Java 第一个程序

欢迎来到Java编程的世界！在这一课中，你将学习如何创建和运行一个最基础的Java程序。就像学习任何一门新语言一样，我们通常从"Hello, World!"程序开始，它是编程世界中的传统第一课。

准备工作

在开始编写Java程序之前，你需要先完成以下准备工作：

安装Java Development Kit (JDK)
设置环境变量（可选，但推荐）
选择一个文本编辑器或集成开发环境(IDE)，如VS Code、IntelliJ IDEA或Eclipse

提示

如果你还没有安装开发环境，请参考"Java环境搭建"章节完成安装。

创建第一个Java程序

让我们创建一个经典的"Hello, World!"程序：

步骤1：创建源文件

首先，创建一个名为HelloWorld.java的文件。注意，Java源文件的扩展名必须是.java。

步骤2：编写代码

在文件中输入以下代码：

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

步骤3：保存文件

将文件保存为HelloWorld.java。请注意，文件名必须与类名完全匹配（包括大小写），这是Java的规则之一。

步骤4：编译程序

打开命令行终端，导航到包含HelloWorld.java文件的目录，然后输入以下命令进行编译：

bash
javac HelloWorld.java

如果没有错误消息，编译器将生成一个名为HelloWorld.class的字节码文件。

步骤5：运行程序

使用以下命令运行程序：

bash
java HelloWorld

你应该会看到以下输出：

Hello, World!

恭喜！你已成功创建并运行了第一个Java程序！

代码解析

让我们详细分析一下这段看似简单的代码：

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

public class HelloWorld { ... } - 定义了一个公共类，名为HelloWorld。
- 在Java中，每个程序至少要有一个类
- 公共类的名称必须与文件名相同
public static void main(String[] args) { ... } - 这是程序的入口点（主方法）
- public - 访问修饰符，表示该方法可以被任何其他类访问
- static - 表示该方法属于类，而不是类的实例
- void - 表示该方法不返回任何值
- main - 方法名，Java虚拟机会寻找这个特定的方法作为程序的起点
- String[] args - 命令行参数，以字符串数组的形式传递给程序
System.out.println("Hello, World!"); - 向控制台输出文本
- System - 是Java的一个内置类
- out - 是System类的一个静态成员，代表标准输出
- println() - 是一个方法，用于打印文本并添加换行符

Java 程序的编译和执行过程

Java程序与其他编程语言相比，有一个独特的"编译一次，到处运行"的特点。下图展示了Java程序的编译和执行过程：

编写源代码（.java文件）
编译源代码生成字节码（.class文件）
执行字节码（通过Java虚拟机JVM）

这种设计允许Java程序可以在任何安装了JVM的设备上运行，不需要重新编译，实现了"一次编写，到处运行"的目标。

常见问题和解决方法

1. 类名与文件名不匹配

如果你的类名为HelloWorld，但文件名是helloworld.java，编译时会出现错误。Java对大小写敏感，请确保类名和文件名完全一致。

2. "找不到符号"错误

这通常是由于拼写错误或大小写错误导致的。例如，如果你写成system.out.println()（小写的's'），编译器会报告找不到system符号。

3. 缺少分号

每个Java语句都必须以分号结束。如果忘记添加分号，编译器会报错。

变化一下：带用户交互的程序

让我们稍微改进我们的第一个程序，添加一些用户交互：

java
import java.util.Scanner;

public class HelloUser {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Scanner对象用于读取输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 提示用户输入姓名
        System.out.print("请输入您的名字: ");
        
        // 读取用户输入
        String name = scanner.nextLine();
        
        // 输出个性化问候
        System.out.println("你好，" + name + "！欢迎学习Java编程！");
        
        // 关闭Scanner
        scanner.close();
    }
}

程序运行示例：

请输入您的名字: 张三
你好，张三！欢迎学习Java编程！

这个程序演示了如何使用Scanner类从控制台读取用户输入，并使用字符串连接（+运算符）将变量值与文本结合。

真实应用场景

虽然"Hello, World!"程序看起来非常简单，但它实际上包含了程序开发的基本步骤和结构。在实际开发中，同样的模式被扩展为更复杂的应用程序。

例如，一个简单的计算器应用程序可能以类似的方式开始，然后逐步添加更多功能：

java
import java.util.Scanner;

public class SimpleCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        System.out.print("请输入第一个数: ");
        double num1 = scanner.nextDouble();
        
        System.out.print("请输入第二个数: ");
        double num2 = scanner.nextDouble();
        
        System.out.println("两数之和为: " + (num1 + num2));
        System.out.println("两数之差为: " + (num1 - num2));
        System.out.println("两数之积为: " + (num1 * num2));
        
        if(num2 != 0) {
            System.out.println("两数之商为: " + (num1 / num2));
        } else {
            System.out.println("除数不能为零");
        }
        
        scanner.close();
    }
}

总结

在本课中，你学习了：

如何创建和运行第一个Java程序
Java程序的基本结构和语法
Java程序的编译和执行过程
如何解决常见错误
如何从控制台读取用户输入
如何使用简单的输出和字符串连接

这些基础知识将为你进一步学习Java编程奠定基础。编程是一种实践性很强的技能，因此多练习是掌握它的关键。

练习题

修改"Hello, World!"程序，使其打印出你的名字。
编写一个程序，请求用户输入他们的年龄，然后计算并显示他们出生的年份（假设当前年份是2023）。
扩展SimpleCalculator程序，添加取余（%）操作。

准备工作​

创建第一个Java程序​

步骤1：创建源文件​

步骤2：编写代码​

步骤3：保存文件​

步骤4：编译程序​

步骤5：运行程序​

代码解析​

Java 程序的编译和执行过程​

常见问题和解决方法​

1. 类名与文件名不匹配​

2. "找不到符号"错误​

3. 缺少分号​

变化一下：带用户交互的程序​

程序运行示例：​

真实应用场景​

总结​

练习题​

延伸阅读​