M01：环境搭建与第一个 Java 程序

📖 所属阶段：W1 · Java 语言基础（共 3 个模块：M01 + M02 + M03）

1. 模块概览

项目	内容
一句话总结	搞定 JDK 环境，理解 Java 程序从源码到运行的完整链路
前置依赖	无（零基础入门）
预计耗时	30 分钟
评估标准	能在终端成功编译运行 `HelloWorld.java`，能说出 Java 编译型 vs JS 解释型的区别

1.1 概念映射速查表

前端概念	Java 对应	说明
VS Code	IntelliJ IDEA 或 VS Code + Java Extension Pack	开发工具
Chrome DevTools Console	JShell / `jshell`	交互式 REPL
`node app.js`（直接运行）	`javac HelloWorld.java && java HelloWorld`	Java 必须先编译再运行
`console.log()`	`System.out.println()`	输出到控制台
`.js` 文件（源码）	`.java` → `.class`（字节码）	JS 解释执行，Java 编译后执行
Node.js	JVM（Java Virtual Machine）	运行时环境

2. 核心知识点

知识点 1：Java 运行原理 ------ 编译型 vs 解释型

前端类比

复制代码

你写的 JS → Node.js / 浏览器 逐行解释执行（解释型）
你写的 TS → 先 tsc 编译成 JS → 再执行（编译型）

Java 原理

arduino 复制代码

你写的 .java → javac 编译成 .class（字节码）→ JVM 执行（先编译后运行）

scss 复制代码

┌──────────────┐     javac 编译     ┌──────────────┐     JVM 执行     ┌──────────────┐
│ HelloWorld.java │ ──────────────→ │ HelloWorld.class │ ──────────────→ │ 输出结果     │
│  (人类可读源码)  │                  │ (JVM 字节码)     │                  │  (Hello Java) │
└──────────────┘                  └──────────────┘                  └──────────────┘

最小可运行代码

bash 复制代码

# 第 1 步：编译（生成 .class 文件）
javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java

# 第 2 步：运行（JVM 加载 .class 执行）
java HelloWorld

💡 为什么有两步？ 就像 TS 必须先 tsc 变成 JS 才能跑。Java 编译成 .class 后，可以在任何有 JVM 的机器上运行------这就是 "一次编写，到处运行"。

知识点 2：main 方法 ------ 程序的入口

前端类比

前端没有显式的入口方法------浏览器直接加载 HTML。但 Node.js 项目有 index.js 作为入口，类似 Java 的 main。

typescript 复制代码

// Node.js 的入口文件 index.js
console.log("Hello Node");
// 运行：node index.js

Java 原理

java 复制代码

// Java 的入口 ------ 每个可运行程序必须有且只有一个 main 方法
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello Java");
}

逐字拆解：

关键字	含义	类比
`public`	公开的，任何地方都能访问	前端没有强制要求
`static`	静态的，属于类本身而非实例	类似 JS 的 `static` 方法
`void`	返回值为空	TypeScript 的 `: void`
`main`	方法名，JVM 约定的入口名	固定的，不能改
`String[] args`	命令行参数（字符串数组）	类似 `process.argv`

最小可运行代码

java 复制代码

package com.example.learn;

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

知识点 3：package（包）------ Java 的模块系统

前端类比

typescript 复制代码

// 前端：用目录结构 + import 组织代码
// src/components/UserCard.tsx
import { Button } from './Button';

java 复制代码

// Java：用 package + import 组织代码
// src/com/example/learn/HelloWorld.java
package com.example.learn;  // 声明我属于这个包

import java.util.List;        // 从其他包导入

Java 原理

package 必须放在文件第一行（注释除外）
目录结构必须和 package 名一致：com.example.learn → com/example/learn/
同一个包内的类互相访问不需要 import

目录结构对比

css 复制代码

前端项目                        Java 项目
──────────                      ──────────
src/                            src/
  components/                     com/
    Button.tsx                      example/
    UserCard.tsx                      learn/
  utils/                                HelloWorld.java
    format.ts                           (package com.example.learn)

知识点 4：System.out.println ------ Java 的 console.log

前端类比

typescript 复制代码

console.log("Hello");          // 字符串
console.log("Name:", name);    // 多个参数（逗号分隔）
console.log(`Hello ${name}`);  // 模板字符串

Java 原理

java 复制代码

System.out.println("Hello");              // 字符串
System.out.println("Name: " + name);     // 字符串拼接（用 + 号）
System.out.printf("Hello %s", name);     // 格式化输出（类似 printf）
// Java 没有模板字符串，用 + 拼接或 printf

对比表：

场景	JavaScript	Java
输出字符串	`console.log("hi")`	`System.out.println("hi")`
输出变量	`Name: ${name}`	`"Name: " + name`
不换行输出	`console.log("hi")`	`System.out.print("hi")`
格式化	模板字符串	`String.format("Name=%s", name)`

知识点 5：JShell ------ Java 的浏览器控制台

前端类比

你在浏览器里按 F12 打开 DevTools Console，可以实时写 JS 代码并立即执行：

javascript 复制代码

// 在 Chrome DevTools Console 里
> 1 + 1
2
> [1,2,3].map(x => x * 2)
[2, 4, 6]

