一、计算机语言发展史

第一代语言：机器语言（二进制）
第二代语言：汇编语言（指令代替二进制）
第三代语言：高级语言（分为面向过程和面向对象两大类）
- C 语言是典型的面向过程的语言。
- C++、Java是典型的面向对象的语言。

二、初识 Java

2.1 Java 帝国的诞生

2.1.1 C & C++

1972 年 C 语言诞生
- 优点：贴近硬件，运行极快，效率极高。
- 缺点：指针和内存管理。
- 应用：操作系统，编译器，数据库，网络系统等。
1982 年 C++ 语言诞生
- 优点：面向对象。
- 缺点：复杂难学。
- 应用：图形领域、游戏等。

2.1.2 Java

我们想要建立一个具有下列特点的新的语言：
- 语法有点像 C
- 没有指针
- 没有内存管理
- 真正的可移植性，编写一次，到处运行（JVM）
- 面向对象
- 类型安全
- 拥有高质量的类库
- …

1. Java 初生

1995 年的网页简单而粗糙，缺乏互动性。于是创造了图形界面的程序（Applet），Java声名鹊起。
1995 年 - 1997 年，Java 迅速崛起，但是因为仅有图形界面的程序（Applet）而受到诟病。
1998 年，Java 王国派出三支部队进行扩张
- Java 2 标准版（J2SE）：去占领桌面。由于开发桌面应用的程序员不接受 Java，因此失败。
- Java 2 移动版（J2ME）：去占领手机。由于手机应用没有兴起，因此失败。
- Java 2 企业版（J2EE）：去占领服务器。赶上了互联网的发展，成功被开发者接受，引来了大量巨头公司加入，授权 BEA 公司，第一个使用了 J2EE 许可证，推出了 weblogic 应用服务器，凭借着集群功能第一次展示了复杂应用的可扩展性和高可用性（程序员们的三高：高并发、高性能、高可用）。

2. Java 发展

程序员基于 Java 开发了巨多的平台、系统、工具
- 构建工具：Ant、Maven、Jekins
- 应用服务器： Tomcat、Jetty、Jboss、Websphere、weblogic
- Web 开发：Struts、Spring、Hiberbate、MyBatis
- 开发工具：Eclipse、NetBeans、IntelliJ IDEA、Jbuilder
- …
2006 年：Hadoop（大数据领域）
2008 年：Android（手机端）

2.2 Java 特性和优势

简单性（简洁版 C++）
面向对象
可移植性（跨平台性）write once, run anywhere
高性能
分布式
动态性（反射）
多线程
安全性
健壮性

2.3 Java 三大版本

JavaSE：标准版（桌面程序，控制台开发…）
JavaME：嵌入式开发（手机，小家电…）
JavaEE：企业级开发（web端，服务器开发…）

2.4 JDK、JRE、JVM

JDK：Java Development Kit（JRE 基础上扩充一些开发工具）
JRE：Java Runtime Environment（安装 JRE 即可运行 Java程序）
JVM：Java Virtual Machine（可以使用软件或硬件实现）

2.5 Java 开发环境搭建

2.5.1 JDK 下载与安装

官网 https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/ 下载安装包
双击安装包
配置环境变量
- 创建 JAVA_HOME 环境变量
- 在 Path 环境变量中添加 %JAVA_HOME%\bin 和 %JAVA_HOME%\jre\bin
- 解决JDK 17中没有 JRE 的方法：
  - 使用管理员模式打开 CMD
  - 进入 JDK 的安装目录：cd C:\Program Files\Java\jdk-17.0.1
  - 生成 JRE：bin\jlink.exe --module-path jmods --add-modules java.desktop --output jre
- CMD 中验证：java --version 输出版本信息
JDK 卸载
- 通过 JAVA_HOME 环境变量找到 JDK 安装位置并删除
- 删除 JAVA_HOME 环境变量
- 删除 Path 环境变量中与 JAVA_HOME 相关的变量
- CMD 中验证：java --version 报错
JDK 目录介绍

2.5.2 EditPlus 安装

Notepad++ 涉嫌反华，坚决抵制使用！！！
官网 https://www.editplus.com/ 下载安装包
双击安装包
亲测可用：用户名：Vovan，密码：3AG46-JJ48E-CEACC-8E6EW-ECUAW
关闭自动备份：Tools $\pmb{\rightarrow}$ Preferences... $\pmb{\rightarrow}$ Categories(Files) $\pmb{\rightarrow}$ 去除create backup file when saving勾选 $\pmb{\rightarrow}$ OK

2.6 HelloWorld 及简单语法规则

随便新建一个文件夹（建议命名 code），存放代码
新建一个 Java 文件（创建文件，后缀名修改为.java即可。建议命名 HelloWorld.java）
- 注：系统如果不显示后缀，需要手动修改设置。

