JavaSE 基础语法 - 初始 Java

一、Java是什么？

Java 是一门面向对象的、跨平台的高级编程语言，由 Sun Microsystems 公司（后被 Oracle 收购）于 1995 年推出，设计初衷是 “Write Once, Run Anywhere（一次编写，到处运行）”。

• 语言层面：Java 有自己的语法规则、关键字、数据类型，和我们日常说的中文 / 英文一样，是程序员和计算机沟通的“语言”，能让计算机理解并执行我们的指令；
• 技术体系层面：Java 不只是 “一门语言”，更是一套完整的技术生态 —— 包含 JDK（开发工具包）、JVM（虚拟机）、大量的库（如处理字符串、文件、网络的工具），能支撑从简单小程序到大型企业系统的开发。

💡可以把它理解成和电脑沟通的 “语言”—— 你用 Java 写好指令，电脑就能按你的要求做事。它最核心的特点就一个：写一次，能在不同设备 / 系统上跑。比如你用 Java 写了一个小程序，既可以在 Windows 电脑上运行，也能在 Linux 服务器、手机上运行，不用为不同设备重新写代码。

二、为什么选择学习 Java？

2.1 Java 的普及度与使用规模

Java 是全球使用最广泛的编程语言之一，其普及程度和应用规模远超多数编程语言：

• 市场占比：据 TIOBE、Stack Overflow 等权威机构统计，Java 常年稳居编程语言排行榜前 3，在企业级开发领域占比超过 60%；
• 开发者规模：全球有超过 900 万 Java 开发者，是开发者社区最庞大的编程语言之一，遇到问题能快速找到解决方案和技术支持；
• 企业应用规模：全球财富 500 强企业中，90% 以上的公司使用 Java 开发核心业务系统（如银行的交易系统、电商的订单系统、政务的审批系统）；
• 存量系统：过去多年积累的海量 Java 项目，意味着市场对 Java 开发者的需求是 “刚需且稳定”，不会轻易被替代。

下图数据来自于TIOBE编程语言社区最新的排行榜。

TIOBE 编程语言社区排行榜是编程语言流行趋势的一个指标，每月更新，这份排行榜排名基于互联网上有经验的程序员、 课程和第三方厂商的数量。排名使用著名的搜索引擎（诸如 Google、MSN、Yahoo、Wikipedia、YouTube 以及 Baidu 等）进行计算。

💡注意：上述排名不能说明哪个语言好，哪个语言不好，每门编程语言都有适应自己的应用场景。

2.2 Java 的核心特性

• 跨平台（一次编译，到处运行）：这是 Java 最核心的优势。写好的 Java 代码编译后生成.class 文件，能在任何安装了 JVM（Java 虚拟机）的系统（Windows、Mac、Linux）上运行，无需针对不同系统修改代码。
• 面向对象：Java 是纯面向对象的语言，符合人类的思维习惯（比如把 “学生” 抽象成 “类”，把 “张三” 抽象成 “对象”），便于开发大型、复杂的项目。
• 安全稳定：Java 内置了安全机制（如自动内存管理、异常处理），能避免内存溢出、非法访问等问题。
• 生态完善：经过多年的发展，Java 拥有丰富的类库、框架（Spring、MyBatis 等）和社区支持，遇到问题能快速找到解决的办法。

2.3 Java 的应用场景

• 后端开发：电商、金融、政务系统的服务器端开发（占比最高）；
• 移动开发：早期 Android 应用主要基于 Java 开发；
• 大数据开发：Hadoop、Spark 等大数据框架核心是 Java 编写；
• 嵌入式开发：智能家居、工业设备等场景。

2.4 Java SE/EE/ME 的区别

• Java SE（Standard Edition）：标准版，是 Java 的核心基础，包含语法、数据结构、IO、多线程等核心内容，是学习 Java EE/ME 的前提；
• Java EE（Enterprise Edition）：企业版，基于 SE 扩展，用于开发大型企业级应用（如 Spring Boot 就属于 EE 生态）；
• Java ME（Micro Edition）：微型版，用于嵌入式 / 移动设备开发，现在使用较少。

