欢迎来到Java。 本章通过关注基础知识，向您介绍这项技术。 首先，您会收到“什么是Java？”问题的答案。 如果您以前没有遇到Java，答案可能会让您感到惊讶。 接下来，介绍一些可帮助您开始开发Java程序的基本工具，以及NetBeans集成开发环境，它简化了这些程序的开发。 最后，您将探索基本语言功能。
什么是Java？
Java是一种用于描述程序的语言，Java是一个运行用Java和其他语言编写的程序的平台（例如，Groovy，Jython和JRuby）。 本节向您介绍Java语言和Java平台。
注意要发现Java的历史，请查看Wikipedia的“Java（编程语言）”
(http://en.wikipedia.org/wiki/Java_(programming_language)#History)和“Java（软件平台）”platform)”
(http://en.wikipedia.org/wiki/Java_(software_platform)#History) .
Java是一种语言
Java是一种通用的，基于类的，面向对象的语言，采用C和C ++格式化，使现有的C / C ++开发人员能够更轻松地迁移到该语言。 毫不奇怪，Java借用了这些语言中的元素。 以下列表列出了其中一些元素：
•Java支持与C / C ++中相同的单行和多行注释样式，用于记录源代码。
•Java提供C和C ++语言中的if，switch，while，for和其他保留字。 Java还提供了在C ++中但在C中没有的try，catch，class，private和其他保留字。
•与C和C ++一样，Java支持字符，整数和其他基本类型。 此外，Java共享相同的保留字以命名这些类型; 例如，char（用于字符）和int（用于整数）。
•Java支持许多与C / C ++相同的运算符：算术运算符（+， - ，*，/和％）和条件运算符（？:)是示例。
•Java还支持使用大括号字符{和}来分隔语句块。
尽管Java类似于C和C ++，但它在许多方面也有所不同。 以下列表列出了其中一些差异：
•Java支持另一种称为Javadoc的注释样式。
•Java提供了在C或C ++中找不到的transient，synchronized，strictfp和其他保留字。
•Java的字符类型的大小比在C和C ++中找到的此类型的版本大，Java的整数类型不包括这些类型的无符号变体（例如，Java没有等效的C / C ++无符号长整数类型）， Java的原始类型具有保证的大小，而不保证等效的C / C ++类型。
•Java不支持所有C / C ++运算符。 例如，没有sizeof运算符。 此外，Java提供了一些在C / C ++中找不到的运算符。 例如，>>>（无符号右移）和instanceof是Java独有的。
•Java提供标记的break和continue语句。 C / C ++ break和continue语句的这些变体提供了一种比C / C ++的goto语句更安全的替代方法，Java不支持该语句。
注释注释，保留字，类型，运算符和语句是基本语言功能的示例，本章稍后将对此进行讨论
Java程序最初是符合Java语法的源代码，用于将符号组合成有意义的实体的规则。 Java编译器将存储在具有“.java”文件扩展名的文件中的源代码转换为等效的可执行代码，称为字节码，它存储在具有“.class”文件扩展名的文件中。
注意存储编译的Java代码的文件称为类文件，因为它们通常存储Java类的运行时表示，这是第2章中讨论的语言特性。
Java语言在设计时考虑了可移植性。 理想情况下，Java开发人员编写Java程序的源代码一次，将此源代码编译为字节码一次，并在支持Java的任何平台（例如，Windows，Linux和Mac OS X）上运行字节码，而无需更改 源代码和重新编译。 通过确保原始类型在不同平台上具有相同的大小来实现可移植性。 例如，Java的整数类型的大小始终为32位。
Java语言的设计也考虑了健壮性。 Java程序应该比它们的C / C ++对应程序更容易崩溃。 Java部分地通过不实现某些可能使程序不那么健壮的C / C ++特性来实现稳健性。 例如，指针（存储其他变量地址的变量）会增加程序崩溃的可能性，这就是Java不支持此C / C ++功能的原因。
Java是一个平台
Java是一个执行基于Java的程序的平台。 与具有物理处理器（例如，Intel处理器）和操作系统（例如，Windows 7）的平台不同，Java平台包括虚拟机和执行环境。
虚拟机是基于软件的处理器，具有自己的一组指令。 Java虚拟机（JVM）的关联执行环境包含一个庞大的预构建功能库，通常称为标准类库，Java程序可以使用它来执行例行任务（例如，打开文件并读取其内容）。 执行环境还包括将JVM连接到底层操作系统的“粘合”代码。
注意“粘合”代码由特定于平台的库组成，用于访问操作系统的窗口，网络和其他子系统。 它还包含使用Java Native Interface（JNI）在Java和操作系统之间桥接的代码。 我在附录C中讨论了JNI。您可能还想查看Wikipedia的“Java Native Interface”条目（http://en.wikipedia.org/wiki/Java_Native_Int rface）以了解JNI。
