BIT-1 初识Java

【本节目标】

1. Java语言简介、发展概述、语言优势、与其他语言区别

2. 初识Java程序入口之main方法

3. 注释、标识符、关键字

前言

我们今天开始JavaSe的语法知识，在前面的基础语法当中，和C语言基本相同，学起来也是简单的，相信大家也会体验到Java语法的方便。

1. Java语言概述

1.1 Java是什么

Java是一种优秀的程序设计语言，它具有令人赏心悦目的语法和易于理解的语义。

不仅如此，Java还是一个有一系列计算机软件和规范形成的技术体系，这个技术体系提供了完整的用于软件开发和跨平台部署的支持环境，并广泛应用于嵌入式系统、移动终端、企业服务器、大型机等各种场合。

补充

不同的语言，都有它最合适的应用场景，所以语言之间没有好坏之分

跟底层相关，就像操作系统这些->C/C++

跟数据处理相关–>Python

写游戏界面，比如U3D（Unity 3D）–>c#、lua
网页相关开发：HTML +CSS + JS

Java适合于WEB服务器开发，桌面开发，移动开发，（主要是后台）——软件开发

go也是可以做后台的

语言都是互通的，都是工具。

1.2 Java语言的重要性

1. 语言广泛使用程度

   下图数据来自于TIOBE编程语言社区2017年12月和2018年10月最新的排行榜，常年占据语言排行榜前列，是近些年最火的编程语言之一。

注意：上述排名不能说明那个语言好，那个语言不好，每门编程语言都有适应自己的应用场景。

2. 工作领域

   Java语言目前在IT领域的应用是非常广泛的，掌握Java语言可以从事不少IT行业的相关开发岗位，具体包括：

   ○ 企业级系统

   比如大型复杂的企业级软件系统，Java的安全机制以及跨平台性的优势，其在分布式系统领域开发中有广泛应用，涉及到金融、电信、交通、电子商务、ERP系统等。

   ○Web开发领域

   Java语言在设计初期，赶上了互联网发展的风口，当时就瞄准了互联网开发，凭借稳定的性能表现和较好的扩展性，Java语言一直是大型互联网平台的重要解决方案。

   ○android平台应用

   Android是一种智能手机操作系统，Java是一门非常流行的编程语言。Android上的应用程序就是大多是用Java编写的，Android的SDK大部分就是直接将Java SDK翻译过来的，所以具有Java基础，也可以快速上手Android开发。

   ○大数据平台开发

   大数据相关的各类框架，比如：Hadoop、spark、storm、flflink等，以及各种中间件flflume、kafka、sqoop等，这些框架以及工具等大多数是用Java语言开发的，随着大数据技术的落地应用，Java在大数据领域的应用前景也是比较广阔的。

除上述开发领域外，Java在游戏领域、人工智能领域、科学计算领域、嵌入式领域也有一定的应用。因此学好Java，将来的选择也会非常广泛。

Java有一个非常好的优点就是生态非常完整。一个系统是否能够发展下去，就看生态非常完善。

3. 在校招中的岗位需求

从上述位置需求中可以看出，由于应届生缺少实际工作经验，因此校招中企业更看重学生的基础，也就是：语言、数据结构/算法、操作系统、网络、数据库等，其他的属于加分项。

1.3 Java语言发展简史

Java 语言源于 1991 年 4 月，Sun 公司 James Gosling博士领导的绿色计划(Green Project) 开始启动，此计划最初的目标是开发一种能够在各种消费性电子产品(如机顶盒、冰箱、收音机等)上运行的程序架构。这个就是Java的前身： Oak (得名与Java创始人James Gosling办公室外的一棵橡树)，但由于这些智能化家电的市场需求没有预期的高，Sun公司放弃了该项计划。随着1995年代互联网的发展，Sun公司看见Oak在互联网上应用的前景，于是改造了Oak，于1995年5月以Java的名称正式发布，并提出“Write once, Run anywhere"的口号。

