【Java】跟着小丛学Java第一阶段：基础语法

Java语言概述

Java语言概述

Java是一种高级编程语言，最初由Sun Microsystems于1995年推出。之后，Java逐渐成为了开发企业级应用程序和跨平台应用程序的首选语言之一。Java的设计理念是“一次编写，到处运行”，这也是Java的最大优势之一。

Java的运行时环境是Java虚拟机（JVM），JVM是Java实现跨平台的关键。Java程序通过编译器将Java源代码（.java文件）编译为字节码（.class文件），然后在JVM上运行字节码。因为JVM是跨平台的，所以Java程序可以在任何支持Java虚拟机的操作系统上运行。

Java语言特性

• 简单性：Java中有少量的关键字和语法，易于学习和使用。
• 面向对象性：Java是一种面向对象的编程语言，支持类、继承、多态、封装等面向对象的特性。
• 分布式：Java支持分布式计算，可以通过RMI和EJB等技术实现分布式计算。
• 可移植性：Java程序可以在任何Java虚拟机上运行，具有很高的可移植性。
• 安全性：Java有内置的安全机制，可以防止程序中的错误或恶意代码对系统造成损害。
• 多线程性：Java支持多线程编程，可以编写多线程应用程序。

Java技术应用

• Web应用程序：Java Web应用程序使用Servlet和JSP技术，可以构建动态网站和Web服务。
• 移动应用程序：Java可以使用Android SDK开发Android应用程序。
• 桌面应用程序：Java可以使用Swing和JavaFX等技术构建桌面应用程序。
• 企业级应用程序：Java可以使用EJB、Spring和Hibernate等框架开发企业级应用程序。

Java编程环境搭建

在开始使用Java进行编程前，需要先搭建Java开发环境。Java开发环境主要包括JDK和开发工具，本文将介绍在Windows系统上安装JDK 8和社区版IDEA的步骤。

安装JDK 8

1. 下载JDK 8安装包。在Oracle官网上下载JDK 8，选择适合Windows系统的版本并下载安装包。
2. 打开安装包并开始安装。选择JDK安装路径，并按照提示完成安装。
3. 配置Java环境变量。将Java安装路径添加到系统环境变量中：
   • 右键点击“此电脑”或“计算机”，选择“属性”>“高级系统设置”>“环境变量”。
   • 在“系统变量”中找到“Path”，并点击“编辑”。
   • 点击“新建”，输入Java安装路径的bin目录路径（例如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_271\bin），并点击“确定”。
4. 验证Java环境是否配置成功。在命令行输入“java -version”，如果显示Java版本信息，则配置成功。

安装社区版IDEA

1. 下载社区版IDEA安装包。在JetBrains官网下载社区版IDEA的安装包。
2. 打开安装包并开始安装。按照提示进行安装。
3. 打开IDEA并配置JDK。首次启动IDEA时，会提示进行一些设置，选择“Configure”，然后选择“Project Defaults”>“Project Structure”。在“Project SDK”中选择安装的JDK，并点击“OK”。
4. 创建Java项目。在IDEA中创建Java项目，在项目中创建Java文件并开始编写Java程序。

Java程序基础语法

数据类型

Java中的数据类型分为基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型

Java中的基本数据类型有8种：byte、short、int、long、float、double、char和boolean。

引用数据类型

Java中的引用数据类型包括类、接口、数组、枚举和注解。这些数据类型都需要通过new关键字创建对象后才能使用。

变量

在Java中声明变量需要指定变量的数据类型和变量名。变量名由字母、数字、下划线和美元符号组成，不能以数字开头。

Java变量的命名规范（也称为命名约定）：

• 变量名必须以字母、下划线或美元符号开头。
• 变量名不能以数字开头。
• 变量名只能使用字母、数字、下划线和美元符号。
• 变量名应该具有描述性，不应该使用缩写。
• 变量名应该以小写字母开头，如果变量名包含多个单词，则后续单词首字母大写（例如：firstName, lastName）。

运算符

Java中的运算符按照优先级从高到低排序，其中有大量运算符与其他编程语言相似：

• 算术运算符：+、-、*、/、%（取模）
• 关系运算符：==、!=、>、<、>=、<=
• 逻辑运算符：&&、||、！
• 位运算符：&、|、^、~、<<、>>、>>>
• 赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、<<=、>>=、>>>=
• 条件运算符（三目运算符）：？：

控制语句

条件语句

Java中的条件语句包括if语句、if-else语句、if-else if-else语句和switch语句。

if (条件) {
    //当条件为真时执行的代码
}

if (条件) {
    //当条件为真时执行的代码
} else {
    //当条件为假时执行的代码
}

if (条件1) {
    //当条件1为真时执行的代码
} else if (条件2) {
    //当条件2为真时执行的代码
} else {
    //当条件1和条件2均为假时执行的代码
}

switch (表达式) {
    case 值1:
        //执行的代码
        break;
    case 值2:
        //执行的代码
        break;
    default:
        //执行的代码
        break;
}