当Java程序启动程序启动Java平台时，JVM将被启动并被告知通过称为类加载器的组件将Java程序的启动类文件加载到内存中。 加载类文件后，执行以下任务：
在执行期间，类文件可能引用另一个类文件。 在这种情况下，类加载器用于加载引用的类文件，字节码验证器然后验证类文件的字节码，解释器/ JIT在这个其他类文件中执行适当的字节码序列。
Java平台的设计考虑了可移植性。 通过在底层操作系统上提供抽象，字节码指令序列应该在Java平台上一致地执行。 然而，这在实践中并不总是得到证实。 例如，许多Java平台依赖底层操作系统来调度线程（在第4章中讨论），并且线程调度实现因操作系统而异。 因此，您必须小心确保程序旨在适应这些变幻莫测
Java平台的设计也考虑了安全性。 除了字节码验证器之外，该平台还提供了一个安全框架，以帮助确保恶意程序不会破坏运行程序的底层环境。 附录C讨论了Java的安全框架。
安装和使用JDK 7
存在三个用于开发不同类型的Java程序的软件开发工具包（SDK）：
Java SE（标准版）软件开发工具包（称为JDK）用于创建面向桌面的独立应用程序和称为applet的Web浏览嵌入式应用程序。 您将在本节后面介绍独立应用程序。 我不讨论小程序，因为它们不像以前那样受欢迎。
•Java ME（移动版）SDK用于创建称为MIDlet和Xlet的应用程序。 MIDlet以移动设备为目标，这些设备具有小型图形显示，简单的数字键盘接口和有限的基于HTTP的网络访问。 Xlet通常以面向电视的设备为目标，例如蓝光光盘播放器。 Java ME SDK要求也安装JDK。 我不讨论MIDlet或Xlet。
•Java EE（企业版）SDK用于创建基于组件的企业应用程序。 组件包括servlet，可以将其视为applet的服务器等效项，以及基于servlet的Java Server Pages（JSP）。 Java EE SDK要求也安装JDK。 我不讨论servlet。
本节首先向您介绍JDK 7（也称为Java 7，后面章节中使用的术语），首先向您展示如何安装此最新的主要Java SE版本。 然后，它将向您展示如何使用JDK 7工具开发一个简单的独立应用程序 - 我将使用从现在开始的较短的应用程序术语。
安装JDK 7
将浏览器指向http://www.oracle.com/technetwork/java/jav se / downloads / index-jsp- 138363.html并按照生成的网页上的说明下载相应的JDK 7安装exe或gzip tarball 适用于Windows，Solaris或Linux平台的文件。
下载后，运行Windows可执行文件或取消归档Solaris / Linux gzip tarball，并修改PATH环境变量以包含生成的主目录的bin子目录，以便您可以从文件系统中的任何位置运行JDK 7工具。 例如，您可以在Windows平台上的PATH中包含C：\ Program Files \ Java \ jdk1.7.0主目录。 您还应该更新JAVA_HOME环境变量以指向JDK 7的主目录，以确保任何Java相关软件都可以找到此目录。
JDK 7的主目录包含几个文件（例如，README.html和LICENSE）和子目录。 从本书的角度来看，最重要的子目录是bin，它包含了我们将在本书中使用的各种工具。 以下列表列出了其中一些工具：
•jar：用于将类文件和资源文件打包成具有“.jar”文件扩展名的特殊ZIP文件的工具
•java：用于运行应用程序的工具
•javac：启动Java编译器以编译一个或多个源文件的工具
•javadoc：一种从Javadoc注释生成特殊的基于HTML的文档的工具
JDK的工具在命令行环境中运行。 您可以通过启动命令窗口（Windows）或shell（Linux / Solaris）来建立它，它会向您显示一系列输入命令（程序名称及其参数）的提示。 例如，命令窗口（在Windows平台上）通过显示驱动器号和路径组合（例如，C：\）提示您输入命令
您可以通过键入命令来响应提示，然后按Return / Enter键告诉操作系统执行命令。 例如，javac x.java后跟Return / Enter键按下会导致操作系统启动javac工具，并将正在编译的源文件的名称（x.java）作为其命令行参数传递给此工具。 如果您指定了星号（*）通配符，就像在javac * .java中一样，javac将编译当前目录中的所有源文件。 要了解有关在命令行工作的更多信息，请查看Wikipedia的“命令行界面”条目（http://en.wikipedia.org/wiki/Command line_interface）。
另一个重要的子目录是jre，它存储JDK的Java运行时环境（JRE）的私有副本。 JRE实现了Java平台，可以运行Java程序。 对运行（但不开发）Java程序感兴趣的用户将下载公共JRE。 由于JDK包含自己的JRE副本，因此开发人员无需下载和安装公共JRE。
注意JDK 7附带了外部文档，其中包含对Java的许多API的广泛参考（请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Application_prog amming_interface以了解该术语）。 您可以从http://www.oracle.com/technetwork/java/jav se / downloads / index-jsp-138363.html下载文档存档，以便您可以脱机查看此文档。 但是，由于存档相当大，您可能更愿意在http://download.oracle.com/javase/7/docs/index.html上在线查看文档。