Java之父 - 詹姆斯 - 高斯林

Write once, Run anywhere

一次编译，到处运行

补充

Java诞生之初名叫oak，是用来做嵌入式开发（智能家居方面），95年左右。

由于想法太过超前，所以oak项目最后没有成立下去，后来才被转为开发应用（互联网pc时代）并且改名叫作Java，我们现在属于移动互联网时代（移动终端）

Java名字的由来

一个生产咖啡的岛屿–>爪哇岛–>英译–>Java

有一些老教授也叫Java为爪哇。

Java的图标就是热气腾腾的咖啡

1.4 Java语言特性

以下Java语言特性来自于Java白皮书：

1. 简单性

   Java语法是C++语法的一个“纯净版本”，相当于对C++做了一个减法。这里没有头文件、指针运算（甚至指针语法）、结构、联合、操作符重载、虚基类等等。不仅如此，Java开发环境远远超出大多数其他编程语言的开发环境。

2. 面向对象

   什么是面向对象？

   在Java的世界里，一切皆对象。比如：人、狗、手机、电脑等都是对象。所谓面相对象，就是依靠对象之间的交互来完成事情，比如：人用手机网上购物，狗吃骨头…

   Java的面向对象特性与C++旗鼓相当，与C++的主要不同点在于多重继承。在Java中，取而代之的是更简单的接口概念。而且与C++相比，Java提供了更丰富的运行时自省功能。

3. 分布式(微服务)

   Java有丰富的例程库，用于处理像HTTP和FTP之类的TCP/IP协议。Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程度就好像访问本地文件一样。

4. 健壮性

   Java与C++最大的不同在于Java采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性（对于曾经花费几个小时来检查由于指针bug而引起内存冲突的人来说，一定很喜欢Java的这一特性）。不仅如此，Java编译器能够检测许多在其他语言中仅在运行时才能够检测出来的问题。

5. 安全性

   Java适用于网络/分布式环境。为了达到这个目标，在安全性方面投入了大量的精力。使用Java可以构建防病毒、防篡改的系统。

   从一开始，Java就设计成能够防范常见的各种攻击：

   ○运行时堆栈溢出。蠕虫和病毒常用的 攻击手段。

   ○破坏自己进程空间之外的内存。

   ○未经授权读写文件

6. 体系结构中立

   编译器生成一个体系结构中立的目标文件格式，按照该中规范生成的文件，只要有Java运行时系统，这些编译后的代码就可以在许多处理器上运行。Java编译器通过生成与特定计算机体系结构无关的字节码指令来实现这一特性。精心设计的字节码不仅可以很容易的在任何机器上解释执行，而且还可以动态地翻译成本地机器代码。这就是为什么可以：“Wrice once，Run anywhere”。

   

   而且其他语言编写的程序，在编译后如果能够严格按照字节码文件的规范生成.class文件，也可以在JVM上运行。

7. 可移植性

   与C/C++不同，Java规范中没有“依赖具体实现的地方”。基本数据类型的大小以及有关运算都做了明确的说明。例如，Java中的int永远是32位的整数，而在C/C++中，int可能是16位整数、32位整数，也可能是编译器提供商指定的其他大小。在Java中，数据类型具有固定的大小，这消除了代码移植时令人头疼的主要问题。

8. 解释性

   Java为了实现与平台无关，自己维护了一套基于栈架构的指令集，Java源代码经过编译之后，字节码文件中的指令就是按照自己的指令集来组织的，但是在具体硬件环境中运行时，系统并不能识别，因为Java程序在执行时，Java解释器会逐条的将字节码文件中的指令翻译成CPU的指令集。

9. 高性能

   边解释边执行，垃圾会说等导致了Java代码运行效率偏低，近年来JVM也在不断的优化，比如：JIT(即时编译器)，热点代码探测，让Java程序的执行效率大幅提高，在有些场合不亚于C/C++。

10. 多线程

    Java在当时很超前。它是第一个支持并发程序设计的主流语言。多线程可以带来更好的交互响应和实时行为。并发程序设计绝非易事，但是Java在这方面表现出色，可以很好的管理这个工作。

11. 动态性

    Java与C/C++相比更加具有动态性。它能够适应不断发展的环境。库中可以自由的添加新方法和实例变量，而对客户端没有任何影响。在Java中找出运行时类型信息十分简单（反射的特性，后续会学到）

因此：Java不仅仅是一门编程语言，也是一个由一些列计算机软件和规范组成的技术体系。

2. 初识Java的main方法

2.1 main方法示例

任何一个语言都是从hello world开始的。

public class HelloWorld{public static void main(String[] args){System.out.println("Hello,world");}
}

