JAVA基础编程—

JAVA是什么

和C/C++，Python等编程语言类似，JAVA也是一种编程语言。

虽然都是面向对象的语言类型，但个人觉得JAVA语言的入门难度可能要在C/C++和Python之间，整体来说要比C/C++友好一点。这点对于想要学习一门应用广泛的编程语言来说比较更容易上手一点。

JAVA分类

这里说的分类说的是开发分类，从总体上来说，JAVA在开发上可以分为三类：

JAVA EE(JAVA企业级开发)
JAVA SE(JAVA标准版)
JAVA ME(JAVA嵌入式开发)

三者的区别为：

J2SE：JAVA 2 Platform Stardard Editon(2005年之后更名为JAVA SE)，主要包含构成JAVA语言核心的类，比如：数据库连接、接口定义、数据结构、输入/输出、网络编程
J2EE：JAVA 2 Platform Enterprise Editon(2005年之后更名为JAVA EE)，主要包含SE中的所有类，并还包含用于开发企业级应用的类，比如：EJB、Servlet、JSP、XML、事务控制，也是JAVA应用的主要方向，一些公司的系统大多基于此架构
J2ME：JAVA 2 Platform Micro Editon(2005年之后更名为JAVA ME)，主要用于消费类电子产品的软件开发，比如：智能卡、手机、机顶盒等

从上面的描述可以看出，不管是JAVA EE还是JAVA ME，都是以JAVA SE为基础的，因此作为基础学习的话，JAVA SE应该是可以满足学习需求的。

JAVA优点

在JAVA自身具有的有点外，相较于其它编程语言，如C/C++，JAVA更有其优点，主要有：
简洁有效：这点是相较于C/C++来说，简化了设计，省略了某些概念
可移植性
面向对象
解释型语言
适合分布式计算
性能较好：由于JAVA是解释型语言，所以在执行效率来说就会有所不足，但同时JAVA也采用了其它手段增加其性能：
- JAVA语言源码编写完成后，会先使用JAVA伪编译器进行伪编译，将其转换为中间码，再进行解释
- JAVA语言提供了一种准实时(Just-in-Time, JIT)编译器，当需要更快的速度时，JAVA语言可以使用JIT编译器将中间码转换为机器码，然后将其进行缓冲，提高执行速度
健壮性
多线程处理
安全性
动态特性：这里的动态特性包括：
- 在JAVA语言中，可以简单、直观地查询运行时的信息
- 可以将新代码加入到一个正在运行的程序中
结构中性：这点是对JAVA编译器生成的对象文件来说的，也就是说，JAVA编译器通过伪编译后，将生成一个与任何操作系统无关的中性的中间码(字节码)，使其能够兼容于当今大多数计算机操作系统，在任何机器上都能够进行解释，易于动态翻译为机器代码

JAVA是解释型语言

关于JAVA是解释型语言这点来说，可能会觉得难以理解。

对于C/C++来说，从源码到可执行程序要经过编译、链接步骤，因此称C/C++为编译型语言。对于Python来说，源码编写完毕后，程序执行是由解释器对源码进行逐行解释，然后执行的，因此Python程序都是透明的。

而之前提到，JAVA的源码编写结束后，也需要编译，才能进行执行。但是JAVA却并不能称之为是编译型语言。首先JAVA的代码处理过程为：

从上图可以看出，JAVA的源码文件后缀名为.java，这样的程序文件必须经过编译，编译之后会形成.class的文件(字节码文件)，而后在计算机上执行，但解释程序的计算机并不是真正意义上的计算机，而是一台软件和硬件模拟出来的计算机——JAVA虚拟机(JAVA Virtual Machine, JVM)。

JAVA中的所有程序都是在JVM上运行的，JVM读取并处理经过编译的与平台无关的字节码.class文件，JAVA解释器负责将JVM的代码在特定的平台上运行。

可以理解为.class文件只有一份，而不同操作系统上的JVM是不同的，不同JVM对相同的.class文件按照平台特定进行解释，从而运行程序。因此.class也被称为中间码(字节码)。

