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Java 入门

Java基础语法与第一个程序

完成环境搭建后，我们可以开始编写第一个Java程序了！本教程将介绍Java的基本语法结构，并带你创建一个简单的”Hello World”程序。

学习目标

  • 理解Java程序的基本结构
  • 创建并运行第一个Java程序
  • 学习Java的主要语法规则

Java程序的基本结构

Java程序由类、方法和语句组成：

  • 类(Class): Java程序的基本单位，所有代码都必须位于类中
  • 方法(Method): 类中执行操作的代码块，如main方法是程序的入口点
  • 语句(Statement): 方法内执行具体操作的代码行，以分号结束

第一个Java程序：Hello World

创建一个名为HelloWorld.java的文件，输入以下代码：

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

让我们逐行分析这段代码：

public class HelloWorld {

定义一个名为HelloWorld的公共类，类名必须与文件名相同

public static void main(String[] args) {

声明main方法，程序执行的起点，接收字符串数组参数

System.out.println(“Hello, World!”);

输出文本到控制台，println方法会在末尾添加换行符

}

花括号标记方法和类的结束

编译和运行Java程序

Java是一种编译型语言，需要先编译再运行：

  1. 编译：将.java源文件转换为.class字节码文件
  2. 运行：在Java虚拟机(JVM)中执行字节码文件

打开终端或命令提示符，进入源文件所在目录，执行以下命令：

Terminal window
# 编译Java源文件
javac HelloWorld.java


# 运行编译后的程序
java HelloWorld

如果一切正常，你应该能看到终端输出：

Hello, World!

恭喜！

你刚刚成功运行了你的第一个Java程序！

使用IDE运行程序

如果你使用IDE，操作会更简单：

IntelliJ IDEA

  1. 创建新项目，选择Java
  2. 在src目录右键，创建新Java类
  3. 输入代码后，点击左侧绿色运行按钮

Eclipse

  1. File > New > Java Project
  2. 右键项目 > New > Class
  3. 输入代码后，Run > Run

VS Code

  1. 安装Java Extension Pack
  2. 创建.java文件并编写代码
  3. 点击Run按钮或右键选择Run Java

Java基础语法规则

1. 大小写敏感

Java是大小写敏感的语言，Hello和hello是不同的标识符。

2. 类名

  • 类名以大写字母开头
  • 如果是多个单词，采用驼峰命名法（如HelloWorld）
  • 类名应该是名词，表示对象
// 正确的类名
public class Student { }
public class BankAccount { }


// 不推荐的类名
public class student { }  // 小写开头
public class bank_account { }  // 下划线命名

3. 方法名

  • 方法名以小写字母开头
  • 如果是多个单词，采用驼峰命名法（如calculateTotal）
  • 方法名通常是动词或动词短语
// 正确的方法名
public void calculateTotal() { }
public void sendMessage() { }


// 不推荐的方法名
public void CalculateTotal() { }  // 大写开头
public void send_message() { }    // 下划线命名

4. 变量声明

Java是强类型语言，变量必须先声明类型再使用：

// 声明变量
int age;        // 整数
double price;   // 浮点数
String name;    // 字符串


// 声明并初始化
int age = 25;
double price = 99.99;
String name = "John";

5. 注释

Java支持三种类型的注释：

// 单行注释


/*
 * 多行注释
 * 可以跨越多行
 */


/**
 * 文档注释
 * 用于生成JavaDoc文档
 * @author 你的名字
 */

第二个程序：变量和用户输入

让我们创建一个更复杂一点的程序，接收用户输入并显示个性化的欢迎信息：

import java.util.Scanner;  // 导入Scanner类


public class Greeting {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建Scanner对象读取用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);


        // 提示用户输入姓名
        System.out.print("请输入您的姓名: ");
        String name = scanner.nextLine();


        // 提示用户输入年龄
        System.out.print("请输入您的年龄: ");
        int age = scanner.nextInt();


        // 显示个性化欢迎信息
        System.out.println("你好，" + name + "！");
        System.out.println("你今年" + age + "岁。");


        // 关闭Scanner
        scanner.close();
    }
}

这个程序展示了几个新的概念：

  • 导入语句：import用于引入其他包中的类
  • Scanner类：用于读取用户输入
  • 变量：存储名字和年龄
  • 字符串连接：使用+连接字符串和其他数据类型

