1.3 第一个Java程序

本书的第一个Java程序名为HelloWorld，本节分别介绍其编写、编译与运行。

1.3.1 HelloWorld程序的编写

下面开始编写一个完整的Java程序，此程序的任务是输出一个字符串Hello World!!!。在JDK的安装路径的bin文件夹下（本案例路径为D:\Program Files\Java\jdk-14.0.1\bin）新建一个文本文档，命名为HelloWorld.txt，用记事本打开，输入如下代码：

---

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

---

保存后，修改文件扩展名，将.txt改为.java，这种文件称为Java源文件。在HelloWorld程序中，第1行定义了一个类（class），命名为HelloWorld，初学者可以简单地把类理解为Java程序。public是类的修饰词，表示该类是公有的，class表明这是一个类。public和class都是Java的关键字（或称为保留字），可暂时认为是固定的。class后面是类名，每个类都有一个名字，类名由程序员自定。类名以大写字母开头，如这里的类名为HelloWorld。类名后面的符号“{”表示类的开始，同理，符号“}”表示类的结束。

第2行定义了主方法main()。方法是类的下一层次的概念，所以这行代码需要缩进一个制表位，一个类可以包含多个方法，其中main()方法是程序开始执行的入口。main后面的“()”里面的内容表示方法的参数，暂时按照示例输入即可，其后的一对“{}”符号代表该方法的起止范围。

第3行是一条语句，语句是方法的下一层次的概念，所以这行代码又要缩进一个制表位，方法是包含语句的结构体，一个方法可以有一条或多条语句。本程序中的main()方法包含了一条以“System.out.println”开头的语句。该语句的作用是在控制台上输出Hello World!!!。注意要输出的内容要放在“()”里面的双引号中。Java中的每条语句都以分号“；”结束，因此“；”也称为语句结束符。

第4行符号“}”表示主方法结束，注意这个符号“}”的缩进量与主方法开始出现时（第2行）的缩进量相同。

第5行符号“}”表示类结束，注意这个符号“}”缩进量与类开始出现时（第1行）的缩进量相同。

注意： 保留字（reserved word）或关键字（keyword）对编译器而言都是有特定含义的，所以不能在程序中用于其他目的。例如，当编译器看到class时，它知道class后面就是这个类的名字。这个程序中的其他关键字还有public、static和void等。

Java源文件HelloWorld.java编写好后，还不能直接运行，需要先进行编译。源文件编译成后缀名为.class的字节码文件后才能在JVM中运行。

1.3.2 HelloWorld程序的编译与运行

JDK提供了编译与运行的工具。打开JDK安装路径下的bin文件夹（本案例路径为D:\Program Files\Java\jdk-14.0.1\bin），可以看到里面有众多的.exe可执行文件。其中的javac.exe是编译工具，负责将Java源程序编译为字节码；java.exe是运行工具，负责运行字节码文件，如图1.3所示。

下面介绍使用JDK提供的工具来编译与运行前面编写的HelloWorld源程序。

（1）打开命令行窗口，切换到HelloWorld.java的保存路径中，即JDK安装路径下的bin文件夹，如图1.4所示。本例中JDK安装路径为D:\Program Files\Java\jdk-14.0.1\bin。

（2）利用javac命令将HelloWorld.java源程序文件编译成.class字节码文件。输入完整命令javac HelloWorld.java，然后按回车键，如图1.5所示。

命令执行成功后，bin文件夹中将多出一个名为HelloWorld.class的文件。该文件为Java程序的字节码形式，可以被JVM解释运行，如图1.6所示。

（3）利用java命令解释运行生成的字节码文件HelloWorld.class。输入完整命令java HelloWorld（注意不要加上.class），然后按回车键。当命令行窗口输出Hello World!!!时，第一个Java程序运行成功，如图1.7所示。

1.3.3 HelloWorld程序的运行机制

Java源文件由高级语言编写，机器不能直接识别，需要先编译成JVM能识别的字节码文件，才能在各个平台上的JVM上运行。字节码类似机器指令，它是体系结构中立的，可以在任何带JVM的平台上运行。编译成字节码文件只是一个中间过程，JVM还要再解释运行字节码文件，“翻译”成最终的机器码才能在计算机上运行。以HelloWorld程序为例，首先使用javac命令对HelloWorld.java源文件进行编译，生成字节码文件HelloWorld.class；然后使用java命令启动JVM，JVM先将编译好的字节码文件HelloWorld.class加载到内存（称为类加载），然后对加载到内存的Java类进行解释运行，“翻译”成机器码在计算机上运行，便可看到运行结果，如图1.8所示。

1.3.4 HelloWorld程序的纠错

初次编写程序时，可能会出现各种错误。下面来了解错误原因和HelloWorld示例程序中常见的一些错误。

在运行程序之前，必须创建程序并进行编译。如果程序有编译错误，必须修改程序来纠正错误，然后重新编译它。如果程序有运行时的错误或者不能产生正确的结果，必须修改这个程序，重新编译，然后重新执行。

如果没有语法错误，编译器（compiler）就会生成一个后缀名为class的文件。如果有语法错误，编译器在生成.class文件时会执行失败，并报出相关的错误信息。如将HelloWorld程序中的System关键字换成system，然后测试编译，如图1.9所示。

接着利用javac命令进行编译，结果如图1.10所示。

程序编译失败，并报出错误信息。根据错误信息可以排查并改正Java程序，然后正确运行。

下面总结了开发中几种常见的错误。

1.遗漏右括号

括号用来标识程序中的块。每个左括号必须有一个右括号匹配。常见的错误是遗漏右括号。为避免这个错误，只要输入左括号的时候就输入右括号，如下面的例子所示：

---

public class HelloWorld { 
 
} // 立刻输入右括号以匹配左括号

---

如果使用Eclipse这样的集成开发环境，将自动为每个输入的左括号插入一个右括号。

2.遗漏分号

每个语句都以一个语句结束符“；”结束。通常，新手会忘了在一个块的最后一行语句后加上语句结束符，如下面例子所示：

---

public static void printTab() { 
     System.out.println("1\t2\t3"); 
     System.out.println("44\t55\t66") //遗漏语句结束符 
}

---

3.遗漏引号

字符串必须放在引号中。通常，编程入门者会忘记在字符串结尾处加上一个引号，如下面例子所示：

---

public static void printTab() { 
     System.out.println("1\t2\t3"); 
     System.out.println("44\t55\t66) //遗漏引号 
}

---

4.大小写拼写错误

Java是大小写敏感的语言。有些新手常将大小写拼写错误，如将System写成system等。下面的代码将main错误拼写成Main，导致程序编译错误：

---

public static void Main(String[]args) { 
     System.out.println("1\t2\t3"); 
}

---

5.文件名与类名不一致

源文件的后缀名必须是java，而且文件名必须与公共类名完全相同。如果文件名为HelloWorld.java，但类名写成了helloWorld，程序将报错，如图1.11所示。