java入门

每日一言

Isn’t it lonely when you wake up and you don’t hear any voices? – Nako Oshimizu
from Hanasaku Iroha: Blossoms for Tomorrow

环境配置

首先我们到官网下载JDK：Java Downloads | Oracle 中国

选择合适的版本后安装即可，

安装时一定要记住java的安装路径。

安装好java后就是按照惯例的配置环境变量，如果是使用win11的朋友我强烈推荐一款由微软官方开发的拓展工具：Microsoft PowerToys 。

不仅可以方便的配置环境变量，还提供了一系列方便的功能，比如：

• 高级粘贴：将粘贴的内容自动转化为json等计算机常用格式
• 快速查找鼠标
• 文件批量重命名

我们需要先创建一个环境变量:JAVA_HOME

我们在system中的path中添加%jAVA_HOME%\bin路径

经过实测，如果不创建JAVA_HOME这一环境变量，直接在path中添加 C:\Program Files\Java\jdk-23\bin 这一绝对路径，虽然在vscode中可以直接运行java程序，但是当你通过手动编译运行时

javac HelloWorld.java
java HelloWorld

就会报错如下：

错误: 找不到或无法加载主类 HelloWord
原因: java.lang.ClassNotFoundException: HelloWord

接下来想要在vscode中运行java文件，只需要再安装一些扩展即可：

1. 
2. 

安装完第一个扩展和第二个扩展包后，就可以在vscode中运行java文件了。

可以用下面代码进行测试：

public class HelloWorld {
    /* 第一个Java程序
     * 它将输出字符串 Hello World
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World"); // 输出 Hello World
    }
}

classpath

在了解classpath环境变量之前，或许我们需要先了解一下java大致的运行流程：

1. 编写java代码，存放在 .java文件中
2. 编译java代码为字节码，存放在 .class 文件中
3. JVM将.class 中的字节码加载到内存中，并且将字节码转化为对应平台的机器码

字节码(Bytecode)

字节码是一种介于机器码于高级语言代码的中间表示形式，它是 Java 源代码（.java 文件）经过编译器（javac）编译后生成的机器无关的代码，存储在 .class 文件中。字节码是为 Java 虚拟机（JVM）设计的，而不是直接为任何具体硬件或操作系统服务。

这一特性使得java编译后的字节码，可以在任何一个装有JVM的机器上运行，无需考虑机器的处理架构，或处理器指令集不同等硬件层面不同，由JVM负责将字节码转化为机器对应的字节码，使得可以在任何平台上运行。

现在回到正题，java中的classpath究竟是什么？

classpath环境变量用于告诉java解释器，应该在硬盘中的哪里加载 .class中的字节码，便于我们将所有编译生成的字节码与源代码分开放置，便于文件管理。

我们以上面给出的HelloWorld程序为例：

我们创建如下的项目目录：

使用代码：

javac HelloWorld\HelloWorld.java 

编译java文件，生成字节码HelloWorld.class

此时两个文件都在工作区中的HelloWorld目录中，此时我们直接输入

java HelloWorld

然后我们在终端中输入

cd HelloWorld
java HelloWorld

显示运行成功：

然后我们将class放到ClassPath文件夹下：

再次运行会显示报错：

这时我们就需要添加classpath环境路径：

通过参数 -cp + 绝对路径 来添加classpath参数

如果不显式指定 CLASSPATH，JVM 会默认将当前目录（.）作为类路径。

基础语法

基本数据类型(Primitive Data Types)

• 整数类型:
  • byte: 8 位有符号整数 (-128 到 127)
  • short: 16 位有符号整数 (-32768 到 32767)
  • int: 32 位有符号整数 (-2147483648 到 2147483647)
  • long: 64 位有符号整数 (-9223372036854775808 到 9223372036854775807)
• 浮点数类型:
  • float: 32 位单精度浮点数
  • double: 64 位双精度浮点数
• 字符类型:
  • char: 16 位 Unicode 字符 (用单引号括起来，如 ‘a’, ‘1’, ‘中’)
• 布尔类型:
  • boolean: 表示 true 或 false

java中并没有直接提供无符号数的表示

变量(Variables)

