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Java简介与环境搭建

📖 章节简介

本章将介绍Java的历史和特点,帮助你搭建Java开发环境,并编写第一个Java程序。

Java生态与运行模型概览

上图展示了 Java 从源码到字节码再到 JVM 执行的核心链路,以及跨平台运行模型。

🌟 Java简介

1. Java历史

Java
// Java发展历程
/*
1991: James Gosling在Sun公司开始开发Oak项目
1995: Java 1.0正式发布
1998: Java 2 (J2SE 1.2)发布
2004: Java 5发布,引入泛型
2011: Java 7发布
2014: Java 8发布,引入Lambda表达式
2017: Java 9发布,模块化
2018: Java 11 LTS发布
2021: Java 17 LTS发布
2023: Java 21 LTS发布
*/

2. Java特点

Java
// Java核心特点
public class JavaFeatures {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 跨平台性 - Write Once, Run Anywhere
        System.out.println("跨平台:一次编写,到处运行");

        // 2. 面向对象
        System.out.println("面向对象:封装、继承、多态");

        // 3. 简单性
        System.out.println("简单性:语法简洁,易于学习");

        // 4. 健壮性
        System.out.println("健壮性:强类型检查,自动内存管理");

        // 5. 安全性
        System.out.println("安全性:字节码验证,安全机制");

        // 6. 多线程
        System.out.println("多线程:内置多线程支持");

        // 7. 高性能
        System.out.println("高性能:即时编译(JIT)优化");
    }
}

3. Java应用领域

Java
// Java应用领域
public class JavaApplications {
    public static void main(String[] args) {
        String[] domains = {
            "企业级应用 - Spring, Jakarta EE",
            "Android开发 - 移动应用",
            "Web开发 - Servlet, JSP, Spring MVC",
            "大数据处理 - Hadoop, Spark",
            "科学计算 - 数值计算,模拟",
            "嵌入式系统 - 智能卡,物联网",
            "游戏开发 - LibGDX, jMonkeyEngine",
            "桌面应用 - JavaFX, Swing"
        };

        for (String domain : domains) {
            System.out.println(domain);
        }
    }
}

🛠️ 环境搭建

1. JDK安装

Windows安装

Bash
# 1. 下载JDK
# 访问 https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/
# 或使用OpenJDK https://adoptium.net/

# 2. 运行安装程序
# 双击下载的.exe文件,按照提示安装

# 3. 配置环境变量
# 右键"此电脑" -> 属性 -> 高级系统设置 -> 环境变量

# 新建系统变量
# JAVA_HOME = C:\Program Files\Java\jdk-17
# Path = %JAVA_HOME%\bin

# 4. 验证安装
java -version
javac -version

macOS安装

Bash
# 使用Homebrew安装
brew install openjdk@17

# 配置环境变量
echo 'export JAVA_HOME=$(/usr/libexec/java_home -v 17)' >> ~/.zshrc
echo 'export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' >> ~/.zshrc
source ~/.zshrc

# 验证安装
java -version
javac -version

Linux安装

Bash
# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install openjdk-17-jdk

# CentOS/RHEL
sudo yum install java-17-openjdk-devel

# 验证安装
java -version
javac -version

2. IDE安装

IntelliJ IDEA

Bash
# 下载IntelliJ IDEA
# https://www.jetbrains.com/idea/download/

# Community版本(免费)
# Ultimate版本(付费,30天试用)

# 安装后配置JDK
# File -> Project Structure -> Project -> SDK -> 选择JDK 17

Eclipse

Bash
# 下载Eclipse
# https://www.eclipse.org/downloads/

# 安装后配置JDK
# Window -> Preferences -> Java -> Installed JREs -> Add -> 选择JDK目录

Visual Studio Code

Bash
# 安装VS Code
# https://code.visualstudio.com/

# 安装Extension Pack for Java扩展
# 扩展 -> 搜索"Extension Pack for Java" -> 安装

# 配置JDK
# Ctrl+Shift+P -> "Java: Configure Java Runtime" -> 选择JDK路径

🚀 第一个Java程序

1. Hello World

Java
// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}
Bash
# 编译
javac HelloWorld.java

# 运行
java HelloWorld

# 输出
# Hello, World!

2. 程序结构解析

Java
// Java程序结构
public class ProgramStructure {
    // 类名必须与文件名相同

    // 成员变量(字段)
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法
    public ProgramStructure(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 成员方法
    public void displayInfo() {
        System.out.println("姓名: " + name);
        System.out.println("年龄: " + age);
    }

    // main方法 - 程序入口
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        ProgramStructure ps = new ProgramStructure("张三", 25);

        // 调用方法
        ps.displayInfo();
    }
}

💡 最佳实践

1. 代码规范

Java
// Java命名规范
public class NamingConventions {
    // 类名:大驼峰命名法
    public class MyClass { }

    // 接口名:大驼峰命名法
    public interface MyInterface { }

    // 方法名:小驼峰命名法
    public void myMethod() { }

    // 变量名:小驼峰命名法
    private String myVariable;

    // 常量名:全大写,下划线分隔
    public static final int MAX_VALUE = 100;

    // 包名:全小写,点分隔
    // 示例: package com.example.mypackage;
}

2. 注释规范

Java
/**
 * 类文档注释
 *
 * @author 作者名
 * @version 版本号
 * @since 起始版本
 */
public class CommentExample {
    /**
     * 方法文档注释
     *
     * @param param1 参数1说明
     * @param param2 参数2说明
     * @return 返回值说明
     * @throws Exception 异常说明
     */
    public int add(int param1, int param2) throws Exception {
        // 单行注释
        int result = param1 + param2;

        /* 多行注释
           可以跨多行
         */
        return result;
    }
}

📝 练习题

基础题

  1. Java有哪些特点?
  2. 如何安装JDK?
  3. 如何编译和运行Java程序?

进阶题

  1. 配置IntelliJ IDEA开发环境。
  2. 编写一个简单的Java程序。
  3. 理解Java程序的执行流程。

实践题

  1. 搭建完整的Java开发环境。
  2. 编写一个计算器程序。
  3. 实现一个简单的猜数字游戏。

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🔗 下一章

Java基础语法 - 学习Java的变量、数据类型和运算符。