Java的基本数据类型

Java有8种基本数据类型，分为四类：

类型关键字大小范围示例
整数byte8位-128到127byte b = 100;
short16位-32,768到32,767short s = 1000;
int32位-2^31到2^31-1int i = 100000;
long64位-2^63到2^63-1long l = 100000L;
浮点数float32位约±3.40282347E+38Ffloat f = 3.14f;
double64位约±1.79769313486231570E+308double d = 3.14159;
字符char16位0到65,535char c = ‘A’;
布尔boolean1位true或falseboolean flag = true;

运算符

Java支持多种运算符类型：

  1. 算术运算符：+、-、*、/、%、++、--
  2. 关系运算符：==、!=、>、<、>=、<=
  3. 逻辑运算符：&&、||、!
  4. 赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=、%=
  5. 位运算符：&、|、^、~、<<、>>、>>>
// 算术运算符示例
int a = 10;
int b = 3;
System.out.println("a + b = " + (a + b));  // 13
System.out.println("a - b = " + (a - b));  // 7
System.out.println("a * b = " + (a * b));  // 30
System.out.println("a / b = " + (a / b));  // 3 (整数除法)
System.out.println("a % b = " + (a % b));  // 1 (取余)


// 关系运算符示例
System.out.println("a == b: " + (a == b));  // false
System.out.println("a != b: " + (a != b));  // true
System.out.println("a > b: " + (a > b));    // true


// 逻辑运算符示例
boolean x = true;
boolean y = false;
System.out.println("x && y: " + (x && y));  // false
System.out.println("x || y: " + (x || y));  // true
System.out.println("!x: " + (!x));          // false

控制流语句

1. 条件语句

// if语句
int age = 18;
if (age >= 18) {
    System.out.println("您已成年");
} else {
    System.out.println("您未成年");
}


// if-else if-else语句
int score = 85;
if (score >= 90) {
    System.out.println("优秀");
} else if (score >= 80) {
    System.out.println("良好");
} else if (score >= 60) {
    System.out.println("及格");
} else {
    System.out.println("不及格");
}


// switch语句
char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("优秀");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("良好");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("及格");
        break;
    default:
        System.out.println("未知等级");
}

2. 循环语句

// for循环
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println("循环次数: " + i);
}


// while循环
int i = 1;
while (i <= 5) {
    System.out.println("循环次数: " + i);
    i++;
}


// do-while循环
int j = 1;
do {
    System.out.println("循环次数: " + j);
    j++;
} while (j <= 5);

实践练习：创建计算器程序

现在，让我们运用所学的知识，创建一个简单的计算器程序：

import java.util.Scanner;


public class SimpleCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);


        System.out.println("简易计算器");
        System.out.println("----------");


        // 输入第一个数
        System.out.print("请输入第一个数: ");
        double num1 = scanner.nextDouble();


        // 输入操作符
        System.out.print("请输入操作符 (+, -, *, /): ");
        char operator = scanner.next().charAt(0);


        // 输入第二个数
        System.out.print("请输入第二个数: ");
        double num2 = scanner.nextDouble();


        // 计算结果
        double result = 0.0;


        switch (operator) {
            case '+':
                result = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                result = num1 - num2;
                break;
            case '*':
                result = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                if (num2 != 0) {
                    result = num1 / num2;
                } else {
                    System.out.println("错误：除数不能为零");
                    scanner.close();
                    return;
                }
                break;
            default:
                System.out.println("无效的操作符");
                scanner.close();
                return;
        }


        // 显示结果
        System.out.println(num1 + " " + operator + " " + num2 + " = " + result);


        // 关闭Scanner
        scanner.close();
    }
}

总结

在本教程中，我们学习了：

  • Java程序的基本结构
  • 如何编写、编译和运行Java程序
  • Java的命名规范和语法规则
  • 基本数据类型和变量声明
  • 运算符和表达式
  • 控制流语句（条件和循环）

现在你已经掌握了Java编程的基础知识！在下一个教程中，我们将深入探讨Java的面向对象编程特性，学习如何创建和使用类、对象、方法和继承。

实践提示

多练习是学习编程的关键！尝试修改上面的例子，或者自己创建新的程序来加深理解。