第1章
Java开发入门

1.1　Java简介

Java最早是由SUN公司（已被Oracle收购）的詹姆斯·高斯林（Java之父）在20世纪90年代初开发的一种编程语言，最初被命名为Oak，目标是针对小型家电设备的嵌入式应用，结果市场没什么反响。互联网的崛起让Oak重新焕发了生机，于是SUN公司改造了Oak，在1995年以Java（Oak已经被人注册了，因此SUN注册了Java这个商标）的名称正式发布。随着互联网的高速发展，Java逐渐成为重要的网络编程语言。

Java介于编译型语言和解释型语言之间。编译型语言（如C、C++）直接编译成机器码执行，但是不同平台（x86、ARM等）的CPU指令集不同，因此需要编译出每一种平台的对应机器码。解释型语言（如Python、Ruby）没有这个问题，可以由解释器直接加载源码然后运行，代价是运行效率太低。Java将代码编译成一种“字节码”，类似于抽象的CPU指令，然后针对不同平台编写虚拟机，不同平台的虚拟机负责加载字节码并执行，这样就实现了“一次编写，到处运行”的效果。当然，这是针对Java开发者而言的。对于虚拟机，需要为每个平台分别开发。为了保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码，SUN公司制定了一系列的Java虚拟机规范。从实践的角度看，JVM的兼容性做得非常好，低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。

随着Java的发展，SUN给Java分出了3个不同版本：

●　Java SE：Standard Edition。

●　Java EE：Enterprise Edition。

●　Java ME：Micro Edition。

简单来说，Java SE就是标准版，包含标准的JVM和标准库；Java EE是企业版，在Java SE的基础上添加了大量的API和库，以便开发Web应用、数据库、消息服务等；Java EE使用的虚拟机和Java SE完全相同。

Java ME和Java SE不同，它是一个针对嵌入式设备的“瘦身版”，Java SE的标准库无法在Java ME上使用，Java ME的虚拟机也是“瘦身版”。

毫无疑问，Java SE是整个Java平台的核心，而Java EE是进一步学习Web应用所必需的。我们熟悉的Spring等框架都是Java EE开源生态系统的一部分。不幸的是，Java ME从来没有真正流行起来，反而是Android开发发展成为移动平台的标准之一。因此，没有特殊需求，不建议学习Java ME。

我们推荐的Java学习路线如下：

●　首先要学习Java SE，掌握Java语言本身、Java核心开发技术以及Java标准库的使用。

●　如果继续学习Java EE，那么Spring框架、数据库开发、分布式架构就是需要学习的。

●　如果要学习大数据开发，那么Hadoop、Spark、Flink这些大数据平台就是需要学习的，它们都基于Java或Scala开发的。

●　如果想要学习移动开发，就要深入学习Android平台，掌握Android App开发。

无论怎么选择，Java SE的核心技术是基础。

1.2　Java基础开发环境搭建

要用Java进行开发，就需要准备开发、编译、运行各个阶段需要的软件或工具。Java开发所需要的工具集合包含在JDK中，所以要先到网上下载JDK的安装程序。不同的操作系统对应不同的版本，具体下载、安装、配置的过程会在下面具体介绍。

1.2.1　JDK下载

JDK可到官网下载，下载页面如图1-1所示。

选择同意选项，并根据自己的操作系统选择不同的版本，如图1-2所示。

1.2.2　安装JDK

下面演示如何在Windows操作系统上安装JDK。双击如图1-3所示的安装程序，选择安装目录（见图1-4），设置开发工具为JDK。选择安装“源代码”，可以方便在开发时查看源代码。公共JRE即独立的JVM运行环境。其实，在开发工具内部也包含一个公共JRE。

安装成功的界面如图1-5所示，直接关闭即可。

1.2.3　配置环境变量

配置环境变量主要是为了让命令行程序可以自动识别javac.exe可执行程序。javac.exe是编译Java源文件的命令，通常叫javac编译命令。它位于JDK安装目录下的/bin目录下，如C:\Program Files\Java\JDK1.8_xx\bin。为了让javac编译命令可运行，需要配置以下两个环境变量：

●　JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\JDK1.8_xx;，即配置JAVA_HOME为JDK的安装目录。

●　PATH=%JAVA_HOME%\bin;，即配置PATH为JDK安装目录下的bin目录。

配置环境变量：右击“我的电脑”，选择“属性”菜单，在弹出的窗口中选择“高级系统设置”项，再在弹出的对话框中单击“环境变量”按钮，弹出如图1-6所示的对话框，添加JAVA_HOME环境变量。

