《Java从小白到大牛》之第3章 第一个Java程序

作者: tony关东升 | 来源:发表于2017-09-25 09:33 被阅读66次

    《Java从小白到大牛》纸质版已经上架了!!!

    本书第一个Java程序是通过控制台输出HelloWorld,以这个示例为切入点,向大家系统介绍Java程序的编写、Java源代码结构以及一些基础知识。

    在Java中,程序都是以类的方式组织的,Java源文件都保存为.java文件当中。每个可运行的程序都是一个类文件,或者称之为字节码文件,保存为.class文件。要实现在控制台中输出HelloWorld示例,则需要编写一个Java类。

    3.1 使用Eclipse实现

    HelloWorld示例可通过多种工具实现,这一节首先介绍如何通过Eclipse实现。

    3.1.1 创建项目

    在Eclipse中通过项目(Project)管理Java类,因此需要先创建一个Java项目,然后在项目中创建一个Java类。

    Eclipse创建项目步骤是:打开Eclipse,选择菜单“文件”→“新建”→“Java项目”,打开新建Java项目对话框,如图3-1所示。

    下面简要说明图3-1所示各个选项:

    • 项目名:是要创建的项目名称。
    • 使用缺省位置:选中该选项,创建的项目会保存到工作空间中。
    • JRE:开发人员可以在这里指定项目运行所需要的JRE,默认是使用系统Path环境变量所指定的JRE。
    • 项目布局:是设置项目中源文件和类文件的存放目录,默认情况下选中“为源文件和类文件创建单独的文件夹”,这个选项选中后,源文件和类文件会在两个不同的文件夹下,即源文件被放置在当前项目的文件夹中,类文件被放置在当前项目的bin文件夹中;如果选中“使用项目文件夹作为源文件和类文件的根目录”,则源文件和类文件都被放置在当前项目根目录下,而且混合在一起。
    • 工作集:可以将多个相关的项目集中在一个工作集中管理。

    图3-1所示对话框中看起来有很多项目需要设置,其实除了项目名称必须输入外,其他的完全可以采用默认值。选项设置完成后,单击“下一步”按钮,进入如图3-2所示的Java设置对话框,在这里可以对源文件和类文件的保放文件夹进行进一步设置。确认无误后,单击“完成”按钮创建项目。项目创建完成后,回到如图3-3所示的Eclipse主界面。

    图3-1 新建Java项目对话框

    图3-2 Java设置对话框

    图3-3 项目创建完成

    3.1.2 创建类

    项目创建完成后,需要创建一个类执行控制台输出操作。选择刚刚创建的项目,然后选择菜单“文件”→“新建”→“类”,打开新建类对话框,在对话框中输入如图3-4所示内容。

    下面简要说明图3-4所示各个选项:

    • 源文件夹:由于创建项目时候指定了源文件夹,这里使用默认值即可。
    • 包:是类所在的包,包名一般是公司域名的倒置,可以没有。
    • 名称:是类的名称。
    • 修饰符:是类前面的修饰符,这些修饰符含义,目前先不解释,选择公有就可以了。
    • 超类:即父类,这里可以指定该类的父类。
    • 接口:指定该类实现哪些接口。
    • 创建方法存根:就是在代码创建这些方法,本例中需要选中第一个方法(main方法),这个main方法是程序的入口。
    • 添加注释:这里可以设置代码是否生成注释,也可以修改注释模版。

    图3-4 创建类对话框

    在图3-4所示对话框中输入完成,单击“完成”按钮就创建了一个Java类,如图3-5所示,在包资源管理器中可以看到刚才创建的源文件。

    图3-5 创建类完成

    3.1.3 运行程序

    修改刚刚生成的HelloWorld.java源文件,在main方法中添加输出语句,修该完成后代码如下:

    package com.a51work6;
    
    public class HelloWorld {
        public static void main(String[] args) {    ①
            System.out.print("Hello World."); ②
        }
    }
    

    代码第①行中的public static void main(String[] args)方法是一个应用程序的入口,也表明了HelloWorld是一个Java应用程序(Java Application),可以独立运行。代码第②行的System.out.print("Hello World.")语句是输出Hello World.字符串到控制台。

