JAVA開發語言介紹「java語言概述題庫」

Hello ,歡迎來到Java的世界!本書適用於零基礎且有興趣學習Java編程的小夥伴,全程會以理論和實踐相結合的方式,手把手地教你用Java開發出自己的程序。你是否已經迫不及待了呢?現在就隨我一起來探索Java的學習之道吧!

本章我會帶領大家一起來認識Java這門高級編程語言,在學習一個新技術時,應該從3個方面入手。首先,它是什麼?其次,它能幹什麼?最後,如何使用?大家需要記住這3個步驟,我們後續的講解都是按照這個模式進行的。好了,接下來就開始我們的Java初體驗。

1.1 Java概述

本節帶領大家了解Java的基本知識、運行原理、體系結構、Java的用途,以及如何使用Java進行編程。

1.1.1 什麼是Java

眾所周知, IT是一個高速發展、技術更迭日新月異的行業。隨着編程技術的不斷發展、更新,越來越多的編程語言層出不窮,令大家不知如何選擇。面對種類繁多的編程語言,零基礎的初學者究竟應該選擇哪種編程語言來入門呢?掌握哪門編程語言能夠更好地應對IT技術日益革新、多態化發展的大趨勢呢?綜合以上思路,這門語言應該具備以下特質:

容易上手;

適用於多平台;

多行業;發展穩定；

開發需求量大。

什麼語言這麼強大,可以滿足這些要求呢?沒錯,就是Java, Java是由Sun ( Stanford UniversityNetwork)公司於1995年5月23日正式推出的一套計算機高級編程語言,它擁有20多年的發展歷史,這足以表明Java很穩定。

Java適用於多個領域,從早期的終端設備到現在流行的電商、桌面管理軟件、機頂盒設備、車載導航.安卓移動端等,涵蓋面非常之廣,並且可以做到跨平台,無論是Windows系統、Linux系統,還是Mac OS系統,都可以運行Java程序。

多年以來, Java始終在編程語言排行榜中名列前茅(見圖1-1) ,是全球範圍內使用人數最多的編程語言之一。同時,市場對Java開發工程師的需求量也很大,在各大招聘網站上, Java相關崗位的招聘信息非常多。

圖1-1

Java是面向對象的編程語言,面向對象是一種易理解、上手快的編程思想,同時Java提供了功能非常強大的系統類庫,多種多樣的工具類任你使用,開發者只需要關注業務邏輯,然後根據具體需求去調用這些工具類即可,底層的具體實現不需要關注。因此,相比於C++這種偏向底層的高級編程語言, Java更容易上

Java語言具備如下特點。

1,簡潔高效

Java語言非常簡潔,相比於C++中頭文件、指針等各種抽象的概念, Java更好理解、便於上手,同時還提供了功能強大的系統類庫,使開發變得更加簡潔高效。

2.跨平台

程序在不同平台的兼容性問題一直困擾着開發者,如果我們開發的程序能夠無障礙地同時運行在

Windows, Mac OS和Linux系統中,那是多麼美妙的一件事。Java就幫我們實現了這個美好的願望,一套代碼可以在多種平台上運行。

3.面向對象

面向對象是一種編程思想,這種編程思想的誕生,對於軟件工程有着劃時代的意義。開發者告別了面向過程開發的煩瑣步驟,從一個新的維度重新解讀編程這件事,極大地提升了軟件開發效率和能力, Java就是這樣一種面向對象的高級編程語言。

4.分佈式計算

Java提供了一套網絡操作類庫,很適合開發分佈式計算的程序,開發者可以通過調用類庫進行網絡程序開發,實現分佈式特性。

5.健壯性

Java提供了非常強大的排錯機制,在程序編譯階段就可以檢測出程序中的錯誤,無需等到運行時才暴露出存在的問題。同時在運行階段會再一次進行相應的檢查,多種手段保證了程序的穩定性和健壯性。

6.可處理多線程

線程是進程的基本單位,是程序開發中必不可少的一種基礎資料, Java提供了良好的多線程處理機制,使程序具備更為優秀的交互性。

好了,聽完了這些,你是不是已經迫不及待地想要開始學習Java了呢?別著急,我們說過,學習新技術,首先應該了解它是什麼?其次要了解它能幹什麼,接下來,我們就來一起看看Java有哪些方面的實際應用。

在全球範圍內,選擇Java作為後台開發語言的公司數不勝數,比較知名的國外互聯網公司包括Google、YouTube、Amazon、Twitter等,國內的知名公司有阿里、騰訊、百度、新浪、搜狐等。尤其是在電商領域,大部分公司都在使用Java ,包括天貓、京東、蘇寧易購、噹噹、美團等,這麼多知名企業都選擇Java作為開發語言,你還在猶豫什麼呢?