如上 展示的就是最简单的一个Java程序，可能同学们看到后一头雾水，可以说，Java的main方法应该是当前主流编程语言中最“长”的。

代码解释

类和类名

class定义的叫做类（类型），和C语言中的结构体struct一样，后面跟的HelloWorld，就是类名（类型名）

类名有以下要注意的点

1. 类名必须是大驼峰例如：MaxNum、Max

   尽量使用英语，不要出现中文的拼音，除非是特殊的一些，例如：BaiDu、Alibaba

2. 如果这个类是public class 那么类名必须和文件名相同。

如果名字不相同，会报以下错误

java: 类Hell1oWorld是公共的, 应在名为 Hell1oWorld.java 的文件中声明

public

public叫做访问修饰限定符

main方法

至于其中的main方法必须这么写

public static void main(String[] args){}

public是访问修饰限定符

static是静态关键字

void叫做返回值

main叫做方法名，在Java中我们一般叫函数为方法

main函数后的原括号中的内容叫做形式参数，也就是String[] args，也叫做形参

String[] args是一个数组，是字符串类型的数组

举例

因为在C语言中int arr[]数组的类型是int [] , arr是数组名,所以在Java中干的事情就是将中括号放到了数组名前int[] arr。

string是字符串的意思

String[]就是字符串数组类型

方括号

在C语言中我们的方括号一般这样写

int main()
{}

在Java中我们这样写

public static void main(String[] args) {}

左括号与函数为同行，右括号与public中的p为同列，我们通过右括号就知道左括号与哪个右括号以及方法（函数）是匹配的。

System.out.println("hello world");

类似于我们C语言中的printf

Java中的println是非常强大的

System.out.println("helloworld123");
System.out.println(100);

不管println中是什么类型，都可以自动识别，是整数就打印整数，是字符串就打印字符串。

println中ln就是换行的意思，不换行就是print

总结

通过上述代码，我们可以看到一个完整的Java程序的结构，Java程序的结构由如下三个部分组成：

1.源文件（扩展名为*.java)：源文件带有类的定义。类用来表示程序的一个组件，小程序或许只会有一个类。类的内容必须包含在花括号里面。

2.类：类中带有一个或多个方法。方法必须在类的内部声明。

3.方法：在方法的花括号中编写方法应该执行的语句。

总结一下：类存在于源文件里面，方法存在于类中，语句存在于方法中。

补充

Java语法中的for循环用法和c语言中用法相同。

遍历main方法的形参中的String[] args字符串数组

public class HelloWorld {public static void main(String[] args){for(int i = 0;i<args.length;i++){System.out.println(args[i]);}System.out.println("haha");}
}
//-------------
//编译器运行结果为
//haha

数组名.length就是数组元素的个数，数组的长度

2.2 运行Java程序

集成开发环境IDE

例如：vs2019、IDEA

在集成开发环境中，只要点一下运行就可以了。

java的程序就运行起来了，但是Java的程序运行在哪里呢？

Java的程序时在JVM（Java Virtual Machine—Java虚拟机）上面进行运行的。

JVM在我们的JDK中

JDK->JRE->JVM

JDK叫做Java开发者工具

JRE叫做Java运行环境

JVM叫做Java虚拟机

所以如果我们编译一次产生的文件叫做字节码文件，再它通过Java虚拟机就可以运行起来。而且也可以把字节码文件传给他人，如果有JVM（与系统无关，这点很重要，不然无法做到编译一次，到处运行），直接使用Java命令，就可以进行运行。

这就是所谓的，编译一次，到处运行。

---

总结

Java是一门半编译型、半解释型语言。先通过编译程序把源文件进行编译，编译后生成的.class文件是由字节码组成的平台无关、面向JVM的文件。最后启动java虚拟机来运行.class文件，此时JVM会将字节码转换成平台能够理解的形式来运行。

注意：在运行Java程序前，必须先安装好JDK(Java Development Kit即Java开发工具包)，JDK里面就包含了javac和java工具，Java程序最终是在JVM(Java虚拟机)中运行的。

【面试题】JDK、JRE、JVM之间的关系？

JDK(Java Development Kit):Java开发工具包，提供给Java程序员使用，包含了JRE，同时还包含了编译器javac与自带的调试工具Jconsole、jstack等。