    提示 在Java SE平台有两种可以独立运行的程序:Java Application(Java应用程序)和Java Applet(Java小应用程序)两种。Java应用程序具有public static void main(String[] args),上述HelloWorld就是这种类型。Java小应用程序是主要是嵌入到网页中运行的,Java小应用程序是一种淘汰的技术,不再介绍Java小应用程序。

    程序编写完成可以运行了。如果是第一次运行,则需要选择运行方法,具体步骤是:选中文件,选择菜单“运行”→“运行方法”→“Java应用程序”,这样就会运行HelloWorld程序了。如果已经运行过程一次,就不需要这么麻烦了,直接单击工具栏中的“运行”按钮,或选择菜单“运行”→“运行”,或使用快捷键Ctrl+F11,都可以就运行上次的程序了。运行结果如图3-6所示,Hello World.字符串到下面的控制台。

    图3-6 运行结果

    3.2 文本编辑工具+JDK实现

    如果不想使用IDE工具(笔者建议出学者通过这种方式学习Java),那么文本编辑工具+JDK对于初学者而言是一个不错的选择,这种方式可以使初学者了解到Java程序的编译和运行过程,通过自己在编辑器中敲入所有代码,可以帮助熟悉常用类和方法。

    注意 在2.3.3节介绍过EditPlus与JDK集成过程,2.3.3节集成方式有一个弊端是:不能执行带有包的Java应用程序。

    3.2.1 编写源代码文件

    首先使用任何文本编辑工具创建一个文件,然后将文件保存为HelloWorld.java。接着在HelloWorld.java文件中编写如下代码:

    package com.a51work6;
    
    public class HelloWorld {
    
        public static void main(String[] args) {    
            System.out.print("Hello World."); 
        }
    
    }
    
    

    在Java中一个源程序文件中可以定义多个类,如下代码定义了三个类HelloWorld、A和B。

    //HelloWorld.java源文件
    package com.a51work6;
    
    public class HelloWorld {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Hello World!");
        }
    }
    
    class A {
        
    }
    
    class B {
        
    }
    

    注意 一个源程序文件包含多个类时,需要注意如下问题:
    1. 只能有一个类声明为公有(public)的。
    2. 文件命名必须与公有类名完全一致,包括字母大小写。
    3. public static void main(String[] args)只能定义在公有类中。

    3.2.2 编译程序

    编译程序需要在命令行中使用JDK的javac指令编写,参考2.1.2节打开命令行,如图3-7所示,通过cd命令进入到源文件所在的目录,然后执行javac指令。如果没有错误提示,说明编译成功,编译成功则在当前目录下面生成类文件,如图3-8所示生成了三个类文件,这是因为HelloWorld.java源文件中定义了三个类。

    图3-7 编译源文件

    图3-8 编译成功

    上述编译过程虽然成功了,但是运行时会有以下问题,这是由于HelloWorld.java源文件中定义了包com.a51work6,编译应该使用-d参数,编译指令如图3-9所示。

    图3-9 编译有包的源文件

    编译指令javac中的-d参数是指定类文件生成位置,-d后面跟的是一个目录的路径,本例中使用“.”点表示当前目录,编译成功之后的目录结果如下:

    当前目录
    │ HelloWorld.java
    └─com
        └─a51work6
                A.class
                B.class
                HelloWorld.class
    
    

    其中的com是目录,它在当前目录的子目录,a51work6也是目录,它是com的子目录,可以包com.a51work6会生成com\a51work6的目录结构。

    3.2.3 运行程序

    编译成功之后就可以运行了。执行类文件需要在命令行中使用JDK的java指令,参考2.1.2节打开命令行,如图3-10所示,通过cd命令进入到源文件所在的目录,然后执行java -classpath .;c:\com.a51work6.HelloWorld指令,执行成功在命令行窗口输出Hello World!字符串。

