Java基础

学习视频来自于B站 韩顺平 零基础30天学会Java。

1. Java概述（第一、二章）

1.1 Java基本介绍

  先看看 Java诞生的小故事 ：

1990年 Sun公司启动绿色计划；
1992年 创建oak语言-改名->Java
1994年 “开源界大佬”Gosling参加硅谷大会展示Java功能，震惊世界；
1995年* Sun公司正式发行Java的第一个版本；
2009年 甲骨文宣布收购Sun公司（包括Java版权）；
2011年 甲骨文正式发布Java7。

  Java拥有7~15的各版本，详见甲骨文Java SE支持路线图。由于Java8和Java11是长期支持版本（Longth-Term-Support, LTS），所以应用广泛。

   Java技术体系平台 包括三个：Java SE、Java EE、Java ME。

  Java学习路线会不断更新。 Java的应用 广泛，举例如下：

   Java的特点 包括：

1. Java语言是面向对象的（oop）；
2. Java语言是健壮的。Java的强类型机制、异常处理、垃圾自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。
3. Java语言是跨平台的。编译好的.class文件，可以借助对应的JVM运行在不同的操作系统上而不需要重复编译。
4. Java语言是解释性的。也就是编译后不能被机器直接执行，而需要解释器来执行（编译性语言在编译后就可以直接被机器执行）。
   注：解释型语言有javascript, PHP, java等； 编译性语言有C/C++等。

  Java具有多种开发工具，而我选择VSCode。

1.2 Java的运行机制及运行过程

   JVM (Java Virtual Machine, Java虚拟机) 是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器，包含在 JDK 中。对于不同的操作系统有不同的JVM。JVM机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了 “一次编译，到处运行” 。

   JDK (Java Development Kit, Java开发工具包) 是提供给Java开发人员使用的，其中包含了Java的开发工具和JRE。 JRE (Java Runtime Environment, Java运行环境) 包括JVM和Java程序所需的核心类库等。如果想运行一个编译好的Java程序（.class），计算机只需要安装JRE即可。

JDK = JRE + 开发工具集（java, javac, javadoc, javap等）
JRE = JVM + Java SE标准类库（Java核心类库）
编译过程只需要用到各种Java开发工具；运行.class文件只需要JRE即可。

编译过程 就是通过编译工具javac将java源文件编译成JVM可以识别的字节码文件。 运行过程 就是通过运行工具java.exe对字节码文件进行执行，本质就是将.class装载到JVM机执行。

1.3 Java环境配置

  由于我选择的安装环境为VSCode，所以我就直接查看VSCode的官方文档"在VS Code中开始使用Java"。注意这个安装过程需要三大件：JDK、VSCode、VSCode中对应的Java扩展。可以发现，帮助文档中 Coding Pack for Java 一节提供的程序可以在 Windows / MacOS 系统中一键安装上述三大件，而且是缺啥补啥，非常好用。

常见问题梳理

• 1. DOS命令行（win+r->cmd）输入javac会提示javac 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。
     原因分析： 没有配置环境变量Path。如果当前执行的程序在当前目录不存在，win10系统就会寻找环境变量Path的所有目录。如果都没有，就会出现上述错误，反之就会看到参数提示信息。
     解决方法 此电脑->属性->搜索“高级系统设置”->“环境变量”->点击Path后“新建”变量值“JAVA_HOME”变量名为JDK路径->点击Path后“编辑”->“新建”“%JAVA_HOME%\bin”。
• 1. 在VSCode运行Java程序会显示错误: 编码 GBK 的不可映射字符(8x97)。
     原因分析： 这是因为在oracle官网下的在JDK是国际版的，当我们在使用javac编译的时候编译程序首先会获取当前操作系统默认的编码格式GBK，然后JDK就把Java源文件从GBK编码格式转换为Java内部默认的unicode编码格式放入计算机内存中，再然后javac会把转换格式后的文件进行编译成class文件，最后将unicode编码格式的class文件从内存写入到磁盘当中。问题就是出现在这个过程当中，由于vscode默认是utf-8编码格式，而编译的时候认为文件是GBK编码格式，所以出现了错误。
     解决方法： CSDN博文 vscode下解决：“错误: 编码 GBK 的不可映射字符”。
• 1. 我忽然发现自己代码的中文注释全变成问号，而且按照上述2的方法还改不过来。
     原因分析： 回忆一下最开始出现了乱码后，很慌，点击了“通过编码保存”后选了GBK，但是还是乱码。此时，保存的文本全是问号，已经寄了，救不回来了。
     解决方法： 我只能重新敲一遍。

1.4 Java快速入门

需求说明：开发一个Hello.java程序，可以输出“Hello Java!”程序。
开发步骤：

1.将代码编写到拓展名为Hello.java文件进行编译。
2.通过javac命令对上述文件进行编译，生成.class文件。
3.通过java命令对生成的class文件进行运行。

