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ColorfulC · 更新于 2020-10-29

第一個(gè) Java 程序

本節(jié)我們將以Windows操作系統(tǒng)為例，編寫并執(zhí)行第一個(gè)Java程序。在這之前，請確保你的操作系統(tǒng)上已經(jīng)安裝了JDK

1. 編譯程序

大家可能有個(gè)疑問，為什么需要編譯程序呢？計(jì)算機(jī)不能直接執(zhí)行我們編寫的源代碼嗎？

這是由于計(jì)算機(jī)只能識別由0和1組成的二進(jìn)制代碼。需要通過編譯將源代碼轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)認(rèn)識的二進(jìn)制代碼。

1.1 Java 中的編譯

在 Java 中，程序不是直接被編譯為可執(zhí)行文件，而是被編譯為字節(jié)碼文件， JVM（Java虛擬機(jī)）在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行字節(jié)碼文件。當(dāng)我們使用 javac 編譯器時(shí)，Java 源代碼文件被編譯為字節(jié)碼文件，字節(jié)碼文件以擴(kuò)展名 .class 的形式保存在磁盤上。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，字節(jié)碼文件將被轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼，并在內(nèi)存中執(zhí)行。

總的來說，Java 源代碼需要被“轉(zhuǎn)換”兩次才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行：

  1. Java 源代碼被編譯為字節(jié)碼：由 javac 前端編譯器完成；
  2. 字節(jié)碼被編譯為機(jī)器碼：由 JVM 的執(zhí)行引擎完成。

下圖描述了一個(gè)Java程序從編寫到編譯，再到執(zhí)行的步驟：

1.2 快速執(zhí)行一個(gè)程序

1.2.1 準(zhǔn)備工作

為了確保我們?nèi)松械谝粋€(gè) Java 程序能夠順利執(zhí)行，請首先確認(rèn)你已經(jīng)完成了下面兩件事情：

  1. 已經(jīng)在你的電腦上成功安裝 JDK；
  2. 有一個(gè)文本編輯器。（如 Windows 的記事本，Unix 的 vim）。

1.2.2 編寫源代碼

新建一個(gè)文本，輸入如下內(nèi)容，將其命名為 HelloWorld.java并保存

實(shí)例演示
預(yù)覽 復(fù)制
復(fù)制成功！
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
運(yùn)行案例 點(diǎn)擊 "運(yùn)行案例" 可查看在線運(yùn)行效果

Tips：

  • 文件名必須與類名同名（類名就是上面第一行代碼中class后面的HelloWorld），并且擴(kuò)展名為 .java，文件名和類名都區(qū)分大小寫，所以請確保文件名和類名大小寫保持一致；
  • 類的命名約定以大寫字母開頭；
  • 上述代碼中的所有符號，請使用英文半角；
  • 別忽略了代碼第三行結(jié)尾的分號;。

下面為實(shí)操中的截圖。

打開記事本，輸入源代碼：

點(diǎn)擊文件 -> 保存，將文件保存到磁盤（此處保存在桌面上），注意：這里要將文件名命名為HelloWorld.java，保存類型選擇所有文件，編碼選擇UTF-8：

1.2.3 編譯后執(zhí)行

現(xiàn)在，打開你常用的命令行工具。（如 Windows 上的命令提示符、MacOS 上的終端），并進(jìn)入你剛剛保存 Java 源代碼的目錄。

在Windows搜索欄中輸入cmd即可打開：

使用cd命令，進(jìn)入到我們剛剛保存源代碼的目錄（即進(jìn)入到桌面目錄cd Desktop），使用dir命令，查看目錄下內(nèi)容:

使用javac命令編譯源代碼：

javac HelloWorld.java

執(zhí)行編譯命令后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)同一目錄下會(huì)生成一個(gè)HelloWorld.class文件，這個(gè)HelloWorld.class就是我們說的字節(jié)碼文件。接下來就是通過 JVM 執(zhí)行字節(jié)碼文件了，輸入下面的命令：

java HelloWorld

如果一切正常，你會(huì)看到屏幕上輸出如下內(nèi)容：

祝賀你！成功執(zhí)行了第一個(gè) Java 程序！

Tips：

  • javac 是編譯器，而 java 是虛擬機(jī)，先使用 javac 編譯器編譯源代碼，再使用java虛擬機(jī)執(zhí)行字節(jié)碼文件。這就是我們上面提到的 java 源代碼被轉(zhuǎn)換兩次到執(zhí)行的過程。
  • java 命令后面的參數(shù)是類名。換句話說，我們只需要給虛擬機(jī)傳遞類名作為參數(shù)即可，虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)查找對應(yīng)的以.class為擴(kuò)展名的文件并且執(zhí)行。

2. 理解程序

我們現(xiàn)在對上面的 HelloWorld.java 代碼進(jìn)行解析：

public class HelloWorld {
		...
}

這段代碼表示我們定義了一個(gè)公開類，類名為 HelloWorld，按照約定類名首字母要大寫。

public 表示這個(gè)類是公開的（至于什么是公開的，我們后面再講），class顧名思義，就是類， public 和 class都是 Java 中的關(guān)鍵字，必須小寫。 花括號{} 中間為類的定義。

下面我們來看下花括號中間的 main()方法代碼：

    public static void main(String[] args) {
        ...
    }

這段代碼表示我們定義了一個(gè)入口方法，注意：入口方法是 Java 程序執(zhí)行的起點(diǎn)。

public 和 static分別表示方法是公開的、靜態(tài)的，void是方法的返回類型，main后面的括號() 用來將方法的參數(shù)括起來，String[]是參數(shù)的類型，args是參數(shù)的名稱。
當(dāng)然，剛剛對于代碼的解釋略顯生澀，作為初學(xué)者無需深究每一項(xiàng)的含義。但有一個(gè)點(diǎn)請務(wù)必牢記：Java 規(guī)定，某個(gè)類定義的public static void main(String[] args)是Java程序的固定入口方法。

在方法內(nèi)部，有一行代碼：

        System.out.println("Hello World!");

這行代碼的意義就是將Hello World這一串字符打印在屏幕上。你可以嘗試修改這塊內(nèi)容，將代碼中的Hello World!，替換為其他內(nèi)容，例如：

實(shí)例演示
預(yù)覽 復(fù)制
復(fù)制成功！
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("我愛慕課網(wǎng)!");
    }
}
運(yùn)行案例 點(diǎn)擊 "運(yùn)行案例" 可查看在線運(yùn)行效果

保存源代碼，打開命令行，重新編譯執(zhí)行，屏幕上輸出的內(nèi)容將會(huì)被成功替換。

3. 小結(jié)

本小節(jié)我們一起完成了第一個(gè) Java 程序的執(zhí)行，在這個(gè)過程中，我們了解了編譯相關(guān)的知識，知道了使用 javac命令，可以將一個(gè).java擴(kuò)展名的源代碼文件編譯成.class擴(kuò)展名的字節(jié)碼文件，使用 java 命令，可以執(zhí)行字節(jié)碼文件。我們也對程序的基礎(chǔ)語法有了大致的了解。如果你對程序的理解還有困惑，也不必?fù)?dān)心，在后面的章節(jié)中，我們將具體學(xué)習(xí) Java 的基礎(chǔ)語法，隨著知識的累積，你也將更加游刃有余地閱讀、編寫程序。