变量的声明方式与c或c++相似：

• 声明变量: 数据类型 变量名; 例如: int age;
• 初始化变量: 数据类型 变量名 = 值; 例如: int age = 30;

变量命名规则：

• 必须以字母、下划线(_)、美元符号($)，开头
• 后面可以跟字母、数字、下划线或美元符号
• 区分大小写 (age 和 Age 是不同的变量)
• 不能使用 Java 的关键字 (如 int, class, public)

命名方法：

1. 小驼峰命名法：首字母小写，后续单词首字母大写(userName)
2. 大驼峰命名法：包括第一个单词在内，每个单词的首字母都大写。(UserName)

运算符(Operators)

java的运算符表示与c或c++完全相同：

• 算术运算符: +, -, *, /, % (取模)
• 赋值运算符: = (例如: age = 30;), +=, -=, *=, /=, %= (例如: age += 5; 等价于 age = age + 5;)
• 比较运算符: == (等于), != (不等于), >, <, >=, <=
• 逻辑运算符: && (逻辑与), || (逻辑或), ! (逻辑非)
• 位运算符: & (按位与), | (按位或), ^ (按位异或), ~ (按位取反), << (左移), >> (右移), >>> (无符号右移)
• 三元运算符: 条件 ? 表达式1 : 表达式2 (例如: int max = (a > b) ? a : b;)
• 自增运算符：++(自增1)，–(自减1)，例如：age++，++age，其使用区别与c相同

但是java中没有c或c++中的逗号表达式

控制流程(Control Flow)

• 条件语句:
  • if 语句: if (条件) { 代码块; }
  • if-else 语句: if (条件) { 代码块1; } else { 代码块2; }
  • if-else if-else 语句: if (条件1) { 代码块1; } else if (条件2) { 代码块2; } else { 代码块3; }
  • switch 语句: switch (表达式) { case 值1: 代码块1; break; case 值2: 代码块2; break; ... default: 代码块n; }
• 循环语句:
  • for 循环: for (初始化; 条件; 更新) { 代码块; }
  • while 循环: while (条件) { 代码块; }
  • do-while 循环: do { 代码块; } while (条件);
• 跳转语句:
  • break: 跳出循环或 switch 语句
  • continue: 跳过当前循环的剩余部分，进入下一次循环
  • return: 从方法中返回

文档注释(Comments)

• 单行注释：

  // 这是 Java 中的单行注释

• 多行注释：

  /*
     这是 Java 中的
     多行注释
  */

• 文档注释：

  /**
   * 这是 Java 中的文档注释。
   * 它可以用于生成 API 文档。
   * @param args 命令行参数
   */

  文档注释可以使用特定的标签 (tag) 来提供结构化的信息，例如：

  • @author：作者
  • @version：版本号
  • @param：参数描述
  • @return：返回值描述
  • @throws：抛出的异常
  • @see：相关链接
  • @deprecated：标记为已过时

数组(Arrays)

• 声明数组：

  int[] numbers;

• 创建数组：

  numbers = new int[5];	//创建数组
  numbers = new int[] {1, 2, 3, 4, 5};	//创建并初始化数组

通过索引访问数组元素，下标从0开始。

类(Classes)和对象(Objects)

类：类是一种蓝图或者模板，用于创建对象。它定义了对象所具有的属性(数据)和行为(方法)。

public class 类名 {
    // 属性 (成员变量)
    数据类型 属性名;

    // 方法 (成员函数)
    public 返回值类型 方法名(参数列表) {
        // 方法体
    }
}

对象：对象是类的实例。是根据类这个模板创建出来的具体实例。

类名 name = new 类名(参数1，参数2)
ClassName name = new ClassName(parameter1, parameter2);

方法

定义方法:

public 返回值类型 方法名(参数列表) {
    // 方法体
    return 返回值;
}

调用方法: 方法名(参数列表);

方法重载: 同一个类中可以有多个方法名相同，但参数列表不同的方法 (方法签名不同)。