编写程序Hello.java：

// 程序功能：输出“Hello Java！”
//1.public class Hello 表示Hello是一个public类(公有的类)
//2.Hello{}表示一个类的开始和结束
//3.public static void main(String[] args)表示一个主方法，即程序的入口
//4.main后面的{}表示方法的开始和结束
//5.System.out.println("Hello Java!");表示输出字符串到屏幕
//6.分号表示语句的结束
public class Hello {// 编写一个main方法public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello Java!");}
}

然后依次在DOS命令行输如javac Hello.java和java Hello即可看到输出。

• 可能的问题：

1. 可以成功编译生成.class文件，但是却无法运行。
   原因分析及解决方法： 环境变量中有一个错误的classpath，删掉即可。
   参考： CSDN博文JDK8版本JAVA运行错误：找不到或无法加载主类 HelloJava的原因及解决方案。

• Java开发注意事项和细节说明

1. Java源文件以 .java 为扩展名。源文件的基本组成部分是类(class)，如本类中的Hello类。
2. Java应用程序的执行入口是main()方法。它有固定的书写格式：
   public static void main (String[] args) {...}
3. Java语言严格区分大小写。
4. Java方法由一条条语句构成，每个语句以“;”结束。
5. 大括号都是成对出现的，缺一不可。[习惯，先写 {} 再写代码]
6. 一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限。且编译后每一个类都会生成对应的.class文件。【示例】
7. 如果源文件包含一个public类，则文件名必须按该类名命名！
8. 一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限，也可以将main方法写在非public类中，然后指定运行非public类，这样入口方法就是非public的main方法。【示例】

对于上述注意事项的代码示例：

//本程序用于输出“Hello Java”
public class test {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello Java!");}
}// 6. 一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限。
class Dog {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello 小狗狗~");}
}// 6. 一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限。
class Tiger {public static void main(String[] arg) {System.out.println("Hello 小老虎~");}
}

• 命令行运行结果（注意保存）：

PS C:\Users\liam\Desktop\Java学习\代码> java Dog
Hello 小狗狗~
PS C:\Users\liam\Desktop\Java学习\代码> java Tiger
Hello 小老虎~
PS C:\Users\liam\Desktop\Java学习\代码> java test
Hello Java!

1.5 Java学习方法

要学习一项技术要明确6点：

1. 需求
2. 尝试使用传统方法解决
3. 新技术的优势
4. 学习基本原理/语法
5. 做一个基本的程序
6. 深入研究注意事项、使用规范等。

1.6 Java转义字符

Java中常用的转义字符（Escape character）包括：

• \t：一个制表位，实现对齐功能
• \n：换行符
• \\：一个\
• \"：一个"
• \'：一个’
• \r：一个回车

代码示例：

//本程序演示转义字符的使用
public class test {public static void main(String[] args) {System.out.println("北京\t天津\t上海");// 制表位System.out.println("Jack\nSmith\nMary");// 换行符System.out.println("C:\\Windows\\System32\\cmd.exe");// 输出地址System.out.println("\\\\n");// 输出\\nSystem.out.println("\"Rorschach said \'Never Compromise!\'\"");// 输出双引号""、单引号''System.out.println("冬奥会吉祥物是\r冰墩墩");// 回车就是光标回到本行最开始System.out.println("冬奥会吉祥物是\r\n冰墩墩");// 回车+换行(回车显得很没用)// 小练习System.out.println("书名\t作者\t价格\t销量\n三国\t罗贯中\t120\t1000\n");}
}

编译后运行结果：

北京    天津    上海
Jack
Smith
Mary
C:\Windows\System32\cmd.exe
\\n
"Rorschach said 'Never Compromise!'"
冰墩墩吉祥物是
冬奥会吉祥物是
冰墩墩
书名    作者    价格    销量
三国    罗贯中  120     1000

• 小技巧：若文件名过长，控制台输入Tab键可以自动补全文件名。
• 初学Java易犯错误：
  

  1. 找不到文件
     解决方法：源文件不存在或写错，或者当前路径错误。
  2. 主类名和文件名不一致
     解决方法：声明为public的主类应与文件名一致，否则编译失败。
  3. 缺少分号
     解决方法：编译失败，注意错误出现的行数，再到源代码中指定位置修改。
  4. 不好修改的错误：逻辑错误、环境错误等，以后再说。

1.7 Java文档注释

  好的注释是一个开发者的必修课。文本注释只可以在代码中查看，但是文档注释可以生成网页API，所以用的非常多。下面看注释的简易示例：

/**
* @author 虎慕
* @version 软件版本1.0
*/
public class test {public static void main(String[] args) {// 这是一个单行注释/** 这是* 一个* 多行注释，这里每一行的星号是自动补全*/}
}

然后运行javadoc -d c:\\Users\\liam\\Desktop\\Java学习 -author -version test.java就会在对应位置生成html文件。