接着添加PATH环境变量，如图1-7所示。

注意：

（1）建议配置用户环境变量即可。如果配置系统环境变量，那么所有用户登录都可以。

（2）如果已经存在PATH环境变量，就应该在原有变量的基础上，通过英文分号（;）分开并追加到后面。

（3）建议环境变量的名称使用大写字母。

1.2.4　测试是否安装成功

打开命令行工具界面（可以通过按Win+R快捷键，并在打开的对话框中输入“cmd”的方式快速打开），然后输入：

如果通过javac -version命令输出了javac编译的版本，并且输出正确，则说明安装成功。

1.3　Java编程初体验

Java源文件就是一个以*.java结束的文本文件。Java语言是编译执行的语言。运行Java程序，必须先将*.java文件通过javac编译成*.class文件，然后通过java命令运行*.class文件，整个编译的运行过程如图1-8所示。

在开发之前，建议创建一个目录，用于保存所有的Java源文件。本章中的所有源代码都将保存到D:/java目录下。

1.3.1　创建HelloWorld.java源文件

建议选择一个比较干净的目录，然后创建一个名称为HelloWorld.java的文本文件。

创建HelloWorld.java源文件，如图1-9所示。

【文件1.1】 HelloWorld.java

在上面的代码中，public为权限修饰关键字，意为公开的。class用于声明一个类。在Java中，所有的函数（方法）都必须放到一个类中，这也是面向对象的基本特性之一。HelloWorld为类的名称。Java规定，以public修饰的类必须与文件名相同，并区分大小写。main为程序的入口方法。一个Java类，甚至是一个Java程序（可能包含 N 个类）一般都只有一个main入口方法。在目前学习阶段，我们可以在每一个类中都声明main方法。String[] args为形式参数。

第3行为系统输出语句，用于输出HelloWorld到命令行。

开发时，请注意大小写，执行语句结束使用英文分号（;），大括号（指上面代码中的“{”和“}”）要有开始和结束。

1.3.2　javac命令编译

在命令行中输入以下代码：

将会发现在同一目录下已经将HelloWorld.java编译成HelloWorld.class，如图1-10所示。

1.3.3　java命令运行

在使用java命令运行HelloWorld.class文件时，不需要输入.class扩展名：

如果输出HelloWorld，则表示HelloWorld程序运行成功。

1.4　Java带包类的编译和运行

包声明的关键字为package。在Java中，可以将相同的类放到不同的包中加以区分。同时，package包声明语句还可以进行基本的权限控制。

1.4.1　修改HelloWorld.java的源代码

修改HelloWorld.java的源代码，在第一句添加package关键字声明的包。

【文件1.2】 HelloWorld1.java

第1行为新添加的包声明语句，后面通过点（.）声明带有层次的包，如cn.oracle（在cn包下的oracle子包）。

1.4.2　通过javac命令重新编译

javac命令拥有一个参数-d <目录>，可以直接将包声明语句编译成目录。

-d参数后面的点（.）为当前目录，即将HelloWorld.java源文件带包名直接编译到当前目录下，编译以后的文件名如图1-11所示。

在cn目录下有一个oracle目录，oracle目录下有HelloWorld1.class源文件。使用package声明的包最终将编译成文件夹。其实也可以直接将包声明语句理解为目录或文件夹，只要便于记忆即可（记住，拥有自己独特的学习和记忆方法是成功的关键）。

1.4.3　通过java命令运行有包声明的类

在使用javac -d <目录>编译成功以后，编译的目录（源代码所在的目录）叫源代码目录。编译后的目录叫classpath目录（存放所有*.class的目录）。我们不能直接进入cn/oracle目录中去运行一个Java程序。注意：只能在classpath的根目录（D:/java）下执行Java运行命令。

运行Java程序：

注意： 在创建Java源文件时，通过“我的电脑→查看→文件→选项”操作，将“隐藏已知文件类型的扩展名”选项取消，如图1-12所示。

1.5　javac命令的更多参数

javac命令的更多参数可以通过运行javac -help命令来查看：

用法：

其中，可能的选项包括：

1.6　java命令的更多参数

java命令的更多参数可以通过运行java –help命令查看：

用法：

或

其中选项包括：

1.7　main方法接收参数

在main方法中，String[] args为命令行参数。在执行时，可以利用空格通过“java 参数1 参数2…”的方式将所有参数传递给入口方法main。

【文件1.3】 HelloWorld2.java

在上面的代码中，第4行输出命令行参数的个数。for是循环控制语句（后面将会讲到），用于从第一个参数输出到最后一个参数。

使用javac编译上面的代码，然后使用以下命令运行编译以后的程序：

1.8　javadoc命令

javadoc命令用于将标准的javadoc注释生成文档。javadoc标准注释一般是：注释到类上，对类起说明作用；注释到方法或成员变量上，对方法或者功能成员变量的含义做出说明。例如，存在以下javadoc注释。