1.1.2 Java的運行機制

簡單來講, Java開發可分為3步:

1、在後綴為java的文件中編寫Java程序,此文件稱之為Java源文件;

2、通過編譯器將源文件編譯為後綴為class的位元組碼文件;

3、計算機讀取位元組碼文件運行程序。

運行原理如圖1-2所示。

圖1-2

我們可以這樣理解, Java源文件是開發者編寫的,以開發者自己能看懂的方式去編寫代碼,但是計算機無法直接識別編寫好的程序,因為計算機只能識別二進制的數據,相當於兩者語言不通,要進行交流就必須有翻譯,編譯器就是這個翻譯,它可以將開發者編寫的程序翻譯成計算機能識別的二進制數據,即將Java源文件編譯為位元組碼文件,這樣一來計算機就可以運行程序了。

Java程序並不是運行在計算機底層的,Java擁有自己的虛擬計算機,這個虛擬的計算機有自己的內存,有自己的磁盤,我們把它叫作Java虛擬機(Java Virtual Machine , JVM )。所有的Java程序都是運行在JVM上的,正是因為有了JM這樣一種機制, Java程序才能做到跨平台,不同的操作系統只要可以安裝JVM ,就可以運行Java程序。JVM可以將不同操作系統的底層運行機制進行屏蔽,讀取與平台無關的位元組碼文件,由Java解釋器將JVM的程序運行在不同的平台上。編譯好的位元組碼文件只需要識別JVM ,而不需要關心更底層的操作系統,由JVM去適應並識別不同的操作系統,如圖1-3所示。

圖1-3

舉一個生活中的例子,一個中國商人,需要同時跟來自美國、意大利和德國的3個客戶洽談合作,但是中國商人只會說漢語,所以他高價僱傭了一個同時精通英語、意大利語、德語的高級翻譯,幫他把漢語分別翻譯給來自美國、意大利和德國的客戶,這樣就可以無障礙地溝通並完成合作了。

在這個例子中,中國商人相當於Java源程序,高級翻譯相當於JVM ,而來自美國、意大利、德國的客戶相當於不同的操作系統。

1.1.3 Java 大體系

Java語言後來衍生出3個體系分支,分別是J2SE, J2ME, J2EE

J2SE (Java2 Platform Standard Edition )定義了Java的核心類庫,包含了各種常用組件,是Java開發的基礎

J2ME (Java2 Platform Micro Edition )是基於J2SE衍生出的專用於移動設備的開發組件,如手機、機頂盒、車載導航等。

J2EE (Java2 Platform Enterprise Edition )是基於J2SE擴展出的企業級開發組件,提供了Java Web相關的開發組件,如Servlet, JSP等,是Java開發的主流技術。

2005年之後,三大體系被重新命名,其中J2SE更名為Java SE, J2ME更名為Java ME , J2EE更名為Java EE,在三大體系中, Java SE是核心, Java ME和Java EE是在Java SE的基礎上發展起來的,如圖1-4所示。

圖1-4

1.2搭建Java開發環境

上一節我們學習了Java的基本概念,了解了Java的運行原理。Java程序必須依賴於JM才能運行,所以開發Java程序的第一步就是在計算機上安裝Java環境,本節就帶大家一起來安裝和配置Java環境。

1.2.1安裝配置Java10

Java經歷了這麼多年的發展,最新的版本是Java10 (作者在編寫本書時的最新版) ,我們就以Java10為例,給大家演示如何安裝和配置Java環境。首先我們需要了解什麼是Java環境,有兩個重要的概念我們需要掌握——JRE和JDK.

