建立Java程序开发

Java 是一门重要的程序设计语言。使用 Java 语言既可以开发桌面应用程序，也可以开发基于网络的应用程序。一些知名的电子商务系统、电子政务系统、自动化办公系统等，很多是使用 Java 语言开发的。本章先简单介绍 Java 语言的特点，然后介绍如何安装 Java 语言程序开发环境，最后使用 Java 语言开发一个简单的程序。

1. Java 语言概述

Java 是一门重要的程序设计语言。使用 Java 语言既可以开发桌面应用程序，也可以用来开发基于网络的应用程序。

1.1 程序设计语言

程序设计语言包括高级语言 和低级语言：

C/C++、Java、Python、C# 等，都是常用的高级语言；
机器语言 、汇编语言 ，则是低级语言。

这里的"高级语言"、"低级语言"是针对程序设计语言的"语义丰富"性方面而言的，并不具有日常概念上的"层次高低"的含义。

简单来说，"高级语言 "语义丰富，容易学习和使用，是开发应用程序的主要语言；而"低级语言"则语义单一，不易学习也不易使用。

1.2 Java 语言的特点

简单：Java 语言出现的时间比较晚，因此，Java 从语言的设计上吸纳了其他高级语言的优良性质，并克服了其他语言的复杂性，Java 语言简单易学易用。

面向对象 ：Java 语言是一种面向对象的编程语言。通过面向对象，Java 语言将程序的各个部分看成是一个个的"对象"，通过对象之间的交互达成程序的功能、性能目标。

解释执行或实时执行 ：Java 编译程序编译 Java 源代码并生成字节码 ，所生成的字节码可以通过Java 虚拟机 直接解释执行，也可以通过 Java 的**JIT（Just In Time）**技术将字节码进行链接生成计算机机器码，从而提高执行效率。

可移植：由于 Java 编译器将 Java 源代码编译生成 Java 字节码，并通过 Java 虚拟机解释执行 Java 字节码，所以，Java 程序并不依赖平台，用 Java 编写的程序可以运用到任何操作系统上。

支持多线程：Java 语言从设计上就支持多线程，并提供了优秀的多线程并发控制机制，因此，相比于其他高级语言，使用 Java 编写多线程程序更容易也更可靠。

2. 建立 Java 开发环境

为了建立 Java 开发环境，需要执行如下两个基本步骤：

第一步，安装JDK；
第二步，安装IntelliJ IDEA工具。

2.1 下载和安装 JDK

Java Development Kit ，简称JDK，是开发 Java 语言程序必须的支持工具。

最新的稳定版本（LTS 版 ，Long Time Support）为JDK 17，因此，建议使用 JDK 17。

搜索引擎中搜索 JDK 17，然后从 JDK 官网上下载 JDK。

2.2 下载和安装 IntelliJ IDEA

IntelliJ IDEA是目前开发基于 Java 语言应用程序的最为流行和便利的工具。

本书采用 IntelliJ IDEA 作为 Java 程序的开发工具。

在搜索引擎中搜索 "IntelliJ IDEA"。

3. 第一个 Hello World 程序

已经安装了开发 Java 程序所必须的工具，可以进行 Java 程序开发了。在可以开发 Java 程序之前，需要在 IDEA 中创建一个 Java 程序工程。

为什么需要创建"程序工程"呢？因为一个 Java 程序会包括多个文件，同时，还会包括一些以管理为目的的辅助性文件，IDEA 工具需要对这些文件进行集中管理，使用"程序工程"这项技术就可以达到这个管理目标。

3.1 创建 Java 程序工程

最简单的 Java 程序工程：运行这个程序，将在显示器上显示 "Hello world!"，因此，这个程序称为 "Hello world!" 程序。

界面的背景颜色太黑，同时，文字字号太小，可以根据需要修改界面的主题和文字大小。

3.2 运行 Java 程序

在刚刚创建的这个 Java 程序工程中，由于在创建程序工程时，选择了 "Add Sample Code" 选择项，IDEA 为这个程序工程创建了一个必须的称为"Java 主类"的代码。

以下是 Hello World 程序的完整代码：

java 复制代码

package org.example;

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

4. Java 程序的运行过程

为了运行一个 Java 程序，会经过如下两个阶段：

第一阶段 ，称为编译或者构建阶段，在这个阶段，IDEA 会使用 JDK 中的 "Java 编译器" 将 Java 源代码编译（也称为"构建"，或 "Build"）成 Java 的"字节码"；
第二阶段 ，称为执行阶段，IDEA 会使用 JDK 中的"Java 虚拟机"执行在第一阶段所生成的 Java 字节码，进而启动 Java 程序运行。

4.1 编译代码

如果源代码没有错误，编译成功的 Java 代码即可被 Java 虚拟机启动运行。如果 Java 源代码有错误，比如将某个对象的名字输错了，那么，Java 编译器是无法正确编译 Java 源代码的。

还有一种更为简单的能够发现程序代码错误的方法：将鼠标放在代码中出现红色文字的地方，即可看到代码错误的原因。

4.2 Java 程序的运行机理

当 IDEA 使用 Java 编译器成功将 Java 源代码编译为 Java 字节码后，IDEA 会使用 Java 虚拟机执行 Java 程序。为了执行 Java 程序，Java 虚拟机会首先在 Java 源代码中寻找名称为"main"的入口函数。

以下是一个标准的 Java 主类示例：

java 复制代码

package org.example;

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

5. 练习：安装 Java 开发环境

安装 Java 开发环境并验证正确性。

请在自己的电脑上，安装 Java 程序开发环境，当正确安装 Java 开发环境后，编写一个能够显示如图所示的四边形的 Java 程序。