使用JDK 7
应用程序由一个名为main的入口点方法组成。 尽管对类和方法的正确讨论必须等到第2章，但现在只需将类视为创建对象的工厂（也在第2章中讨论），并将方法视为命名的指令序列即可。 调用方法时执行的。 清单1-1向您介绍了第一个应用程序。
Listing 1-1. Greetings from Java
class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Hello, world!");
}
}
清单1-1声明了一个名为HelloWorld的类，它为这个简单的应用程序提供了一个框架。 它还在此类中声明了一个名为main的方法。 当您运行此应用程序时，您将很快学会如何执行此操作，这是被调用的入口点方法及其执行的指令。
main（）方法包括标识此方法的标头和位于开括号字符（{）和闭括号字符（}）之间的代码块。 除了命名此方法之外，标头还提供以下信息：
•public：这个保留字使main（）对调用此方法的启动代码可见。 如果public不存在，编译器将输出一条错误消息，指出它找不到main（）方法。
•static：此保留字使此方法与类关联，而不是与从此类创建的任何对象关联。 因为调用main（）的启动代码不会从类中创建对象以调用此方法，所以它要求将该方法声明为static。 虽然如果缺少static，编译器不会报告错误，但是不能运行HelloWorld，如果没有正确的main（）方法，它将不是应用程序。
•void：此保留字表示该方法不返回值。 如果将void更改为类型的保留字（例如，int），然后插入返回此类型值的语句（例如，返回0;），则编译器不会报告错误。 但是，您将无法运行HelloWorld，因为不存在正确的main（）方法。
•（String [] args）：此参数列表由名为args的String []类型的单个参数组成。 启动代码将一系列命令行参数传递给args，这使得这些参数可用于main（）中执行的代码。 您将在第2章中了解参数和参数。
代码块由单个System.out.println（“Hello，world！”）组成; 方法调用。 从左到写，System标识一个标准的系统实用程序类，out标识位于System中的对象变量，其方法允许您输出各种类型的值，可选地后跟换行符到标准输出设备，println标识一个打印它的方法 参数后跟换行字符到标准输出，“Hello，world！” 是一个字符串（由双引号“字符和单元处理”分隔的字符序列），作为参数传递给println并写入标准输出（不写入起始“和结束”双引号字符;这些字符分隔 但不是字符串的一部分）。
注意可以在命令行运行所有桌面Java / nonJava应用程序。 在图形用户界面及其用于输入和输出值的控件（例如，文本字段）之前，这些应用程序在标准I / O（一种源自Unix操作系统的输入/输出机制）的帮助下获得其输入并生成其输出，以及 它由标准输入，标准输出和标准错误设备组成。
用户可以通过标准输入设备（通常是键盘输入数据，但可以指定文件–Unix将所有内容视为文件）。 应用程序的输出将出现在标准输出设备上（通常是计算机屏幕，但可选择文件或打印机）。 表示错误的输出消息将输出到标准错误设备（屏幕，文件或打印机），以便可以单独处理这些消息。
现在您已了解清单1-1的工作原理，您将需要创建此应用程序。 完成以下步骤以完成此任务：
1.将清单1-1复制到名为HelloWorld.java的文件中。
2.执行javac HelloWorld.java以编译此源文件。 如果您没有指定“.java”文件扩展名，javac会抱怨。
如果一切顺利，您应该在当前目录中看到HelloWorld.class文件。 现在执行java HelloWorld来运行这个类文件的main（）方法。 不要指定“.class”文件扩展名或java会抱怨。 您应该观察以下输出：Hello，world！恭喜！ 您已经运行了第一个基于Java的应用程序。 您将有机会在本书中运行更多应用程序。
安装和使用NetBeans 7
略
Java语言基础知识
大多数计算机语言都支持注释，标识符，类型，变量，表达式和语句。 Java也不例外，本节将从Java的角度介绍这些基本语言特性。
注释
需要记录程序的源代码，以便您（以及任何其他必须维护它的人）可以现在和以后理解它。 源代码应在编写时以及修改时记录。 如果这些修改影响现有文档，则必须更新文档，以便准确地解释代码。
Java提供了用于在源代码中嵌入文档的注释功能。 编译源代码时，Java编译器会忽略所有注释 - 不生成任何字节码。 支持单行，多行和Javadoc注释。
单行注释
单行注释占用一行源代码的全部或部分。 此注释以//字符序列开头，并继续说明文字。 编译器忽略从//到//出现的行末尾的所有内容。 以下示例显示单行注释：
int x = (int) (Math.random()*100); // Obtain a random x coordinate from 0 through 99.