JRE (Java Runtime Environment )是Java的運行環境,包括JM和Java基礎類庫,一台計算機要運行Java程序,就必須有JRE

JDK (Java Development Kit )是Java開發包,它包含JRE和編譯Java源文件的編譯器,我們要在一台計算機上進行Java程序開發,就必須安裝JDK,

由此可知,JRE是Java程序運行環境, JDK是Java程序開發環境,而JDK包含了JRE ,我們只需要安裝JDK即可。

1.下載JDK

(1)打開Java官方網站,選擇”JDK Download”下載JDK10.0.2 (作者在編寫本書時的最新版) ,如圖1-5所示。

(2)在打開的新網頁選中”Accept License Agreement”選項,如圖1-6所示。

圖1-5

圖1-6

(3) 根據你的操作系統選擇對應的JDK安裝文件,這裡我們選擇Windows系統下的JDK,如圖1-7所示。

圖1-7

（4）下載好的安裝文件如何1-8所示。

圖1-8

2.安裝JDK

(1)找到JDK安裝文件,雙擊鼠標左鍵運行該文件。

(2)一直單擊”下一步按鈕,全部選擇”默認”即可。

3,配置環境變量

(1)配置path環境變量使計算機在運行程序時可以找到Java程序的路徑。

(2)配置classth可以設置class文件的路徑信息。

配置環境變量的具體步驟如下所示。

(1)找到自己安裝Java的路徑,複製下來留着下一步備用,如圖1-9所示。

(2)計算機一屬性一高級系統設置一高級一環境變量一系統變量,點擊”新建”,為變星起名”JAVA_HOME” ,變量值設置為上一步複製的路徑,如圖1-10所示。

圖1-9

圖1-10

(3)在Path路徑的開頭添加”%JAVA_HOME%bin;” ,如圖1-11所示。

圖1-11

4. 檢測是否安裝成功

（1）按Windows+R組合鍵，輸入cmd，單擊「確定」按鈕打開終端，如圖1-12所示：

圖1-12

（2）在終端輸入「javac」以及「java」，如果安裝成功就可以看到如圖1-13和圖1-14所示的信息。

圖1-13

圖1-14

（3）若出現「javac/java不是內部命令」字樣，則表示環境配置失敗，需要重新配置。

（4）輸入「java-version」，可以查看java的版本信息，如圖1-15所示。

圖1-15

1.2.2 Java程序開發步驟

想必讀到這裡,大家都已經成功地配置好了Java環境,準備工作就緒,接下來我們就可以正式開始寫代碼了。

我們的第一個Java程序是輸出”Hello World”。在D盤新建一個文件夾,命名為java ,進入java文件夾,新建一個名為Helloworld java的文件,這就是Java源文件。接下來,用記事本或者其他編輯器打開文件來編寫代碼,如代碼1-1所示。

代碼1-1

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

我們之前介紹過, Java程序開發分三步:第一步編寫,第二步編譯,第三步運行。代碼1-1編寫完成之後,我們需要進行第二步:編譯。

(1)打開CMD終端(按Windows+R組合鍵,然後輸入”cmd” ) ,用”d:”命令進入計算機的D盤,然後通過cd命令進入Java程序所在的文件夾,如圖1-16所示, Helloworld.java保存在D盤的java文件夾中。

(2)如圖1-17所示,使用javac HelloWorldjava合令編譯HelloWorld.java文件。

(3)如圖1-18所示,在編譯成功後,會看到D:/java文件夾中自動生成了一個HelloWorld.class文件,該文件就是我們之前提到的位元組碼文件, JVM就是通過讀取這個文件來運行程序的。

圖1-16

圖1-17

圖1-18

（5）如圖1-19所示，使用java HelloWorld命令來運行java程序，計算機打印輸出了「HelloWorld」字符串。

圖1-19

成功!這裡對代碼進行簡單的說明, public static void main(String[] args)是程序的入口,我們希望計算機執行的代碼都寫在這裡,大家可以先這樣理解,後面我們會詳細講解main方法。

注意事項:

編譯程序的命令是javac;

運行程序的命令是java;

編寫代碼時注意字母的大小寫, Java程序對大小寫敏感。

1.3 小結

作為本書的開篇內容,本章首先為大家介紹了Java的基本運行原理、體系結構以及Java能開發哪些應用程序,讓初學者對Java有一個基本的認識和概念。介紹完Java的基本概念,接下來為大家講解如何安裝配置Java環境,第一步安裝JDK,第二步配置環境變量,完成之後就可以在計算機上開發Java程序了。Java程序開發共分為3個步驟:第一步編寫Java源代碼,第二步將Java源代碼編譯成JVM能識別的位元組碼文件,第三步計算機讀取位元組碼文件並運行程序。

我們在學習一個新知識的時候,首先是要了解它是什麼,它能做什麼,然後才是怎麼使用。本章對這3個問題做了詳細解答,為後續的深入學習做好了鋪墊。