更多javadoc标签查看博客园文章 java文档注释–javadoc标签。

1.8 Java代码规范

下面给出一些常用的编码规范：

1. 类、方法的注释，要以javadoc的方式来编写。
2. 非Java Doc的注释，往往是给代码的维护者看的，着重告述读者为什么这样写，如何修改，注意什么问题等。
3. 使用tab操作实现缩进默认整体向右边移动；用shift+tab整体向左移。
4. 运算符、‘=’ 两边习惯性各加一个空格。比如：2 + 4 * 5 + 345 -89
5. 源文件使用utf-8编码（因为要配合DOS命令行，才需要GBK）。
6. 行宽度不要超过80字符。
7. 代码编写要遵循 行尾风格 或 次行风格 （指大括号，推荐前者）。

更完整的代码规范可以参考《阿里巴巴Java开发手册终极版(1.3.0)》

1.9 DOS常用命令（了解）

  DOS（Disk Operating System, 磁盘操作系统）可以直接操纵管理硬盘的文件，简单来说就是windows的目录结构。下面是DOS指令基本运行原理：

  下面介绍绝对路径与相对路径。假设现在存在如下目录结构：

若当前在abc1文件夹的test100文件夹下，要想访问hello.txt文件，那么
绝对路径 就是从顶级目录开始定位，形成的一个路径，如d:\abc2\test200\hello.txt。
相对路径 就是从当期路径开始定位，形成的一个路径，如..\..\abc2\test200\hello.txt。
上面的..\表示返回上一级目录，到达顶级目录便会自动停止（多写没关系）。

• 常用的dos命令

1. cls：clear screen，清屏
2. help 命令：查看当前命令的帮助
3. exit：退出DOS
4. md ADRESS：make directory，创建文件夹，如md c:\新建文件夹。
   rd ADRESS：remove directory，移除文件夹，如rd c:\新建文件夹。
   cd /D ADRESS：change directory，切换到其他盘下。
   cd ADRESS：切换到当前盘的其他目录下（可以使用相对路径和绝对路径）。
   cd \：直接切换到当前盘的顶级目录。
5. copy 文件名 路径名：拷贝文件。
   del 文件名：删除文件。
   move 文件名 路径名：剪切文件。
   echo 内容 > 文件名：输入内容到文件，如echo hello > abc.txt。
6. dir ADRESS：查看当前目录是有什么，不加地址就默认当前文件夹，如dir c:\users。
   tree ADRESS：查看指定目录下的所有子级目录，无地址默认展示当前盘所有目录。

更多指令可以暂时查看博客园文章 “DOS命令大全”。
进一步学习可以查看B站 Linux课程 “2021韩顺平 一周学会Linux”。

2. 本章作业

2.1 编写Hello World程序

需求：在屏幕上输出 Hello World!

源代码：

public class test {public static void main(String[] arg) {System.out.println("Hello World!");}
}

2.2 输出信息-程序

需求：将个人的基本信息（姓名 身高 体重 年龄）打印到控制台上。每条信息各占一行。

考察知识点：对于转义字符的使用。

源代码：

public class test{public static void main(String[] arg){System.out.println("姓名\t虎慕\n身高\t175cm\n体重\t80kg\n年龄\t22year");}
}

编译后运行结果：

姓名    虎慕
身高    175cm
体重    80kg
年龄    22year

2.3 JDK、JRE、JVM-简答

问：JDK、JRE、JVM三者的关系是什么？
答：

JDK = JRE + Java开发工具
JRE = JVM + 核心类库

2.4 环境变量path-简答

问：环境变量path配置及其作用？
答：

配置过程：先配置JHAVA_HOME指向JDK安装的主目录；再编辑path增加%JAVA_HOME%\bin。
作用：环境变量的作用是为了在DOS的任意目录，可以使用java和javac命令。否则，只能在当前目录使用。

2.5 Java编写步骤-简答

问：总结一下Java的编写步骤。
答:

1. 编写Java的源代码；
2. javac 编译，得到对应的.class字节码文件；
3. java 运行，本质就是将字节码文件加载到JVM运行。

2.6 Java编写规范-简答

问：Java编写的7个规范是什么？
答：

1. 类、方法的注释，使用javadoc的方式，即文档注释。
2. 非javadoc的注释，往往是对代码的说明（给程序的维护者），说明如何修改、注意事项等。
3. Tab整体右移，Shift+Tab整体左移。
4. 运算符和等号两边，要习惯性的空格。
5. 源码文件使用UTF-8编码。
6. 行宽的字符不要超过80个。
7. 编程风格有行位风格和次行风格（建议前者）。

2.7 易犯错误-简答

问：总结初学者易犯错误。
答：

1. 编译或运行时找不到文件。
2. 主类名和文件名不一致。
3. 缺少分号 ; 。
4. 拼写错误。

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