单行注释对于在此代码中插入简短但有意义的源代码说明非常有用。 不要使用它们来插入无用的信息。 例如，在声明变量时，不要插入无意义的注释，例如//此变量是整数。
多行注释
多行注释占用一行或多行源代码。 此注释以/ 字符序列开头，以解释性文本继续，以 /字符序列结束。 编译器忽略/ 到 /的所有内容。 以下示例演示了多行注释：
static boolean isLeapYear(int year)
{
/*
A year is a leap year if it is divisible by 400, or divisible by 4 but
not also divisible by 100.
*/
if (year%400 == 0)
return true;
else
if (year%100 == 0)
return false;
else
if (year%4 == 0)
return true;
else
return false;
}
该示例介绍了用于确定一年是否是闰年的方法。 要理解的代码的重要部分是多行注释，它澄清了确定年份值是否代表闰年的表达式。
小心您不能在另一个内部放置一条多行注释。 例如，/ * / *嵌套多行注释是非法的！ * / * /不是有效的多行注释。
Javadoc注释
Javadoc注释（也称为文档注释）占用一行或多行源代码。 此注释以/ *字符序列开头，以解释性文本继续，以 /字符序列结束。 编译器忽略/ *到 /的所有内容。 以下示例演示了Javadoc注释：
/**
* Application entry point
*
* @param args array of command-line arguments passed to this method
*/
public static void main(String[] args)
{
// TODO code application logic here
}
此示例以描述main（）方法的Javadoc注释开头。 夹在/ *和 /之间的是方法的描述，它可以（但不包括）HTML标记（例如
和 / </ code>）和@param Javadoc标记（ @ -prefixed指令）。该
以下列表标识了几个常用标记：
•@author识别源代码的作者。
•@deprecated标识不再使用的源代码实体（例如，方法）。
•@ param标识方法参数之一。
•@ see提供了一个参见参考。
•@since标识实体首次发起的软件版本。
•@return标识方法返回的值的类型。
清单1-2给出了我们的HelloWorld应用程序，其中包含描述HelloWorld类及其main（）方法的文档注释。
Listing 1-2. Greetings from Java with documentation comments
/**
A simple class for introducing a Java application.
@author Jeff Friesen
*/
class HelloWorld
{
/**
Application entry point
@param args array of command-line arguments passed to this method
*/
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Hello, world!");
}
}
我们可以使用JDK的javadoc工具将这些文档注释提取到一组HTML文件中，如下所示：
javadoc -private HelloWorld.java
javadoc默认为公共类和这些类的公共/受保护成员生成基于HTML的文档，您将在第2章中了解这些概念。因为HelloWorld不公开，指定javadoc HelloWorld.java会导致javadoc抱怨没有公共或受保护 发现了课程的文件。 解决方法是指定javadoc的-private命令行选项。
javadoc通过输出以下消息进行响应：
Loading source file HelloWorld.java...
Constructing Javadoc information...
Standard Doclet version 1.7.0
Building tree for all the packages and classes...
Generating \HelloWorld.html...
Generating \package-frame.html...
Generating \package-summary.html...
Generating \package-tree.html...
Generating \constant-values.html...
Building index for all the packages and classes...
Generating \overview-tree.html...