编写第一个 Java 程序

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

打开控制台CMD，进入到 HelloWorld.java 文件所在目录
编译成字节码文件：javac HelloWorld.java
- 编译成功：CMD 不报错，HelloWorld.java 文件所在目录中生成 HelloWorld.class 文件
运行生成的 .class 文件：java HelloWorld（不用写后缀名，java 指令会自动识别）
- 运行成功：CMD 不报错，输出 Hello world!
注意事项：
- 每个单词的大小写不能出现问题，因为 Java 是大小写敏感的编程语言。
- 文件名和类名（class 修饰的单词）必须保证一致，并且首字母大写。
- 尽量使用英文，且符号必须使用英文符号。
语法：
- public class 表示一个类，HelloWorld 表示类名。
- public static void 表示一些修饰符，后续文章中详细讲解。
- main 是 Java 中的主方法，程序必须通过 main 方法运行。
- String[] args是 main 方法的参数，后续文章中详细讲解。
- System.out.println 表示输出，后续文章中详细讲解。

2.7 Java 程序运行机制

$\quad$ 计算机不能直接理解 Java 这种高级语言，只能理解和运行机器语言，所以需要将高级语言翻译成机器语言，计算机才能运行高级语言所编写的程序。翻译的方式有两种：一种是编译，另一种是解释，两种方式只是翻译的时间不同。因此，高级语言有两种类型：编译型语言和解释型语言。常见的编译型语言有C/C++、Delphi、Pascal、Fortran等。常见的解释性语言有Python、JavaScript等。

$\quad$ 随着硬件与技术的发展，当前编译型与解释型的界限已经不那么明确，由于计算机内存的增加，解释型语言运行速率也不断提升。

2.7.1 编译型语言

$\quad$ 程序在运行之前需要一个专门的编译过程，通过编译系统（不仅仅只是通过编译器，编译器只是编译系统的一部分）把高级语言翻译成机器语言，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果即可。优点：编译一次，永久执行，运行效率高，保护源代码。缺点：跨平台能力差。

2.7.2 解释型语言

$\quad$ 解释型语言需要一个解释器，在程序运行的时候将高级语言翻译成机器语言，每个语句都是执行的时候才被翻译，这样解释型语言每执行一次就要被翻译一次。优点：跨平台性能好。缺点：运行时需要源代码，知识产权保护性差，运行效率低。

2.7.3 Java 语言

Java 这个语言很神奇：

你可以说它是编译型的。因为所有的 Java 代码都是要经过编译生成 .class 文件，.java 文件不经过编译就什么用都没有。
你可以说它是解释型的。因为 Java 代码经过编译生成的 .class 文件不能直接运行，.class 文件是需要解释运行在 JVM 虚拟机上的，所以 Java 又是解释运行的。

2.8 IDEA 安装

2.8.1 什么是 IDE

$\quad$ 维基百科：集成开发环境（Integrated Development Environment，简称 IDE，也称为 Integration Design Environment、Integration Debugging Environment）是一种辅助程序开发人员开发软件的应用软件，在开发工具内部就可以辅助编写源代码文本、并编译打包成为可用的程序，有些甚至可以设计图形接口。

$\quad$ 百度百科：集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）是用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。所有具备这一特性的软件或者软件套（组）都可以叫集成开发环境。

2.8.2 IDEA 介绍

$\quad$ IDEA 全称 IntelliJ IDEA，是 Java 编程语言开发的集成环境。IntelliJ 在业界被公认为最好的 Java 开发工具，尤其在智能代码助手、代码自动提示、重构、JavaEE支持、各类版本工具（git、svn 等)、JUnit、CVS 整合、代码分析、创新的 GUI 设计等方面的功能可以说是超常的。IDEA是 JetBrains 公司的产品，这家公司总部位于捷克共和国的首都布拉格，开发人员以严谨著称的东欧程序员为主。它的旗舰版本还支持 HTML、CSS、PHP、MySQL、Python 等。免费版只支持 Java、Kotlin 等少数语言。

2.8.3 IDEA 安装

官网：https://www.jetbrains.com/idea/download/#section=windows 下载安装包
双击安装包，自行注册激活

使用 IDEA 编写 HelloWorld程序

打开软件，选择 New Project $\pmb{\rightarrow}$ Project SDK（选择已经安装的 jdk） $\pmb{\rightarrow}$ Next $\pmb{\rightarrow}$ 勾选 Create project from template $\pmb{\rightarrow}$ Next $\pmb{\rightarrow}$ 命名项目（HelloWorld）、选择项目保存位置、设置包名（Hello） $\pmb{\rightarrow}$ Finish

自动生成模板：

package HelloWorld;

public class Main {
        
        

    public static void main(String[] args) {
        
        
	// write your code here
    }
}

补全完整代码：

package HelloWorld;

public class Main {
        
        

    public static void main(String[] args) {
        
        
	// write your code here
        System.out.println("Hello world!");
    }
}

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