循环语句

Java中的循环语句包括while语句、do-while语句和for语句。

while (条件) {
    //当条件为真时执行的循环体代码
}

do {
    //循环体代码
} while (条件);

for (初始化; 条件; 增量) {
    //循环体代码
}

数组

在Java中，数组是一种容器，用于存储固定大小的同类型元素。可以使用以下语法声明和初始化数组：

数据类型[] 数组名称 = new 数据类型[数组长度];

例如：

int[] numbers = new int[5];

上述代码创建了一个名为numbers的整数数组，该数组具有5个元素。数组的下标从0开始，因此可以使用以下代码访问元素：

numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
numbers[2] = 30;
numbers[3] = 40;
numbers[4] = 50;

也可以将数组初始化为给定的值列表：

int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

可以使用循环遍历数组中的元素：

for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("Element at index " + i + ": " + numbers[i]);
}

字符串

字符串是一组字符。在Java中，字符串是不可变的，这意味着一旦字符串创建后，它的内容就不能被更改。

字符串可以使用双引号括起来，例如：

String name = "Cong";

也可以使用构造函数创建字符串：

String name = new String("Cong");

Java中的字符串可以使用一些常用方法，例如：

• length()：返回字符串的长度
• charAt()：返回指定位置的字符
• substring()：返回子字符串
• equals()：比较两个字符串是否相等

String name = "Alice";
System.out.println(name.length());  // 5
System.out.println(name.charAt(0));  // 'A'
System.out.println(name.substring(0, 3));  // "Ali"
System.out.println(name.equals("Alice"));  // true

Scanner

Scanner是Java中的一个实用程序类，可以从用户键盘输入读取数据。可以使用以下代码创建Scanner对象：

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

然后可以使用Scanner对象的各种方法读取不同类型的数据，例如：

• nextInt()：读取整数
• nextDouble()：读取双精度浮点数
• next()：读取字符串，遇到空格停止
• nextLine()：读取一行字符串，包括空格

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.print("请输入您的名字：");
String name = scanner.nextLine();

System.out.print("请输入您的年龄：");
int age = scanner.nextInt();

System.out.printf("您好 %s，您的年龄是 %d。\n", name, age);

scanner.close();

在上面的代码中，我们使用Scanner对象读取用户的输入，并将其存储在变量name和age中。最后，我们将这些值用于输出欢迎消息。

运行程序

要将Java代码转换为可以在计算机上运行的程序，我们需要进行编译和运行步骤。以下是一些常见的编译和运行Java代码的方法。

使用命令行编译和运行

• 将上一节的Java代码保存为一个.java文件，例如Hello.java。
• 打开终端或命令行界面，并导航到保存了Hello.java文件的目录。
• 输入以下命令来编译代码：javac Hello.java。这将生成一个名为Hello.class的字节码文件。
• 输入以下命令来运行程序：java Hello。这将执行Hello.class文件中的main方法

使用集成开发环境（IDE）

集成开发环境（IDE）是一种用于编写、调试和运行软件代码的软件。以下是一些常见的Java IDE：

• Eclipse
• IntelliJ IDEA
• NetBeans

IDE通常提供了一个图形用户界面，以便更轻松地编写和管理代码。在IDE中，我们可以直接创建一个新的Java项目，并将代码保存为.java文件。IDE会自动完成编译和运行代码等操作，提供了更为便利的开发体验。

常见问题和解决方案

在编写和运行Java代码时，可能遇到各种问题。以下是一些常见的问题和解决方案：

• javac命令无法识别：请确保已正确安装了Java开发工具包（JDK），并将JDK的bin目录添加到系统环境变量中。
• 编译错误：请仔细检查代码中是否存在语法错误或逻辑错误，并进行相应的更正。
• 运行错误：请仔细阅读控制台输出中的错误消息，并根据需要进行更正。

应用小练习

让我们来尝试一个小练习来巩固一下Java程序的基础语法吧！我们将编写一个Java程序，该程序可以计算输入的两个整数之和。

import java.util.Scanner;

public class SumCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入第一个整数：");
        int num1 = scanner.nextInt();

        System.out.print("请输入第二个整数：");
        int num2 = scanner.nextInt();

        int sum = num1 + num2;

        System.out.println("它们的和是：" + sum);

        scanner.close();
    }
}

在这段代码中，我们使用Scanner类来获取用户输入的整数。然后，我们将这两个整数相加，并将结果打印到控制台上。在代码中，我们还关闭了Scanner对象以避免资源泄漏。