    图3-10 运行类文件

    注意 java和javac指令都可以带有-classpath(缩写-cp),它用来指定类路径,即搜索类的路径,类似于操作系统中的path,路径之间用分号分隔,其中点(.)表示当前路径。就本例而言运行java程序HelloWorld所需要的全部类都在当前路径下,因此只需要设置-classpath .就可以了,或者省略(当前路径不用指定)。

    3.3 代码解释

    经过前文的介绍,读者应该能够照猫画虎,自己动手做一个Java应用程序了。但还是对其中的一些代码不甚了解,下面来详细解释一下HelloWorld示例中的代码。

    //包定义
    package com.a51work6; ①
    
    //类定义
    public class HelloWorld { ②
    
        //定义静态main方法
        public static void main(String[] args) { ③
            System.out.print("Hello World.");  ④    
        }
    
    }
    
    

    代码第①行是定义类所在的包,package是关键字,com.a51work6是包名,包是一个命名空间,可以防止命名冲突问题,关于包的概念将在后面章节详细介绍。

    代码第②行是定义类,public修饰符是声明类是公有的,class是定义类关键字,HelloWorld是自定义的类名了,后面跟有“{…}”是类体,类体中会有成员变量和方法,也会有一些静态变量和方法。

    代码第③行是定义静态main方法,而作为一个Java应用程序,类中必须包含静态main方法,程序执行是从main方法开始的。main方法中除参数名args可以自定义外,其他必须严格遵守如下来两种格式:

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

    这两种格式本质上就是一种,String args[]和String[] args都是声明String数组。另外,args参数是程序运行时,通过控制台向应用程序传递字符串参数。

    代码第④行System.out.print("Hello World.");语句是通过Java输出流(PrintStream)对象System.out打印Hello World.字符串,System.out是标准输出流对象,它默认输出到控制台。输出流(PrintStream)中常用打印方法:

    • print(String s) :打印字符串不换行,有多个重载方法,可以打印任何类型数据。
    • println(String x) :打印字符串换行,有多个重载方法,可以打印任何类型数据。
    • printf(String format, Object... args) :使用指定输出格式,打印任何长度的数据,但不换行。

    修改HelloWorld.java示例代码如下:

    public class HelloWorld {
        public static void main(String[] args) {
            
            //通过print打印第一个控制台参数
            System.out.print(args[0]);  ①
            //通过println打印第二个控制台参数
            System.out.println(args[1]);  ②
            //通过printf打印第三个控制台参数,%s表示格式化字符串
            System.out.printf("%s", args[2]);  ③
            System.out.println();
    
            int i = 123;
            //%d表示格式化整数
            System.out.printf("%d\n", i);  ④
    
            double d = 123.456;
            //%f表示格式化浮点数
            System.out.printf("%f%n", d);  ⑤
            System.out.printf("%5.2f", d);  ⑥
    
        }
    }
    

    编译HelloWorld.java源代码后,通过如图3-11所示,其中的java命令行后面的HelloWorld是要运行的类文件,Tony Hello World.是参数,多个参数用空格分割。

    图3-11 在命令行中运行程序

    上述代码第①行使用print方法打印第一个参数args[0],注意该方法是打印完成后面不换行,从输出结果中可见第一个参数Tony和第二个参数Hello连在一起了。代码第②行使用println方法打印第二个参数args[1],从输出结果中可见第二个参数Hello后面是有换行的。

    代码第③、④、⑤、⑥行都是使用printf方法打印,注意printf方法后面是没有换行的,想在后面换行可以通过System.out.println()语句实现,或在打印第字符串后面添加换行符号(\n或%n),见代码第④行和第⑤行。代码第%5.2f也表示格式化浮点数,5表示总输出的长度,2表示保留的小数位。

    本章小结

    本章通过一个HelloWorld示例入手,介绍使用Eclipse和使用文本工具+JDK实现该示例具体过程。掌握Eclipse使用非常重要,但是使用文本工具+JDK对于初学者也很有帮助。最后详细解释了HelloWorld示例。

    配套视频

    http://www.zhijieketang.com/classroom/6/courses

    配套源代码

    http://www.zhijieketang.com/group/5

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