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1.1 我们的第一个程序
当学习任何新的编程语言时，传统做法是从一个能够显示“Hello, World!”消息的程序开始，这也是在下面的小节中我们将要做的事情。
话不多说，下面就是Java中的“Hello, world”程序。
package ch01.sec01;
// Our first Java program
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, World!");
}
}
让我们一起来看看这个程序。
● Java是一种面向对象的语言。在程序中，通常需要控制 对象 （object）来让它们完成具体工作。操作的每个对象都属于特定的 类 （class），通常也称这个对象是该类的一个 实例 （instance）。类定义了对象的状态是什么，以及对象能做什么。在Java中，所有代码都是在类中定义的。第2章将详细介绍对象和类。这个程序是由一个名为HelloWorld的单一类组成的。
● main是一个 方法 （method），也就是在类中声明的一个函数。main方法是程序运行时调用的第一个方法。main方法声明为static，以表示该方法不作用于任何对象。（当调用main方法时，只有少数的预定义对象，并且它们都不是HelloWorld类的实例。）main方法也声明为void，以表示它不返回任何值。关于main方法中参数声明String[ ] args的含义，参见1.8.8小节。
● 在Java中，你可以将许多特性声明为public或private。除此之外，Java中还有一些其他可见性级别。这里将HelloWorld类和main方法都声明为public，这是类和方法中最常见的定义形式。
● 包（ package ） 是一组相关类的集合。把相关类放在一个包中是一个很好的做法，这样可以将相关类组合在一起，并避免多个类在具有相同名称时可能会发生的冲突。本书使用章（Chapter）和节（Section）的编号作为包名。因此，示例中类的全名就是ch01.sec01.Helloworld。第2章会有更多关于包和包命名规范的内容。
● 以 // 开头的行是注释。编译器会忽略从 // 到行末的所有字符，这些字符仅仅用来辅助编程人员阅读程序。
● 最后，来看看main方法的主体。在示例中，它由一行命令组成，该命令的功能是向System.out输出一个消息，System.out对象代表Java程序的“标准输出”。
正如你所见，Java不是一种可以用来快速执行一些简单命令的脚本语言。它的类、包和模块（模块在第15章中介绍）等特性使得它更适合用于编写大型程序。
Java也非常简单和统一。一些编程语言不仅有全局变量和全局函数，还有类内部的变量和方法。在Java中，所有东西都在类中声明，这种统一性可能会导致代码有些冗长，但也使得理解程序的含义变得容易。
注意： 你刚刚看到了一个 // 形式的注释，它的注释效果是延伸到行末的。还可以在 /* 和 */ 分隔符之间添加多行注释。例如：
/*
This is the first sample program in Core Java for the Impatient.
The program displays the traditional greeting "Hello, World!".
*/
还有第三种注释样式，称为 文档注释 （documentation comment），使用/** 和 */作为分隔符。下一章中将会介绍。
要编译和运行一个Java程序，需要安装Java开发工具包（Java Development Kit，JDK），此外，也可以安装集成开发环境（Integrated Development Enviroment，IDE）。可以在异步社区中下载本书的示例代码。
一旦安装了JDK，就可以打开一个终端窗口，并切换到包含ch01目录的目录，然后运行以下命令：
javac ch01/sec01/HelloWorld.java java ch01.sec01.HelloWorld
然后，那条熟悉的问候语就将出现在终端窗口中，如图1-1所示。
图1-1 在控制台窗口运行Java程序
需要注意的是，执行程序需要两个步骤。首先，javac命令将Java源代码 编译 （compile）成一个与机器无关的中间表示，称为 字节码 （byte code），并将它们保存在 类文件 （class file）中；然后，java命令启动一个 虚拟机（ virtual machine ） ，该虚拟机会加载类文件并执行编译后的字节码。
