# day01【前言、入门程序、常量、变量】 ### 今日内容 - Java语言的发展历史 - Java开发环境搭建 - 编写HelloWorld程序 - 常量和变量 ### 教学目标 * [ ] 能够计算二进制和十进制数之间的互转 * [ ] 能够使用常见的DOS命令 * [ ] 理解Java语言的跨平台实现原理 * [ ] 理解JDK和JRE的组成和作用 * [ ] 能够配置环境变量JAVA_HOME * [ ] 能够编写HelloWorld程序编译并执行 * [ ] 理解关键字的含义 * [ ] 理解标识符的含义 * [ ] 能够定义出所有类型的常量 * [ ] 理解Java中的基本数据类型分类 * [ ] 能够定义8种基本数据集类型的变量 ## 第一章 开发前言 ### 1.1 Java语言概述 #### 什么是Java语言 Java语言是美国Sun公司（Stanford University Network），在1995年推出的高级的编程语言。所谓编程语言，是计算机的语言，人们可以使用编程语言对计算机下达命令，让计算机完成人们需要的功能。 #### Java语言发展历史 * 1995年Sun公司发布Java1.0版本 * 1997年发布Java 1.1版本 * 1998年发布Java 1.2版本 * 2000年发布Java 1.3版本 * 2002年发布Java 1.4版本 * 2004年发布Java 1.5版本 * 2006年发布Java 1.6版本 * 2009年Oracle甲骨文公司收购Sun公司，并于2011发布Java 1.7版本 * 2014年发布Java 1.8版本 * 2017年发布Java 9版本 * 2018年发布Java 10,11版本 * 2019年发布Java 12,13版本 * 2020年发布Java 14,15版本 * 2021年发布Java 16,17版本 * 2022年发布Java 18,19版本 * 2023年发布Java 20版本 #### Java语言能做什么 Java语言主要应用在互联网程序的开发领域。常见的互联网程序比如天猫、京东、物流系统、网银系统等，以及服务器后台处理大数据的存储、查询、数据挖掘等也有很多应用。 ![](day01【前言、入门程序、常量、变量】/京东.jpg) ![天猫](day01【前言、入门程序、常量、变量】/天猫.jpg) ![运单查询](day01【前言、入门程序、常量、变量】/运单查询.jpg) ![网银](day01【前言、入门程序、常量、变量】/网银.jpg) ### 1.2 计算机基础知识 #### 二进制 计算机中的数据不同于人们生活中的数据，人们生活采用十进制数，而计算机中全部采用二进制数表示，它只包含0、1两个数，逢二进一，1+1=10。每一个0或者每一个1，叫做一个bit（比特）。 下面了解一下十进制和二进制数据之间的转换计算。 * **十进制数据转成二进制数据：**使用除以2获取余数的方式 ![十进制转二进制](day01【前言、入门程序、常量、变量】/十进制转二进制.jpg) * **二进制数据转成十进制数据：**使用8421编码的方式 ![二进制转十进制](day01【前言、入门程序、常量、变量】/二进制转十进制.jpg) > 小贴士： > > 二进制数系统中，每个0或1就是一个位，叫做bit（比特）。 #### 字节 字节是我们常见的计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储，右键点击文件属性，我们可以查看文件的字节大小。 8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成**1 byte**或者**1 B**。 * 8 bit = 1 B * 1024 B =1 KB * 1024 KB =1 MB * 1024 MB =1 GB * 1024 GB = 1 TB #### 常用DOS命令 Java语言的初学者，学习一些DOS命令，会非常有帮助。DOS是一个早期的操作系统，现在已经被Windows系统取代，对于我们开发人员，目前需要在DOS中完成一些事情，因此就需要掌握一些必要的命令。 * **进入DOS操作窗口** * 按下Windows+R键盘，打开运行窗口，输入cmd回车，进入到DOS的操作窗口。 ![运行窗口](day01【前言、入门程序、常量、变量】/运行窗口.jpg) * 打开DOS命令行后，看到一个路径 c:\user 就表示我们现在操作的磁盘是c盘。 ![dos命令行](day01【前言、入门程序、常量、变量】/dos命令行.jpg) * **常用命令** | 命令 | 操作符号 | | ---------------- | ------------- | | 盘符切换命令 | `盘符名:` | | 查看当前文件夹 | ` dir` | | 进入文件夹命令 | `cd 文件夹名` | | 退出文件夹命令 | `cd..` | | 退出到磁盘根目录 | `cd\` | | 清屏 | `cls` | ## 第二章 Java语言开发环境搭建 ### 2.1 Java虚拟机——JVM * **JVM**（Java Virtual Machine ）：Java虚拟机，简称JVM，是运行所有Java程序的假想计算机，是Java程序的运行环境，是Java 最具吸引力的特性之一。我们编写的Java代码，都运行在`JVM` 之上。 * **跨平台**：任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系统上，这个特性称为**Java语言的跨平台特性**。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。![跨平台](day01【前言、入门程序、常量、变量】/跨平台.jpg) 如图所示，Java的虚拟机本身不具备跨平台功能的，每个操作系统下都有不同版本的虚拟机。 ### 2.2 JRE 和 JDK * **JRE** (Java Runtime Environment) ：是Java程序的运行时环境，包含`JVM` 和运行时所需要的`核心类库` 。 * **JDK** (Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含`JRE` 和开发人员使用的工具。 我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装`JRE` 即可。 我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装`JDK` 。 ![JDKJRE](day01【前言、入门程序、常量、变量】/JDKJRE.jpg) > 小贴士： > > 三者关系： JDK > JRE > JVM ### 2.3 JDK9安装图解 ![jdk1](day01【前言、入门程序、常量、变量】/jdk1.jpg) ![jdk2](day01【前言、入门程序、常量、变量】/jdk2.jpg) ![jdk3](day01【前言、入门程序、常量、变量】/jdk3.jpg) ![jdk4](day01【前言、入门程序、常量、变量】/jdk4.jpg) ![jdk5](day01【前言、入门程序、常量、变量】/jdk5.jpg) > 小贴士： > > 安装路径中，不要包含中文和空格。 ### 2.4 JAVA_HOME环境变量的配置 #### **配置环境变量作用** 开发Java程序，需要使用JDK中提供的工具，工具在JDK9安装目录的`bin` 目录下。 ![开发工具](day01【前言、入门程序、常量、变量】/开发工具.jpg) 在DOS命令行下使用这些工具，就要先进入到JDK的bin目录下，这个过程就会非常的麻烦。 ![环境变量1](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量1.jpg) 不进入JDK的`bin`目录，这些工具就不能使用，会报错。 ![环境变量2](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量2.jpg) 为了开发方便，我们想**在任意的目录下都可以使用JDK的开发工具**，则必须要配置环境变量，配置环境变量的意义在于告诉操作系统，我们使用的JDK开发工具在哪个目录下。 #### 配置环境变量步骤 ##### Windows 7,8版本 1. 计算机鼠标右键,选择`属性 ` ![环境变量3](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量3.jpg) 2. 选择`高级系统设置` ![环境变量4](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量4.jpg) 3. `高级` 选项卡，点击`环境变量` ![环境变量5](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量5.jpg) 4. 点击`新建` ，创建新的环境变量 ![环境变量6](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量6.jpg) 5. 变量名输入`JAVA_HOME`，变量值输入JDK9的安装目录 `c:\Java9\jdk-9.0.1` ![环境变量7](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量7.jpg) 6. 选中`Path` 环境变量，`双击`或者`点击编辑` ![环境变量8](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量8.jpg) 7. 在变量值的最前面，键入`%JAVA_HOME%\bin;` 分号必须要写，必须是英文格式。 ![环境变量9](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量9.jpg) 8. 环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入`javac` 命令，运行成功。 ![环境变量10](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量10.jpg) ##### Windows 10 版本 1. 文件资源管理器 --> 此电脑鼠标右键 --> 选择`属性 ` ![5](day01【前言、入门程序、常量、变量】/win10-01.jpg) 2. 选择`高级系统设置` --> 选择 `环境变量` ![4](day01【前言、入门程序、常量、变量】/win10-02.jpg) 3. 点击下方系统变量的 `新建` ，创建新的环境变量，变量名输入`JAVA_HOME`，变量值输入JDK9的安装目录 `D:\02_DevelopTools\Java\jdk-9.0.1` ![3](day01【前言、入门程序、常量、变量】/win10-03.jpg) 4. 