本节我们将以Windows
操作系统为例,编写并执行第一个Java
程序。在这之前,请确保你的操作系统上已经安装了JDK
1. 编译程序
大家可能有个疑问,为什么需要编译程序呢?计算机不能直接执行我们编写的源代码吗?
这是由于计算机只能识别由0和1组成的二进制代码。需要通过编译将源代码转换为计算机认识的二进制代码。
1.1 Java 中的编译
在 Java 中,程序不是直接被编译为可执行文件,而是被编译为字节码文件, JVM(Java虚拟机)在运行时执行字节码文件。当我们使用 javac 编译器时,Java 源代码文件被编译为字节码文件,字节码文件以扩展名 .class 的形式保存在磁盘上。当程序运行时,字节码文件将被转换为机器代码,并在内存中执行。
总的来说,Java 源代码需要被“转换”两次才能被计算机执行:
Java 源代码被编译为字节码:由 javac 前端编译器完成;
字节码被编译为机器码:由 JVM 的执行引擎完成。
下图描述了一个Java程序从编写到编译,再到执行的步骤:
1.2 快速执行一个程序
1.2.1 准备工作
为了确保我们人生中第一个 Java 程序能够顺利执行,请首先确认你已经完成了下面两件事情:
- 已经在你的电脑上成功安装
JDK
; - 有一个文本编辑器。(如 Windows 的记事本,Unix 的 vim)。
1.2.2 编写源代码
新建一个文本,输入如下内容,将其命名为 HelloWorld.java
并保存
实例演示
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!"); } }
Tips:
文件名必须与类名同名(类名就是上面第一行代码中class后面的HelloWorld),并且扩展名为 .java,文件名和类名都区分大小写,所以请确保文件名和类名大小写保持一致;
类的命名约定以大写字母开头;
上述代码中的所有符号,请使用英文半角;
别忽略了代码第三行结尾的分号;。
下面为实操中的截图。
打开记事本,输入源代码:
点击文件 -> 保存,将文件保存到磁盘(此处保存在桌面上),注意:这里要将文件名命名为HelloWorld.java
,保存类型选择所有文件,编码选择UTF-8
:
1.2.3 编译后执行
现在,打开你常用的命令行工具。(如 Windows 上的命令提示符、MacOS 上的终端),并进入你刚刚保存 Java 源代码的目录。
在Windows
搜索栏中输入cmd
即可打开:
使用cd
命令,进入到我们刚刚保存源代码的目录(即进入到桌面目录cd Desktop
),使用dir
命令,查看目录下内容:
使用javac
命令编译源代码:
执行编译命令后,你会发现同一目录下会生成一个HelloWorld.class
文件,这个HelloWorld.class
就是我们说的字节码文件。接下来就是通过 JVM
执行字节码文件了,输入下面的命令:
java HelloWorld
如果一切正常,你会看到屏幕上输出如下内容:
祝贺你!成功执行了第一个 Java 程序!
Tips:
javac 是编译器,而 java 是虚拟机,先使用 javac 编译器编译源代码,再使用java虚拟机执行字节码文件。这就是我们上面提到的 java 源代码被转换两次到执行的过程。
java 命令后面的参数是类名。换句话说,我们只需要给虚拟机传递类名作为参数即可,虚拟机会自动查找对应的以.class为扩展名的文件并且执行。
2. 理解程序
我们现在对上面的 HelloWorld.java
代码进行解析:
public class HelloWorld { ... }
这段代码表示我们定义了一个公开类,类名为 HelloWorld,按照约定类名首字母要大写。
public 表示这个类是公开的(至于什么是公开的,我们后面再讲),class顾名思义,就是类, public 和 class都是 Java 中的关键字,必须小写。 花括号{} 中间为类的定义。
下面我们来看下花括号中间的 main()方法代码:
1. public static void main(String[] args) { 2. ... 3. }
这段代码表示我们定义了一个入口方法,注意:入口方法是 Java 程序执行的起点。
public 和 static分别表示方法是公开的、静态的,void是方法的返回类型,main后面的括号() 用来将方法的参数括起来,String[]是参数的类型,args是参数的名称。
当然,刚刚对于代码的解释略显生涩,作为初学者无需深究每一项的含义。但有一个点请务必牢记:Java 规定,某个类定义的public static void main(String[] args)是Java程序的固定入口方法。
在方法内部,有一行代码:
System.out.println("Hello World!");
这行代码的意义就是将Hello World
这一串字符打印在屏幕上。你可以尝试修改这块内容,将代码中的Hello World!
,替换为其他内容,例如:
实例演示
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("我爱编程!"); } }
保存源代码,打开命令行,重新编译执行,屏幕上输出的内容将会被成功替换。
3. 小结
本小节我们一起完成了第一个 Java 程序的执行,在这个过程中,我们了解了编译相关的知识,知道了使用 javac命令,可以将一个.java扩展名的源代码文件编译成.class扩展名的字节码文件,使
用 java
命令,可以执行字节码文件。我们也对程序的基础语法有了大致的了解。如果你对程序的理解还有困惑,也不必担心,在后面的章节中,我们将具体学习 Java 的基础语法,随着知识的累积,你也将更加游刃有余地阅读、编写程序。