JRE(Java Runtime Environment):Java运行时环境，包含了JVM，Java基础类库。是使用Java语言编写程序运行的所需环境。

JVM：Java虚拟机，运行Java代码

编写和运行第一个Java程序时，可能会遇到的一些错误：

1. 源文件名后缀不是.java

2. 类名与文件名不一致

3. main方法名字写错：mian

4. 类没有使用public修饰

5. 方法中语句没有以分号结尾

6. 中文格式的分号

7. JDK环境没有配置好，操作系统不能识别javac或者java命令

3. 注释

注释是为了让代码更容易被读懂而附加的描述信息. 不参与编译运行, 但是却非常重要.时刻牢记! 代码写出来是为了给人看的, 更是为了给三个月后的你自己看的.

3.1 基本规则

Java中的注释主要分为以下三种

单行注释：// 注释内容（用的最多）

多行注释：/* 注释内容*/（不推荐）

文档注释： /** 文档注释 */（常见于方法和类之上描述方法和类的作用)，可以被javadoc工具解析，生

成一套以网页文件形式体现的程序说明文档

注意：

1. 多行注释不能嵌套使用

2. 不论是单行还是多行注释，都不参与编译，即编译之后生成的.class文件中不包含注释信息。

/**
文档注释：@version v1.0.0@author will作用HelloWorld类，入门第一个程序练习
*/
public class HelloWorld{/*多行注释：1. main方法是Java程序的入口方法2. main函数的格式是固定的，必须为public static void main(String[] args)*//**main方法是程序的入口函数@param args 命令行参数。*/public static void main(String[] args){// 单行注释：System.out.println是Java中标准输出，会将内容输出到控制台System.out.println("Hello World");}
}
------------------------------------------------------------------------------------
// 在cmd中，使用javadoc工具从Java源码中抽离出注释
// -d 创建目录 myHello为目录名
// -author 显示作者
// -version 显示版本号
// -encoding UTF-8 -charset UTF-8 字符集修改为UTF-8
javadoc -d myHello -author -version -encoding UTF-8 -charset UTF-8 HelloWorld.java

补充

在注释的内容是中文的时候，可能大部分的电脑会报错

原因

Windows系统中大部分电脑默认文件的编码格式为UTF-8，有些电脑会默认是GBK，javac执行的时候，是以GBK去编码的。所以如果用命令行的方式进行编译运行，会报错。

解决方法

让javac以utf-8进行编码

javac -encoding utf-8 HelloWorld.java
java HelloWorld

或者更改自己电脑的编码格式，更改为GBK

3.2 注释规范

1. 内容准确: 注释内容要和代码一致, 匹配, 并在代码修改时及时更新.

2. 篇幅合理: 注释既不应该太精简, 也不应该长篇大论.

3. 使用中文: 一般中国公司都要求使用中文写注释, 外企另当别论.

4. 积极向上: 注释中不要包含负能量(例如 领导 SB 等).

写代码养成的良好的变成喜欢之一就是习惯加注释，好的注释可以提高工作效率。

4. 标识符

在上述程序中，Test称为类名，main称为方法名，也可以将其称为标识符，即：在程序中由用户给类名、方法名或者变量所取的名字。

【硬性规则】

标识符中可以包含：字母、数字以及 下划线和 $ 符号等等。

注意：标识符不能以数字开头，也不能是关键字，且严格区分大小写。

关键字：class main

【软性建议】

• 类名：每个单词的首字母大写(大驼峰)

  大驼峰：HelloWorld

• 方法名：首字母小写，后面每个单词的首字母大写(小驼峰)

  小驼峰：maxNum

• 变量名：与方法名规则相同

• 不建议标识符以下划线开头，因为你也不知道那是几个下划线，虽然合法，但是不合理

对于代码的合法、合理的规范性是有的。

在阿里巴巴《Java开发手册-嵩山版》

选择题

下面那些标识符是合法的（BEF）？

A：class B：HelloWorld C：main D：123abc E：ARRAY_SIZE F: $name G: name:jim

只要合法，不要需要合理。

5. 关键字

通过观察上述程序可以发现，public、class以及static等颜色会发生变化，将这些具有特殊含义的标识符称为关键字。即：关键字是由Java语言提前定义好的，有特殊含义的标识符，或者保留字。

注意：用户不能使用关键字定义标识符。

在Java中关键字有很多，这里给大家列出来一部分，先了解下后序在逐一详细解释。