Java 原理

JDK 自带了一个叫 JShell 的交互式工具，功能一样：

bash 复制代码

# 在终端输入 jshell 启动
$ jshell
jshell> 1 + 1
$1 ==> 2

jshell> "Hello".toUpperCase()
$2 ==> "HELLO"

jshell> int x = 10;
x ==> 10

jshell> x * 2
$4 ==> 20

jshell> /exit

💡 JShell 是学习 Java 语法的神器------不用写完整类、不用编译，直接敲代码立即看结果。遇到不确定的语法，先在 jshell 里试一下。

3. 完整示例代码

文件：`src/com/example/learn/HelloWorld.java`

java 复制代码

// HelloWorld.java ------ 第一个 Java 程序
// 学习目标：理解 Java 程序的基本结构，能编译并运行一个控制台程序
package com.example.learn;

public class HelloWorld {

    // main 方法是程序的入口点，JVM 启动后会找这个方法
    // 参数 String[] args 是命令行参数，类比前端的 process.argv
    public static void main(String[] args) {
        // System.out.println 类比前端的 console.log
        System.out.println("Hello, Java! 🎉");
        System.out.println("我是一个前端开发者，正在学习 Java");
        System.out.println("当前 JDK 版本: " + System.getProperty("java.version"));
    }
}

运行步骤

bash 复制代码

# 方式 1：命令行（PowerShell / CMD）
cd M01-Env-FirstProgram
javac -encoding UTF-8 -d out src/com/example/learn/HelloWorld.java
java -cp out com.example.learn.HelloWorld

# 方式 2：JShell 快速测试（不用写完整类）
jshell
jshell> System.out.println("Hello from JShell!")
jshell> /exit

# 方式 3：IntelliJ IDEA
# 直接打开文件，右键 → Run 'HelloWorld.main()'

4. 练习题

题目 1（必做）：打印自己的姓名和年龄

写一个程序，输出你的姓名、年龄和职业（前端开发者）。

要求：

创建一个新文件 MyInfo.java
在 main 方法里用 System.out.println 输出三行信息
编译运行成功

参考答案：

java 复制代码

package com.example.learn;

public class MyInfo {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "你的名字";
        int age = 25;
        String job = "前端开发者";

        System.out.println("姓名：" + name);
        System.out.println("年龄：" + age);
        System.out.println("职业：" + job);
    }
}

运行结果：

复制代码

姓名：你的名字
年龄：25
职业：前端开发者

题目 2（进阶）：用 JShell 试一下

打开 jshell，验证以下表达式的结果：

表达式	你猜的结果	jshell 实际结果
`10 / 3`	?	?
`10.0 / 3`	?	?
`"hello" + 123`	?	?
`Math.random()`	?	?

💡 这个练习会帮你发现 Java 和 JS 的一个重要区别------整数除法。做完你就知道 M02 要讲的坑是什么了 😏

5. 常见坑

坑 1：Windows 中文乱码

现象：编译时报错 编码 GBK 的不可映射字符，或运行后中文显示乱码。

原因：Windows 默认用 GBK 编码，而你的 .java 文件是 UTF-8 保存的。

解决：编译时加 -encoding UTF-8 参数：

bash 复制代码

javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java

或者设置环境变量 JAVA_TOOL_OPTIONS=-Dfile.encoding=UTF-8 全局生效。

坑 2：public 类名必须和文件名一致

现象：报错 类 HelloWorld 是公共的, 应在名为 HelloWorld.java 的文件中声明

原因：Java 规定------一个 .java 文件里只能有一个 public 类，且类名必须和文件名完全一致（包括大小写）。

java 复制代码

// 文件名必须是 Greeting.java
public class Greeting { ... }   // ✅ 正确

// 文件名是 HelloWorld.java，但类名是 Greeting
public class Greeting { ... }   // ❌ 编译报错

坑 3：包名和目录不匹配

现象：java 运行时报错 Could not find or load main class

原因：package com.example.learn 必须对应目录 com/example/learn/。如果目录不对，JVM 找不到类。

正确结构：

bash 复制代码

src/com/example/learn/HelloWorld.java  ← package com.example.learn

运行时要用完整类名：java com.example.learn.HelloWorld

6. 知识小结

arduino 复制代码

M01 你学到了什么？
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

✅ Java 运行三步曲：.java → javac → .class → java 运行
✅ main 方法是入口：public static void main(String[] args)
✅ package 声明：第一行，目录必须匹配
✅ System.out.println ≈ console.log（但字符串拼接用 + 号）
✅ JShell = Java 版浏览器控制台，学语法神器
✅ Windows 注意编码：javac -encoding UTF-8
✅ public 类名 = 文件名（完全一致）

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相关文件：JAVA-LEARN-SPEC.md | JAVA-SPRING-BLOG.md | AI-JAVA-TIPS.md

M01：环境搭建与第一个 Java 程序

1. 模块概览

1.1 概念映射速查表

2. 核心知识点

知识点 1：Java 运行原理 ------ 编译型 vs 解释型

前端类比

Java 原理

最小可运行代码

知识点 2：main 方法 ------ 程序的入口

前端类比

Java 原理

最小可运行代码

知识点 3：package（包）------ Java 的模块系统

前端类比

Java 原理

目录结构对比

知识点 4：System.out.println ------ Java 的 console.log

前端类比

Java 原理

知识点 5：JShell ------ Java 的浏览器控制台

前端类比

Java 原理

3. 完整示例代码

文件：src/com/example/learn/HelloWorld.java

运行步骤

4. 练习题

题目 1（必做）：打印自己的姓名和年龄

题目 2（进阶）：用 JShell 试一下

5. 常见坑

坑 1：Windows 中文乱码

坑 2：public 类名必须和文件名一致

坑 3：包名和目录不匹配

6. 知识小结

文件：`src/com/example/learn/HelloWorld.java`