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Java 入门

Java 语言特点与历史

Java 语言特点

  • 简单性:Java 语法基于 C++,但去除了指针、运算符重载等复杂特性
  • 面向对象:Java 是纯粹的面向对象编程语言,所有代码都在类中
  • 平台无关性:「一次编写,到处运行」(Write Once, Run Anywhere),通过 JVM 实现跨平台
  • 分布式:内置网络编程功能,便于创建分布式应用
  • 健壮性:强类型检查、异常处理机制、垃圾回收等特性增强程序稳定性
  • 安全性:安全管理器、类加载机制等提供多层安全保障
  • 多线程:内置多线程支持,方便开发并发程序
  • 动态性:反射机制允许在运行时操作类和对象

Java 历史

  • 1991年:Sun Microsystems 公司的 Green 项目启动,James Gosling 领导开发
  • 1995年:Java 语言正式发布
  • 1996年:JDK 1.0 发布
  • 2004年:JDK 1.5(Java 5)发布,引入泛型、枚举等重要特性
  • 2009年:Oracle 收购 Sun Microsystems
  • 2014年:Java 8 发布,引入 Lambda 表达式、Stream API 等
  • 2017年:Java 9 发布,引入模块系统
  • 2018年至今:Java 采用六个月一次的发布周期,保持活跃更新

JDK 安装与配置环境变量

JDK 简介

  • JDK (Java Development Kit):Java 开发工具包,包含开发 Java 程序所需的工具
  • JRE (Java Runtime Environment):Java 运行时环境,包含运行 Java 程序所需的组件
  • JVM (Java Virtual Machine):Java 虚拟机,负责执行 Java 字节码

Windows 平台安装

  1. 访问 Oracle JDK 下载页面
  2. 下载适合的 JDK 版本安装包
  3. 运行安装程序,按照提示完成安装
  4. 配置环境变量
    • 右键点击「此电脑」→「属性」→「高级系统设置」→「环境变量」
    • 在「系统变量」中点击「新建」,创建 JAVA_HOME 变量,值为 JDK 安装目录(如:C:\Program Files\Java\jdk-17
    • 编辑 Path 变量,添加 %JAVA_HOME%\bin
  5. 验证安装:打开命令提示符,输入以下命令:
    cmd
    java -version
    javac -version
    如果显示版本信息,则安装成功

Linux 平台安装

bash
# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install openjdk-17-jdk

# CentOS/RHEL
sudo yum install java-17-openjdk-devel

验证安装:

bash
java -version
javac -version

macOS 平台安装

bash
# 使用 Homebrew
brew install openjdk@17

Java 基本语法

变量

变量是程序中存储数据的基本单位。Java 是强类型语言,变量声明时必须指定类型。

java
// 声明变量的基本语法:数据类型 变量名 = 初始值;
int age = 25;
String name = "Java";
double salary = 5000.5;
boolean isActive = true;
char grade = 'A';

数据类型

Java 数据类型分为两大类:

基本数据类型

  • 整数类型byte (1字节), short (2字节), int (4字节), long (8字节)
  • 浮点类型float (4字节), double (8字节)
  • 字符类型char (2字节)
  • 布尔类型boolean (1位)

引用数据类型

  • 类 (Class)
  • 接口 (Interface)
  • 数组 (Array)

运算符

算术运算符

java
int a = 10, b = 3;
int sum = a + b;       // 13
int difference = a - b; // 7
int product = a * b;    // 30
int quotient = a / b;   // 3
int remainder = a % b;  // 1

赋值运算符

java
int x = 5;
x += 3;  // 等同于 x = x + 3
x -= 2;  // 等同于 x = x - 2
x *= 4;  // 等同于 x = x * 4
x /= 2;  // 等同于 x = x / 2
x %= 3;  // 等同于 x = x % 3

比较运算符

java
boolean isEqual = (a == b);     // 判断是否相等
boolean isNotEqual = (a != b);  // 判断是否不相等
boolean isGreater = (a > b);    // 判断是否大于
boolean isLess = (a < b);       // 判断是否小于
boolean isGreaterOrEqual = (a >= b); // 判断是否大于等于
boolean isLessOrEqual = (a <= b);    // 判断是否小于等于

逻辑运算符

java
boolean result1 = true && false;  // 逻辑与,结果为 false
boolean result2 = true || false;  // 逻辑或,结果为 true
boolean result3 = !true;          // 逻辑非,结果为 false

第一个 Java 程序 - Hello World

编写程序

创建一个名为 HelloWorld.java 的文件,内容如下:

java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

编译与运行

  1. 编译:将 Java 源代码编译成字节码文件

    cmd
    javac HelloWorld.java

    编译成功后会生成 HelloWorld.class 文件

  2. 运行:使用 Java 虚拟机运行字节码文件

    cmd
    java HelloWorld

    程序将输出:Hello, World!

程序结构说明

  • public class HelloWorld:定义一个公共类,类名必须与文件名相同
  • public static void main(String[] args):程序的入口点,main 方法
  • System.out.println("Hello, World!"):向控制台输出字符串

开发工具推荐

IDE 推荐

  1. IntelliJ IDEA

    • 功能强大的 Java IDE
    • 社区版免费,适合基础开发
    • Ultimate 版付费,提供更多企业级功能
  2. Eclipse

    • 开源免费的 Java IDE
    • 插件丰富,可扩展性强
  3. NetBeans

    • 开源免费的 Java IDE
    • 简单易用,适合初学者
  4. Visual Studio Code

    • 轻量级编辑器
    • 安装 Java 插件后可用于 Java 开发

项目构建工具

  1. Maven

    • 基于 XML 的项目管理工具
    • 强大的依赖管理功能
  2. Gradle

    • 基于 Groovy/Kotlin 的构建工具
    • 更灵活,构建速度更快

小结

  • Java 是一门面向对象、平台无关的编程语言
  • 安装 JDK 并配置环境变量是学习 Java 的第一步
  • Java 基本语法包括变量、数据类型、运算符等
  • 使用文本编辑器或 IDE 编写 Java 程序,通过 javac 编译,java 命令运行
  • 选择合适的开发工具可以提高开发效率