Generating \index-all.html...
Generating \deprecated-list.html...
Building index for all classes...
Generating \allclasses-frame.html...
Generating \allclasses-noframe.html...
Generating \index.html...
Generating \help-doc.html...
它还会生成多个文件，包括index.html入口点文件。 将浏览器指向此文件，您应该看到类似于图1-4中所示的页面。
图1-4。 进入HelloWorld的javadoc的入口点页面提供了对文档的轻松访问
注意JDK 7的外部文档与图1-4具有相似的外观和组织，因为该文档也是由javadoc生成的。
标识符
需要对源代码实体（如类和方法）进行命名，以便可以从代码中的其他位置引用它们。 Java为此提供了标识符功能。
标识符由字母（AZ，az或其他人字母表中的等效大写/小写字母），数字（0-9或其他人字母表中的等效数字），连接标点字符（例如，下划线）和货币符号组成（ 例如，美元符号$）。 此名称必须以字母，货币符号或连接标点符号开头; 它的长度不能超过它出现的线。
有效标识符的示例包括i，counter，loop10，border $ color和_char。 无效标识符的示例包括50y（以数字开头）和第一#name（＃不是有效的标识符符号）。
注意Java是区分大小写的语言，这意味着仅在大小写不同的标识符被视为单独的标识符。 例如，salary 和Salary 是单独的标识符。
几乎任何有效的标识符都可以被选择来命名类，方法或其他源代码实体。 但是，某些标识符是为特殊目的而保留的; 它们被称为保留词。 Java保留以下标识符：abstract, assert, boolean, break, byte, case, catch, char, class, const, continue, default, do, double, enum, else, extends, false, final, finally, float, for, goto, if, implements, import, instanceof, int, interface, long, native, new, null, package, private, protected, public, return, short, static, strictfp, super, switch, synchronized, this, throw, throws, transient, true, try, void, volatile, and while. 如果您尝试在其使用上下文之外使用任何这些保留字，编译器将输出错误消息。
注意Java的大部分保留字也称为关键字。 三个例外是false，null和true，它们是文字的例子（逐字指定的值）。
类型
程序处理不同类型的值，例如整数，浮点值，字符和字符串。 类型标识一组值（及其在内存中的表示）以及一组将这些值转换为该集合的其他值的操作。 例如，整数类型标识没有小数部分和面向整数的数学运算的数值，例如添加两个整数以产生另一个整数。
注意Java是一种强类型语言，这意味着每个表达式，变量等都具有编译器已知的类型。 此功能可帮助编译器在编译时检测与类型相关的错误，而不是在运行时显示这些错误。 表达式和变量将在本章后面讨论。
Java将类型分类为基本类型，用户定义类型和数组类型。
原始类型
基本类型是由语言定义的类型，其值不是对象。 Java支持布尔，字符，字节整数，短整数，整数，长整数，浮点和双精度浮点基本类型。 它们在表1-1中描述。
Table 1-1. Primitive Types
表1-1根据其保留字，大小，最小值和最大值描述了每种基本类型。 “ - ”条目表示它出现的列不适用于该条目行中描述的基元类型。
size列根据该类型的值在内存中占用的位数（二进制数字 - 每个数字为0或1）来标识每个基本类型的大小。 除了布尔值（其大小取决于实现 - 一个Java实现可能在一个位中存储布尔值，而另一个实现可能需要一个8位字节以提高性能），每个基本类型的实现都具有特定的大小。
最小值和最大值列标识可由每种类型表示的最小值和最大值。除布尔值（其唯一值为真和假）外，每个基元类型都具有最小值和最大值。
字符类型的最小值和最大值是指Unicode，它是在世界上大多数书写系统中表达的文本的一致编码，表示和处理的标准。 Unicode的是与通用字符集，编码占世界的书面语言的各种符号标准联合开发。 Unicode 0是“第一个Unicode代码点”的简写 - 代码点是一个整数，4表示符号（例如，A）或控制字符（例如，换行符或制表符），或者与其他代码点组合形成一个符号。查看Wikipedia的“Unicode”条目（http://en.wikipedia.org/wiki/Unicode）以了解有关此标准的更多信息，以及Wikipedia的“通用字符集”条目（http://en.wikipedia.org/wiki/ Universal_Char cter_Set）了解有关此标准的更多信息。
注意字符类型的限制意味着此类型是无符号的（所有字符值都是正数）。 相反，
每个数字类型都是有符号的（它支持正值和负值）。