗費鉅資購
買產品。

47. Java 程式語言的特色
 由於以上這些特性 , 使得 Java 演化至今日 , 可以說
是已經開花結果 , 不但在各種應用場合中發揮功用 ,
也使得 Java 幾乎成為昇陽公司的代名詞了。

48. 1-2-3 Java 平台簡介
 在 Java 中 , 我們將可以執行 Java 程式的環境稱
為 Java 平台 (Java Platform), 其中 , 根據不同環
境的特性 , 又可以區分為三種 Java 平台 , 分述如下
：
▪ Java SE (Java Standard Edition) ：這是一般應用的
執行環境 , 像是常見的個人電腦上所提供的 Java 執
行環境就屬於這一種。如果沒有特別區分 , 那麼一般
所提的 Java 平台也多是指此 , 而這個平台也是本書
所介紹的主角。

49. Java 平台簡介
▪ Java ME (Java Micro Edition) ：泛指消費性裝置上的
Java 執行環境 , 像是手機、 PDA 等等 , 就屬於這一
類。由於此類裝置的限制 , 因此 Java ME 提供的能
力比較簡化。
▪ Java EE (Java Enterprise Edition) ：這是為了商業運
用所建構的平台 , 提供大規模運算所需的能力。

50. Java 平台簡介
 每一種平台皆對應有其開發套件 , 例如 Java SE 的
開發套件稱為 Java SE Development Kit ( 簡稱
JDK), 只要下載這個套件 , 就可以立即開發 Java 程
式。

51. 1-3 SCJP 認證簡介
 Java 的認證中最基礎的就是 SCJP (Sun Certified
Java Programmer ) 認證 , 這項認證主要是測試受試
者對於 Java 程式語言的熟練度以及理解程度。
 不論是要繼續取得 SCJD (Sun Certified Java
Developer), 或是想要朝企業層級取得 J2EE 平台認
證 , 都必須先通過 SCJP 認證。
 若要查詢 Java 的各種認證資訊 , 可瀏覽 Sun 教育
訓練中心網站
(https://www.suntrainingcatalogue.com, 注意 http
之後要加 s ) , 然後點選 Chinese/Taiwan 連結 , 再

52. SCJP 認證簡介

53. SCJP 認證簡介

54. SCJP 認證簡介
▪ 昇陽公司於 2005 推出一個最 『基層』 的 SCJA
(Sun Certified Java Associate), 不過其考試範圍涵蓋
企業、網路應用等範圍 , 且對於報考更高層的認證考
試而言 , 仍只要求應試者需先取得 SCJP 認證 , 而沒
有任何考試是以通過 SCJA 為前題。因此對想按步就
班 , 逐步取得 Java 各級認證者 , 只需以 SCJP 為
基礎即可 , 可不必考慮 SCJA 。

55. SCJP 認證簡介
 SCJP 各種考試的 JDK 適用版本、題數、合格條件
等資訊 , 如下表所示 ( 資格欄為升級者 , 表示必須已
取得 SCJP 任何版本的認證 , 才能參加考試 ) ：
▪ 目前認證考試的費用為新台幣 6,600 元 , 若為升級考
試則為 5,000 元。台灣地區的考生可選擇中文試題。

56. SCJP 認證簡介
 對本書大多數的讀者來說 , 應該都是 Java 的初學者
, 建議可以直接選擇報考 JDK 6 的考試。如果您曾
經取得之前版本的認證 , 當然也可以報考升級考試 ,
價格也較便宜。
 複選題的部份 , 就是一般常見的選擇題 , 有些題目只
有單一答案 , 有些則需選取多個答案 ( 若為複選在題
目中會有提示 ) 。
 拖放題有點類似『填充題 + 連連看』 , 就是將答案
拉曳到正確的空格中 , 每一題通常會有多個空格 , 您
必須由答案區中拖曳正確的答案來放入空格內。

57. 考試範圍
 由於 SCJP 所要測驗的是對於 Java 程式語言的熟
練程度 , 因此主要的出題範圍都是 Java 程式語言基
礎的部分 , 以本書為例 , 除了附錄以外 , 第 1~18
章都是 SCJP 的出題範圍。
▪ 有關考試的詳細範圍 , 可以在前面的網頁中點選相關
考試項目 , 即可取得詳細的考試內容說明。

58. 如何報考
 要報考 Java 認證 , 可以向昇陽公司授權的教育訓練
中心購買認證卷 , 您可在下列網址查看方便連絡的授
權訓練中心 , 然後至各訓練中心直接購買 , 或在該網
頁中下載認證券訂購單 , 以傳真的方式訂購：
https://www.suntrainingcatalogue.com/eduserv/client/viewProm.do?pr_id=
2444&1=2H_TW ( 注意 h t t p 之後要加 s )

59. 如何報考

60. 如何報考
 購得認證卷後 , 即可至 Sun 授權的 Prometric 認證
中心網站線上報名 ( 詳見上述網頁說明 ), 並預約考
試時間及地點 , 等收到了考試確認書後即可參加考試
。

61. 1. Which are included in Java platform? (Choose al l
that apply.)
A. Java EE.
B. Java WE.
C. Java SE.
D. Java DE.
E. Java ME.

62. 2. Which are the chara cters of Java te chnology?
(Choose al l that apply.)
A. Procedure-Oriented Language.
B. Garbage Collection.
C. Exception Handling
D. Cross Platform
E. Doublethreading

63. 3. Please drag and drop the appropriate Words into the
following empty boxes:
In the Java programming language, all source code is first
written in plain text files. Those source files are then Place
here into Place here — the machine language of the Place
here . The javalauncher tool then runs your application with
an instance of the Java Virtual Machine.
Words:
machinecodes bytecodes interpreted
compiled Java VM Computer