【文件1.4】 ExampleJavaDoc.java

使用以下命令生成标准文档：

第1行是生成的命令，后面是自动生成文档时输出的信息。生成以后的文档如图1-13所示。

打开index.html，将会看到标准的javadoc文档，如图1-14所示。

1.9　Java开发利器

工欲善其事，必先利其器。由于记事本编写代码速度慢且不易排查错误，为了提高程序的开发效率，可以使用集成开发工具（Integrated Development Environment，IDE）进行Java开发，目前市场上的Java IDE很多，接下来为读者推荐几款Java开发工具：

●　Eclipse（推荐）：免费开源的Java IDE，企业Java开发经典的IDE工具，有巨大稳定的用户群体、强大的插件支持和完善的技术资料。

●　JetBrains的IntelliJ IDEA：目前有不少企业使用该开发工具，代码提示较为智能，功能强大。

●　Notepad++：Notepad++是在微软Windows环境之下的一个免费的代码编辑器。

●　NetBeans：开源免费的Java IDE，是Oracle公司收购的一个Java集成开发环境。

本书我们将使用Eclipse作为开发环境，采用的版本为4.6.1。

1.9.1　下载Eclipse

Eclipse是一个开源且免费的开发环境，在www.eclipse.org官网上即可下载到最新版本的Eclipse。

Eclipse的下载页面如图1-15所示，找到跟JDK匹配的版本，本书采用的Eclipse的版本为4.6.1，读者需要根据操作系统位数下载相应的版本。

1.9.2　安装Eclipse

下载的Eclipse软件是一个ZIP类型的压缩文件，解压即可使用。请保证你已经安装了JDK，并正确地配置了JAVA_HOME和PATH两个环境变量。

在解压以后，得到如图1-16所示的目录。

其中，eclipse.exe为运行Eclipse的可执行文件，双击后，将启动Eclipse，然后选择一个工作区（workspaces，今后所有Java项目所保存的目录）。

启动时要选择工作区，其中，workspace默认的目录为C:/administrator/workspaces，但是不建议将所有的项目都放到C盘，所以这里可以输入一个你喜欢的其他任意目录。建议工作区也不要在C盘上。比如我们把它放在D盘，如图1-17所示。

1.9.3　Eclipse中Java项目的创建

在Eclipse中创建的Java项目为Java源代码项目，一般包含两个目录：src为源代码目录，bin为classpath目录。以下是Java项目的目录结构：

●　project：项目名，包含源代码目录src。

●　bin：字节码目录，所有编译后的.class文件都自动保存到这个目录下。

●　.project：Eclipse项目的配置文件。

1．创建Java项目

依次选择菜单项File→New→Java Project，如图1-18所示。

2．输入项目名称

在New Java Project窗口中输入项目名称以后，直接单击Finish按钮，如图1-19所示。

3．开发Java类

建议使用Package Explorer来查看项目的结构，它将会隐藏bin目录。虽然看不见bin目录，但是它依然存在。如果想要查看bin目录，则可以通过Navigation Explorer来查看，不过建议使用Package Explorer。创建以后的项目结果如图1-20所示。

在图1-20所示的窗口中，第一个框为显示的视图，第二个框src为源代码目录，第三个框JRE System Library为引用的JDK版本。

在src处右击，在弹出菜单中选择菜单项New→Class即可创建一个Java类，如图1-21所示。

输入类名及包名，如图1-22所示。

创建的Java类已经有了类的结构，如包名和类名都已经自动填充完毕。

【文件1.5】 HelloWorld3.java

4．填充main方法

此时，只要在HelloWorld类里面实现main方法即可。

【文件1.6】 HelloWorld4.java

5．运行程序

在Eclipse中运行一个main方法，只要在拥有main方法中的类中右击，在弹出菜单中选择Run As → Java Application即可，如图1-23所示。