💡简单来说就是：Java岗位多、需求大、好找工作，技术成熟不容易过时，学会之后可以拿它做网站、后端和大数据等等。

三、开发环境搭建

3.1 开发环境简介

• JDK(Java Development Kit):Java开发工具包，提供给Java程序员使用，包含了JRE，同时还包含了编译器Javac与自带的调试工具Jconsole、jstack等。
• RE(Java Runtime Environment):Java运行时环境，包含了JVM，Java基础类库。是使用Java语言编写程序运行的所需环境。
• JVM：Java虚拟机，运行Java代码
  

3.2 开发环境安装

安装教程可参考：

Windows版本：可能是Widows下最简单的Java环境安装教程
Linux版本：Linux下的JDK安装教程
Mac版本：Mac下的JDK安装教程

四、第一个 Java 程序：Hello World

4.1 Java 的main方法的示例

// 定义一个公共类，类名必须和文件名一致（HelloWorld.java）publicclassHelloWorld{// main 方法：Java 程序的入口点，程序从这里开始运行publicstaticvoidmain(String[]args){// 控制台输出语句：打印输出 Hello World 字符串System.out.println("Hello World");}}

如上展示的就是最简单的一个Java程序，可以说，Java的main方法应该是当前主流编程语言中最“长”的。通过上述代码，我们可以看到一个完整的Java程序的结构，Java程序的结构由如下三个部分组成：

1. 源文件（扩展名为*.java)：源文件带有类的定义。类用来表示程序的一个组件，小程序或许只会有一个 类。类的内容必须包含在花括号里面。
2. 类：类中带有一个或多个方法。方法必须在类的内部声明。
3. 方法：在方法的花括号中编写方法应该执行的语句。

💡简单总结一下：类存在于源文件里面；方法存在于类中；语句存在于方法中。在一个源文件中只能有一个public修饰的类，而且源文件名字必须与public修饰的类名字相同。

4.2 运行Java程序

Java是一门半编译型、半解释型语言。先通过Javac编译程序把源文件进行编译，编译后生成的.class文件是由字节码组成的与平台无关、面向JVM的文件。最后启动Java虚拟机来运行.class文件，此时JVM会将字节码转换成平台能够理解的形式来运行。

1. 使用记事本或者IDEA（集成开发环境）编写Java源程序
2. 使用javac.exe编译器编译Java源程序，生成xxx.class字节码文件，编译命令：javac xxx.java
3. 使用java运行xxx.class字节码文件，运行命令：java xxx

💡注意：在运行Java程序前，必须先安装好JDK(Java Development Kit即Java开发工具包)，JDK里面就包含了javac和java工具，Java程序最终是在JVM(Java虚拟机)中运行的。

第一步：安装好JDK后，首先先创建好一个txt文件，在此文件中编写好程序后保存退出，然后修改文件名和后缀名为HelloWorld.java；

第二步：在命令行窗口中，使用javac命令，对源程序进行编译，编译后生成HelloWorld.class字节码文件；

第三步：在命令行窗口中，使用java命令，运行程序；

💡IDEA的下载、安装和使用教程可参考：IDEA下载、安装和使用教程（图解，非常详细）

五、基础语法规范：注释、标识符、关键字

5.1 注释

注释是为了让代码更容易被读懂而附加的描述信息，不参与编译运行，但是却非常重要。要记住! 代码写出来是为了给人看的, 更是为了给三个月后的你自己看的。

Java中的注释主要分为以下三种：

• 单行注释：// 注释内容（用的最多）
• 多行注释：/* 注释内容*/（不推荐）
• 文档注释： /** 文档注释 */（常见于方法和类之上描述方法和类的作用)，可以被javadoc工具解析，生成一套以网页文件形式体现的程序说明文档

💡注意：
1.多行注释不能嵌套使用
2.不论是单行还是多行注释，都不参与编译，即编译之后生成的.class文件中不包含注释信息。

// 1. 单行注释：以//开头，注释一行内容/* 2. 多行注释：以/*开头，*/结尾， 可以注释多行内容， 常用于注释一段代码或功能说明*//** * 3. 文档注释：以/**开头，*/结尾，*可用于生成API文档，*常用在类、方法上方说明功能*@author作者名*@version版本号*/publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){inta=10;// 单行注释：定义变量a，值为10System.out.println(a);}}

