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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。

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

• **二进制数据转成十进制数据：**使用8421编码的方式

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。

    

  • 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。

• 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。

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 。

小贴士：

三者关系： JDK > JRE > JVM

2.3 JDK9安装图解

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。

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。

不进入JDK的bin目录，这些工具就不能使用，会报错。

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

2. 选择高级系统设置

3. 高级 选项卡，点击环境变量

4. 点击新建 ，创建新的环境变量

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

6. 选中Path 环境变量，双击或者点击编辑

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。

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。

Windows 10 版本

1. 文件资源管理器 --> 此电脑鼠标右键 --> 选择属性

2. 选择高级系统设置 --> 选择 环境变量

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

4. 选中Path 环境变量，双击或者点击编辑

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。

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。

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。

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：

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：

javac Java源文件名.后缀名

举例：

javac HelloWorld.java

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 类名字

举例：

java HelloWorld

java HelloWord 不要写 不要写 不要写 .class

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。

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

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：

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。