运行结果可以通过控制台查看。

至此，就可以使用Eclipse开发Java项目了。

1.9.4　Eclipse项目的导入

如果已经存在一个Java项目，则可以使用Eclipse的导入功能直接导入，具体步骤如下。

（1）依次选择File→Import命令，如图1-24所示。

（2）选择已经存在的Eclipse项目，导入当前项目中，如图1-25所示。

（3）选择需要导入的项目，并选中Copy projects into workspace，如图1-26所示。

（4）单击Finish按钮，导入项目成功。

注意： 在导入项目之前，要保证在Eclipse中不存在重名的项目。

1.9.5　在Eclipse中给main方法传递参数

在命令行使用java命令，可以将多个参数通过空格分开后传递给main方法。在Eclipse中也有同样的传递参数的位置。选择菜单项Run As→Run Configurations→Arguments打开配置参数的窗口，在Program arguments下添加参数，如图1-27所示。

1.9.6　Eclipse的快捷键

Eclipse中有很多快捷键，它将让你的程序开发变得快步如飞。建议读者经常使用这些快捷键，从而达到运用自如的地步。

在Eclipse中，输出System.out.println("")时只要打出sysout或者syso+Alt+/即可补全所有代码。

Eclipse中常用的快捷键说明如下：

（1）Ctrl+Space：提供对方法、变量、参数、javadoc等信息的提示，应用在多种场合。总之，需要提示的时候可先按此快捷键。

（2）Ctrl+Shift+Space：变量提示。

（3）Ctrl+/：添加/消除//注释，在Eclipse 2.0中，消除注释为Ctrl+\。

（4）Ctrl+Shift+/：添加/* */注释。

（5）Ctrl+Shift+\：消除/* */注释。

（6）Ctrl+Shift+F：自动格式化代码。

（7）Ctrl+1：批量修改源代码中的变量名。此外，还可用在catch块上。

（8）Ctrl+F6：界面切换。

（9）Ctrl+Shift+M：查找所需要的包。

（10）Ctrl+Shift+O：自动引入所需要的包。

（11）Ctrl+Alt+S：源代码的快捷菜单。

（12）Alt+/：内容辅助。

更多快捷键可以参考Eclipse的官方网站，或者通过图1-28所示的界面去了解默认的快捷键。

1.10　实训1：商超购物管理系统欢迎界面

1．需求说明

打印输出商超购物管理系统的欢迎界面和商品维护菜单的显示界面，界面参看专题一的专题一图1和专题一图2所示。

2．训练要点

熟练使用Java开发工具，如Eclipse等，学会创建Java项目，能够正确运行程序。

3．实现思路

（1）打开Eclipse，创建Java项目。

（2）编写代码，打印输出商超购物管理系统的欢迎界面。

4．解决方案及关键代码

1.11　本章总结

Java语言是目前最受企业欢迎的编程语言之一，有许多相关的工作岗位。无论从事哪个岗位，Java的核心技术都是基础。JDK是Java必备的开发工具。Java是跨平台的语言，JDK并不跨平台，要根据不同的操作系统选择不同的JDK版本。Java是运行在JRE里面的。

安装JDK后，需要配置两个环境变量：JAVA_HOME和PATH。

使用java -version命令可以检查当前JDK是否安装成功，并且可以显示版本信息。

Java源程序就是扩展名为*.java的文本文件。在*.java源文件开发完成以后，通过javac命令将*.java文件编译成*.class字节码文件，然后通过java命令运行Java的字节码文件。

Eclipse是一个集成开发工具，经常使用就会熟练。需要说明的是，只有掌握了Java代码的运行和编译才是关键。这样，无论使用什么Java开发工具，都可以信手拈来。

1.12　课后练习

1．简述在Eclipse中Java项目src、bin目录的含义。

2．解释什么是JDK和JRE，并说明二者的区别。

3．（　　）可以将HelloWorld.java编译成HelloWorld.class。

A．java HelloWorld.java

B．javac HelloWorld.java

C．java -d . HelloWorld.java

D．javac HelloWorld

4．若HelloWorld.java保存在package cn.oracle;包结构声明中，则（　　）可以正常运行这个Java程序。

A．javac cn.oracle.HelloWorld

B．java cn/oracle/HelloWorld

C．java cn.oracle.HelloWorld

D：java HelloWorld

5．（　　）是生成标准文档的命令。

A．javac

B．java

C．doc

D．javadoc

6．开发Java程序必须安装（　　）环境。

A．JRE

B．JDK

C．PATH

D．JAVA_HOME

7．JAVA_HOME一般配置成（　　）。

A．JDK的安装目录

B．JRE的安装目录

C．当前目录

D．C盘的根目录

8．（　　）是Eclipse中Java项目中存放Java源代码的目录。

A．bin

B．src

C．jre

D．java /JnYUqvXEPpu3+U9YbQYfKaBJDfbqx/f7Hjaa+PAqCLyEY54TGRYThb9GvH6/oMK