💡注释规范：
1.内容准确: 注释内容要和代码一致, 匹配, 并在代码修改时及时更新
2. 篇幅合理: 注释既不应该太精简, 也不应该长篇大论
3.使用中文: 一般中国公司都要求使用中文写注释, 外企另当别论
4.积极向上: 注释中不要包含负能量(例如：骂人的话等)

5.2 标识符

标识符是程序员自定义的名称，用于给类、变量、方法等命名，Java 对标识符有严格规则。如上面的Hello World程序中，HelloWorld称为类名，main成为方法名，也可以将其称为标识符。

合法规则：

• 由字母（A-Z/a-z）、数字（0-9）、下划线（_）、美元符号（$）组成；
• 不能以数字开头；
• 不能是 Java 关键字；
• 区分大小写（如age和Age是两个不同的标识符）。

命名规则：

• 类名：每个单词的首字母大写(大驼峰)
• 方法名：首字母小写，后面每个单词的首字母大写(小驼峰)
• 变量名：与方法名规则相同

// 合法标识符publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){intage=18;// 合法：字母开头，小写int_age2=20;// 合法：下划线开头，包含数字int$salary=5000;// 合法：$开头// int 2age = 22; // 非法：数字开头// int class = 1; // 非法：class是关键字}}

5.3 关键字

通过观察上述程序可以发现，public、class以及static等颜色会发生变化，将这些具有特殊含义的标识符称为关键字。即：关键字是由Java语言提前定义好的，有特殊含义的标识符，或者保留字。

💡注意：用户不能使用关键字定义标识符。

在Java中关键字有很多，这里给大家列出来比较常用的了解一下。

/** * 一、访问权限修饰符 * public：公共权限，所有类可访问，定义公开的类/方法/变量 * private：私有权限，仅当前类可访问，常用于封装数据 * protected：受保护权限，同包+子类可访问，用于父子类共享数据 *//** * 二、类/方法/变量修饰符 * static：静态修饰符，修饰的成员属于类，可直接通过类名调用 * final：常量修饰符，修饰变量为常量、方法不可重写、类不可继承 * abstract：抽象修饰符，修饰抽象类/抽象方法，用于规范子类行为 *//** * 三、类与接口核心关键字 * class：定义普通类，Java面向对象的基础 * interface：定义接口，规范类的行为，支持多实现 * extends：实现类的单继承，复用父类代码 * implements：类实现接口，满足多态设计 * package：声明类所属包，必须在文件首行 * import：导入其他包的类，简化代码书写 *//** * 四、对象与实例关键字 * new：创建对象实例，调用构造方法分配内存 * this：指代当前对象，区分成员变量和局部变量 * super：指代父类对象，调用父类构造/方法/变量 * instanceof：判断对象所属类型，避免类型转换异常 *//** * 五、流程控制关键字 * if：单分支条件判断 * else：if条件不满足时执行 * else if：多分支条件判断 * switch：多值匹配分支结构 * case：switch内的具体分支项 * default：switch的默认分支 * for：已知循环次数的循环（含增强for） * while：先判断后执行的循环 * do：配合while组成do-while循环（先执行后判断） * break：跳出当前循环/switch * continue：跳过本次循环，进入下一次 * return：结束方法执行，可返回指定值 *//** * 六、异常处理关键字 * try：包裹可能抛异常的代码，监控异常 * catch：捕获指定类型异常并处理 * finally：无论是否异常都执行，常用于释放资源 * throw：手动抛出具体异常对象 * throws：声明方法可能抛出的异常，交给调用者处理 *//** * 七、基础数据类型关键字 * int：整型，默认整数类型，日常数值计算首选 * double：浮点型，默认小数类型，适用于精度要求不高的计算 * boolean：布尔型，存储true/false，用于条件判断 * char：字符型，存储单个字符 * void：修饰方法，标识无返回值 *//** * 八、常用进阶关键字 * enum：定义枚举类，限定变量只能取固定值 */