选中`Path` 环境变量，`双击`或者`点击编辑` ![2](day01【前言、入门程序、常量、变量】/win10-04.jpg) 5. 点击` 新建`，键入`%JAVA_HOME%\bin` ，必须是英文格式。选中该行，上移到最上方，点击确定。 ![1](day01【前言、入门程序、常量、变量】/win10-05.jpg) 6. 环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入`javac` 命令。 ![环境变量10](day01【前言、入门程序、常量、变量】/环境变量10.jpg) ## 第三章 HelloWorld入门程序 ### 3.1 程序开发步骤说明 开发环境已经搭建完毕，可以开发我们第一个Java程序了。 Java程序开发三步骤：**编写**、**编译**、**运行**。 ![开发步骤](day01【前言、入门程序、常量、变量】/开发步骤.jpg) ### 3.2 编写Java源程序 1. 在`d:\day01` 目录下新建文本文件，完整的文件名修改为`HelloWorld.java`，其中文件名为`HelloWorld`，后缀名必须为`.java` 。 2. 用记事本打开 > 使用notepad++记事本软件。 3. 在文件中键入文本并保存，代码如下： ```java public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println("Hello World!"); } } ``` > 文件名必须是`HelloWorld` ，保证文件名和类的名字是一致的，注意大小写。 > > 每个字母和符号必须与示例代码一模一样。 第一个`HelloWord` 源程序就编写完成了，但是这个文件是程序员编写的，JVM是看不懂的，也就不能运行，因此我们必须将编写好的`Java源文件` 编译成JVM可以看懂的`字节码文件` 。 ### 3.3 编译Java源文件 在DOS命令行中，**进入Java源文件的目录**，使用`javac` 命令进行编译。 命令： ```java javac Java源文件名.后缀名 ``` 举例： ``` javac HelloWorld.java ``` ![编译](day01【前言、入门程序、常量、变量】/编译.jpg) 编译成功后，命令行没有任何提示。打开`d:\day01`目录，发现产生了一个新的文件 `HelloWorld.class`，该文件就是编译后的文件，是Java的可运行文件，称为**字节码文件**，有了字节码文件，就可以运行程序了。 > Java源文件的编译工具`javac.exe`，在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。 ### 3.4 运行Java程序 在DOS命令行中，**进入Java源文件的目录**，使用`java` 命令进行运行。 命令： ```java java 类名字 ``` 举例： ``` java HelloWorld ``` > java HelloWord 不要写 不要写 不要写 .class ![运行](day01【前言、入门程序、常量、变量】/运行.jpg) > Java程序`.class文件` 的运行工具`java.exe` ，在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。 ### 3.5 入门程序说明 #### 编译和运行是两回事 * **编译**：是指将我们编写的Java源文件翻译成JVM认识的class文件，在这个过程中，`javac` 编译器会检查我们所写的程序是否有错误，有错误就会提示出来，如果没有错误就会编译成功。 * **运行**：是指将`class文件` 交给JVM去运行，此时JVM就会去执行我们编写的程序了。 #### 关于main方法 * **main方法**：称为主方法。写法是**固定格式**不可以更改。main方法是程序的入口点或起始点，无论我们编写多少程序，JVM在运行的时候，都会从main方法这里开始执行。 ### 3.6 添加注释comment * **注释**：就是对代码的解释和说明。其目的是让人们能够更加轻松地了解代码。为代码添加注释，是十分必须要的，它不影响程序的编译和运行。 * Java中有单行注释和多行注释 * 单行注释以 `//开头 换行结束` * 多行注释以 `/*开头 以*/结束` ### 3.7 关键字keywords * **关键字**：是指在程序中，Java已经定义好的单词，具有特殊含义。 * HelloWorld案例中，出现的关键字有 `public ` 、`class` 、 `static` 、 `void` 等，这些单词已经被Java定义好，全部都是小写字母，notepad++中颜色特殊。 * 关键字比较多，不能死记硬背，学到哪里记到哪里即可。 ### 3.8 标识符 * **标识符**：是指在程序中，我们自己定义内容。比如类的名字、方法的名字和变量的名字等等，都是标识符。 * HelloWorld案例中，出现的标识符有类名字`HelloWorld` 。 * **命名规则：`硬性要求`** * 标识符可以包含`英文字母26个(区分大小写)`、`0-9数字` 、`$（美元符号）`和`_（下划线）`。 * 标识符不能以数字开头。 * 标识符不能是关键字。 * **命名规范：`软性建议`** * 类名规范：首字母大写，后面每个单词首字母大写（大驼峰式）。 * 方法名规范： 首字母小写，后面每个单词首字母大写（小驼峰式）。 * 变量名规范：全部小写。 ## 第四章 常量 ### 4.1 概述 **常量：是指在Java程序中固定不变的数据**。 ### 4.2 分类 | 类型 | 含义 | 数据举例 | | :--------- | :------------------------------------- | :-------------------------- | | 整数常量 | 所有的整数 | 0，1， 567， -9 | | 小数常量 | 所有的小数 | 0.0， -0.1， 2.55 | | 字符常量 | 单引号引起来,只能写一个字符,必须有内容 | 'a' ， ' '， '好' | | 字符串常量 | 双引号引起来,可以写多个字符,也可以不写 | "A" ，"Hello" ，"你好" ，"" | | 布尔常量 | 只有两个值（流程控制中讲解） | true ， false | | 空常量 | 只有一个值（引用数据类型中讲解） | null | ### 4.3 练习 需求：输出各种类型的常量。 ```java public class ConstantDemo { public static void main(String[] args){ //输出整数常量 System.out.println(123); //输出小数常量 System.out.println(0.125); //输出字符常量 System.out.println('A'); //输出布尔常量 System.out.println(true); //输出字符串常量 System.out.println("你好Java"); } } ``` ## 第五章 变量和数据类型 ### 5.1 变量概述 * **变量：常量是固定不变的数据，那么在程序中可以变化的量称为变量。** > 数学中，可以使用字母代替数字运算,例如 x=1+5 或者 6=x+5。 > > 程序中，可以使用字母保存数字的方式进行运算，提高计算能力，可以解决更多的问题。比如x保存5，x也可以保存6，这样x保存的数据是可以改变的，也就是我们所讲解的变量。 Java中要求一个变量每次只能保存一个数据，必须要明确保存的数据类型。 ### 5.2 数据类型 #### 数据类型分类 Java的数据类型分为两大类： * **基本数据类型**：包括 `整数`、`浮点数`、`字符`、`布尔`。 * **引用数据类型**：包括 `类`、`数组`、`接口`。 #### 基本数据类型 四类八种基本数据类型： | 数据类型 | 关键字 | 内存占用 | 取值范围 | | :----------- | :------------- | :------- | :--------------------- | | 字节型 | byte | 1个字节 | -128~127 | | 短整型 | short | 2个字节 | -32768~32767 | | 整型 | int（默认） | 4个字节 | -231次方~2的31次方-1 | | 长整型 | long | 8个字节 | -2的63次方~2的63次方-1 | | 单精度浮点数 | float | 4个字节 | 1.4013E-45~3.4028E+38 | | 双精度浮点数 | double（默认） | 8个字节 | 4.9E-324~1.7977E+308 | | 字符型 | char | 2个字节 | 0-65535 | | 布尔类型 | boolean | 1个字节 | true，false | > Java中的默认类型：整数类型是`int` 、浮点类型是`double` 。 ### 5.3 变量的定义 变量定义的格式包括三个要素：`数据类型` 、 `变量名` 、 ` 数据值` 。 #### 格式 ```java 数据类型 变量名 = 数据值; ``` #### 练习 定义所有基本数据类型的变量，代码如下： ```java public class Variable { public static void main(String[] args){ //定义字节型变量 byte b = 100; System.out.println(b); //定义短整型变量 short s = 1000; System.out.println(s); //定义整型变量 int i = 123456; System.out.println(i); //定义长整型变量 long l = 12345678900L; System.out.println(l); //定义单精度浮点型变量 float f = 5.5F; System.out.println(f); //定义双精度浮点型变量 double d = 8.5; System.out.println(d); //定义布尔型变量 boolean bool = false; System.out.println(bool); //定义字符型变量 char c = 'A'; System.out.println(c); } } ``` > long类型：建议数据后加L表示。 > > float类型：建议数据后加F表示。 ### 5.4 注意事项 * 变量名称：在同一个大括号范围内，变量的名字不可以相同。 * 变量赋值：定义的变量，不赋值不能使用。