JVM最大作用表现在对平台的支持上，所有要解释的程序都放在JVM上执行，并且不同版本的JVM匹配不同的平台，这样的话程序就可以在任何平台上运行。而C/C++的程序在不同的平台上迁移需要进行重新编译才可运行。JAVA程序的这种运行方式虽然没有C/C++程序直接运行在操作系统上性能高，但是随着硬件技术的发展，这种性能上的差距已经变得很小了。

JAVA环境配置

在C/C++的编程中，环境配置可能需要编译器、标准库和一些必要的组件，Python环境配置会要求配置解释器和一些基本的库。

而JAVA的环境配置中很重要的一个组件就是JDK(JAVA Development Kit)。JDK中重要的是编译器和开发工具。

而JRE(JAVA Runtime Environment, JAVA运行环境)则包含一些必要的组件，如JVM、JAVA核心库和支持文件等，并不包含编译器、调试器和其它工具。

现在的JDK安装之后，应该上述的内容都完成配置了，JDK则需要在Oracle的官网获取。

在完成JDK下载安装之后，还需要将安装目录下的bin目录包含进环境变量的path中，

Hello World

JAVA中源程序文件后缀名为.java，并且其main函数的写法也与C/C++不同，Hello World的写法在JAVA中可能是：

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

上面的程序要执行要经过两个步骤：

// 编译
javac Hello.java

执行完编译后，会生成.class文件，此时的文件目录可能是：

Hello.class
Hello.java

然后利用JVM对编译后的程序进行解释：

java Hello

main

这里看一下JAVA中main程序入口的写法。

在JAVA中，类是JAVA中的基本组成元素，而所有的JAVA程序一定要在类的管理之下，main也不例外。而定义一个类的格式可能为：

[public] class classname {}

其中public可以根据实际需要进行说明，为可选项，但是是否存在public表示对类的定义不同，主要存在两种形式：

public class：类名必须和文件名称保持一致，否则程序将无法编译，在一个.java中只能有一个public class
class：类名可以和文件名称不一致，但是生成的是class定义的名称，在一个.java程序中可以同时存在多个class定义，编译之后会分为不同的.class文件

比如这里将上面的程序改写为：

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

这样编译后生成的文件目录为：

Hello.class
Hello.java
SecondClass.class

而若改变public class的类名导致与文件名不一致则会报错。

在C/C++中，main表示主程序的入口，在JAVA中main也表示主程序入口，所有的程序代码都要由此开始运行。

而JAVA中所有程序都是通过类进行管理的，因此在JAVA中main也要放在一个类中，main的格式为：

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

在JAVA中，一般将main所在的类称为主类，一般主类都是用public class声明，其它类使用class定义。

从上面的代码看出，JAVA语句后也是要加分号的，这点与C/C++是一致的。

同时JAVA中打印输出也变成了：

// 自动换行
System.out.println("String");
// 不换行
System.out.print("String");

CLASSPATH

在之前配置JAVA环境的时候，提到JDK安装完毕后会在环境变量中设置path以方便用户在命令行中直接调用，而对于一些第三方工具包或自己开发的一些小工具，则可以通过配置CLASSPATH以方便用户调用。

如之前程序，在javac编译后若要使用java命令进行解释执行的话，则需要保证在.class所在的目录下执行该命令，而若不在该目录则会报错。此时可通过配置CLASSPATH来实现异目录调用：

SET CLASSPATH=path

这里的path表示.class所在的目录。

在修改完CLASSPATH后再回到.class所在的目录下，执行java命令会发现报错。这是因为CLASSPATH指明的是类的运行路径，在执行java命令的时候，对于操作系统来说相当于启动了一个JVM，JVM在运行时需要通过CLASSPATH加载所需要的类，而默认情况下CLASSPATH是指向当前目录的，而若改变了CLASSPATH的值，则可能会在回到当前目录后指定当前目录的.class文件报错。

因此最好还是不要使用上述的命令配置CLASSPATH的值，保持默认在当前目录就好。在真正有需要时再进行配置。

当然，该变量可以在环境变量中配置，不过仍要小心配置。

而虽然PATH和CLASSPATH都表示路径，但两者也是有区别的：

PATH：表示操作系统的环境属性，指明的是可执行程序的路径
CLASSPATH：表示所有.class文件的执行路径，java命令执行时将利用此路径加载所需要的.class文件