一旦编译完成，字节码可以在任意一个Java虚拟机中运行，无论是在你的台式计算机上或者是在遥远银河系中的某个设备上。这个“一次编写，处处运行”的承诺是Java的一个重要设计标准。
注意： javac编译器是通过文件名进行调用的，使用斜杠分隔文件路径段，文件扩展名为.java。java虚拟机的启动器是通过类名进行调用的，使用点号来分隔包的名称段，并且没有扩展名。
注意： 如果程序由单个源文件组成，那么可以跳过编译的步骤，直接使用以下命令运行程序：
java ch01/sec01/HelloWorld.java
在后台，程序将会在运行之前进行编译，但不会生成类文件。
注意： 在类Unix操作系统上，你可以按照以下步骤将Java文件转换为可执行程序。
（1）重命名文件，删除其扩展名.java。
mv HelloWorld.java hello
（2）使文件可执行。
chmod +x hello
（3）在文件顶部添加一行bash的运行标记。
#!/path/to/jdk/bin/java --source 17
现在，你就可以通过以下方式运行程序了。
./hello
如果要在IDE中运行程序，首先需要按照IDE安装说明中描述的方式创建一个项目。然后，选择HelloWorld类并通过IDE运行它。图1-2显示了程序在Eclipse中的运行情况。Eclipse是一个非常流行的IDE。除此之外，还可以选择许多其他优秀的IDE。随着对Java编程的不断学习和深入了解，还是应该多尝试几种IDE，再从中选择一个自己喜欢的。
图1-2 在Eclipse IDE中运行Java程序
好了，恭喜你刚刚完成了使用Java运行“Hello,World!”程序这一古老的传统，下面我们就准备开始学习Java语言的基础知识。
提示： 在异步社区官网中可以下载本书所有章节的示例代码。这些代码经过精心编排和组织，你可以很方便地创建一个包含所有示例程序的单个项目。建议你在仔细阅读本书中内容的同时，下载、运行和学习这些配套代码。
让我们更仔细地看看main方法中唯一的语句：
System.out.println("Hello, World!");
System.out是一个对象，它是一个名为PrintStream的类的 实例（ instance ） 。PrintStream类有println、print等方法。这些方法被称为 实例方法 （instance method），因为它们对类的对象或实例进行操作。
若要在对象上调用实例方法，请使用 点符号 （dot notation）来表示：
object.methodName(arguments)
在这个例子中，main方法只有一个参数，即字符串"Hello, World!"。
让我们用另一个例子来试试，像"Hello, World!" 这样的字符串是String类的实例。String类有一个返回String对象长度的length方法。若要调用该方法，则需要再次使用点符号：
"Hello, World!".length()
length方法是通过对象"Hello, World!"调用的，且该方法没有参数。与println方法不同，length方法会返回一个结果。使用该返回结果的一种方法就是将它输出到屏幕：
System.out.println("Hello, World!".length());
一起来试试看。用这个语句来编写一个Java程序并运行它，看看字符串的长度是多少。
在Java中，需要自己 构造 （construct）大多数对象（不像System.out和"Hello, World!"这些对象，它们是已经存在的，可以直接使用）。下面是一个简单的示例。
Random类的对象可以生成随机数。可以使用new运算符来构造一个Random对象：
new Random()
在类名之后的是构造参数列表，在这个例子中该列表是空的。
你可以在构造的对象上调用方法。例如：
new Random().nextInt()
这样就可以通过这个新构造的随机数生成器，生成下一个随机整数。
如果想在一个对象上调用多个方法，那么需要将对象存储在变量中（参见1.3节）。这里我们打印两个随机数：
Random generator = new Random(); System.out.println(generator.nextInt()); System.out.println(generator.nextInt());
注意： Random类是在java.util包中声明的。为了在程序中使用这个类，需要添加import语句，示例如下。
package ch01.sec01;
import java.util.Random;
public class MethodDemo {
...
}
我们将在第2章中更详细地了解包和import语句。
在1.1.2小节中，你看到了如何编译和运行一个Java程序。JShell程序提供了一个“读取—评估—打印循环”（read-evaluate-print loop，REPL）的方式，它允许你尝试Java代码而无须编译和运行程序。当输入Java表达式时，JShell会评估输入，并打印结果，然后等待下一次输入。如果要启动JShell，只须在终端窗口中输入jshell，如图1-3所示。
图1-3 运行JShell
JShell以问候语开头，然后显示提示符：
| Welcome to JShell -- Version 17 | For an introduction type: /help intro jshell>
现在可以输入一个Java表达式，例如：
"Hello, World!".length()
JShell会给你一个反馈，表示运行结果和下一个提示符：
$1 ==> 13 jshell>
需要注意的是，你并 没有 输入System.out.println。JShell会自动打印输入的每个表达式的值。
输出中的$1表示该结果可用于进一步的计算。例如，如果继续输入：
3 * $1 + 3
则JShell的反馈为：
$2 ==> 42
如果需要多次使用一个变量，那么可以给它指定一个更加容易记忆的名字。一定要遵循Java语法，同时指定类型和变量名（参见1.3节）。例如：
jshell> int answer = 42 answer ==> 42
可以让JShell替你填写类型。具体操作是，输入一个表达式，不要按Enter键，而是按住Shift+Tab组合键，然后按V键。例如，当输入：
new Random()
然后按Shift + Tab组合键和V键，你会看到：
jshell> Random = new Random()
这时的光标位于 = 符号之前。此时可以输入一个变量名，然后按Enter键：
jshell> Random generator = new Random() generator ==> java.util.Random@3fee9989
此外，还有一个很棒的功能是Tab补全功能，例如输入：
generator.
随后按Tab键，你将会得到一个可以在generator变量上调用的所有方法的列表：
jshell > generator. doubles( equals( getClass() hashCode() ints( isDeprecated() longs( nextBoolean() nextBytes( nextDouble( nextExponential() nextFloat( nextGaussian( nextInt( nextLong( notify() notifyAll() setSeed( toString() wait(
现在输入ne再按Tab键。方法名会补全为next，并且你会得到一个更加简短的列表：
jshell> gengerator.next nextBoolean() nextBytes( nextDouble( nextExponential() nextFloat( nextGaussian( nextInt( nextLong(
如果再按D键和Tab键，方法名会自动补全为nextDouble(。再次按Tab键，将会看见3个备选：
Signatures: double java.util.random.RandomGenerator.nextDouble(double bound) double java.util.random.RandomGenerator.nextDouble(double origin, double bound) double Random.nextDouble() <press tab again to see documentation>
按)键可以选择第3个版本：
jshell> gengerator.nextDouble() $3 ==> 0.9560346568377398
注意： 在自动完成列表中，需要参数的方法只能后跟左括号，如nextDouble(，而不需要参数的方法有一对完整括号，如nextBoolean()。
如果要重复运行命令，可以按 ↑ 键，直到看到要重新运行或编辑的行。可以用 ← 键和 → 键移动命令行中的光标，并添加或删除字符，完成后按Enter键。例如，按 ↑ 键并用Int替换Double，然后按Enter键：
jshell> generator.nextInt() $4 ==> -352355569
默认情况下，JShell将会导入以下包：
java.io java.math java.net java.nio.file java.util java.util.concurrent java.util.function java.util.prefs java.util.regex java.util.stream
这就是可以在JShell中使用Random类而不需要任何导入语句的原因。如果需要导入其他类，可以在JShell提示符下输入导入语句。或者，更方便的是，通过按住Shift+Tab组合键和I键，可以让JShell搜索它。例如，输入Duration，然后按住Shift+Tab组合键和I键，你将获得一个潜在操作的列表：
jshell> Duration 0: Do nothing 1: import: java.time.Duration 2: import: javafx.util.Duration 3: import: javax.xml.datatype.Duration Choice:
输入1，然后你将收到一个确认信息：
Imported: java.time.Duration
随后显示：
jshell> Duration
这样就完成了导入工作，然后就可以继续工作了。这些命令足以让你开始使用JShell。要获得更加详细的帮助，输入/help并按Enter键。如果要退出JShell环境，输入/exit并按Enter键，或者只须按Ctrl+D组合键。
JShell使得Java语言和相关库的学习变得轻松而有趣，且无须启用庞大的开发环境和编写复杂的public static void main等代码。