Java入门教程：零基础如何编写第一个Java程序（2023最新版）

介绍

Java是一种成熟且设计精良的编程语言，具有广泛的用途，从课堂学习到运行各种规模的商业应用。它的一个独特优势是跨平台性：一旦您创建了一个Java程序，您可以在多个操作系统上运行它，包括服务器（Linux/Unix）、桌面（Windows、macOS、Linux）和移动操作系统（Android、iOS）。

Java之所以能实现高性能，是因为它执行的是编译后经过优化的机器码。对于开发者来说，这意味着在运行之前必须先编译源代码。如果你习惯于像PHP和Python这样可以直接执行源代码的语言，那么先编译代码将是开发过程中的一个新步骤。

在本教程中，您将使用Java创建一个”Hello, World！”程序。这个”Hello, World！”程序是计算机编程中的经典传统。对于初学者来说，它是一个完整的第一个程序，也是确保您的环境配置正确的好方法。通过创建一个”Hello, World”程序，您将开始学习Java的基本语法以及Java程序的编译和执行过程。一旦完成，您将能够编写和运行基本的Java代码。

前提条件

针对本教程，你将需要：

• 在您的机器上安装Java（版本11或更高）。对于Ubuntu和Debian系统，请按照我们的教程《如何在Ubuntu 22.04上使用Apt安装Java》中的选项1步骤操作。对于其他操作系统，包括Mac和Windows，请查看Java安装的下载选项。
• 由Java开发工具包（JDK）提供的编译器。要编译源代码，您将使用名为javac的默认Java编译器。您可以在本地计算机或云中的远程服务器上编译源代码。对于Ubuntu，您可以按照《如何在Ubuntu 22.04上使用Apt安装Java》中选项1的JDK安装说明进行操作。对于其他平台，请参阅Oracle的JDK安装指南或安装OpenJDK版本11或更高版本的官方说明。（可选）一个用于执行编译代码的Java运行时环境（JRE）。JRE是JDK的一部分，所以如果您已经安装了JDK，就不必额外安装JRE。否则，您可以单独安装JRE。如果您打算在不想出于安全原因编译代码的远程服务器上运行代码，这可能会很有用。在这种面向服务器的情况下，您可以通过本地包管理器下载并安装JRE。对于Ubuntu和Debian，使用sudo apt install openjdk-11-jre命令。对于其他发行版，使用相应的包管理器并搜索关键字jre，选择版本11或更高版本。
• 一个用于执行命令的终端。Java在所有主要操作系统上都得到很好的支持，这意味着您可以在本地计算机上按照说明操作，并使用终端连接到远程服务器。有关连接到远程服务器的指导，请遵循我们的《初始服务器设置指南》。
• 一个文本编辑器，如nano。要开始编写Java代码，您可以使用任何文本编辑器。但是，为了提高编码效率，考虑使用集成开发环境（IDE），如Eclipse IDE。IDE很有用，因为它们可以纠正您的语法，自动完成您的代码，并允许您直接测试代码，从而省去手动编译的步骤。但是，IDE并不总是直观的，如果您以前没有使用过，可能会让您感到困惑。对于您的第一个Java程序，使用您习惯的文本编辑器可能会更容易。

使用Java编写和执行”Hello, World!”程序

对许多人而言，他们的第一个Java程序往往也是他们最后一个Java程序。问题在于，即使是最简单的代码似乎也太复杂了，而且你必须学习许多新的东西才能完全理解它。为了避免这个常见陷阱，你将首先编写代码，运行它，然后看它是如何工作的。

开始操作，创建一个名为hello-world的新目录，用于存放本教程的代码。要创建一个项目目录并进入其中，请在终端中运行以下命令：

    
mkdir hello-world
    
cd hello-world

接下来，使用nano或你喜欢的文本编辑器创建一个名为Hello.java的文件。对于nano，使用以下命令：

    
nano Hello.java

请将以下代码添加到您的文件中。这是打印”你好，世界！”消息到控制台的最基本的代码。

Java “Hello, World!”程序示例

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

这个程序将向控制台打印消息”Hello, World!”。文件名（在这个例子中，是一个扩展名为.java的Hello）必须与源代码中的公共类名Hello相匹配。在源代码中匹配文件名和公共类名是Java的约定（这对于记住很有帮助，因为如果你找到一些有用的代码，你就会知道如何命名Java源代码文件）。

保存并关闭您的文件。使用nano命令，按下CTRL+X退出，按Y保存，按ENTER确认文件名并关闭文件。

在终端中，从与Hello.java文件位于相同的目录下运行javac命令，以便将代码编译。

javac Hello.java

源Java代码必须使用javac编译，并包含完整的文件名。

最后，使用Java可执行文件来执行该程序，就像这样：

java Hello

要执行已编译的代码，你需要运行java，然后是类的名称（在这个例子中是Hello）。当执行代码时，不能使用任何文件扩展名，例如.java或.class。

你的输出将会是这样的。

Hello, World!

你的程序运行成功了！你创建了一个基本的Java程序，进行了编译和执行。接下来，你将会看到它是如何运作的。

理解”Hello, World!”程序

如果你习惯用Python或JavaScript编写代码，你会发现即使在一个小程序中，Java也有一些不同之处。每个Java程序至少需要两样东西：

• 一个用于编写代码的类。
• 一个在你的类中的主方法。

你需要一个类，因为Java是面向对象的语言，所有的代码都必须是类的一部分。类是具有功能相关代码的集合。通常情况下，它们无法独立运行，而是作为模板来创建对象。对象是类的一个具体实例，在你的代码中可以使用。对象具有属性，并且当触发它们的方法时可以执行相应的操作。

在你的程序中，这个类叫做Hello:

代码的第一行表示类的开始。类总是以class开头，后面跟着它们的名称。在这种情况下，类的名称是Hello，并且与带有.java扩展名的文件的名称匹配。然后，在代码片段的末尾有一个左大括号({)和一个右大括号(})，你可以在其中放置类的代码。

这个类有一个访问修饰符（方法也有）。在这种情况下，它是公共的，意味着它是完全可访问的。

在每个文件中只使用一个类是最佳实践，这样可以使代码更易读。然而，没有类似的官方要求，可以在一个文件中拥有无限数量的类。不过，有一个限制，那就是在一个文件中只能有一个类是公共的，并且它应该具有相同的大小写敏感名称。

除了一个类之外，你的程序还有一个主方法。主方法是一个类执行的起始点，对于本教程来说，也是整个程序的起始点。它有一个非常特定的语法：public static void main(String[] args)。

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

1. public class Hello {
2. public static void main(String[] args) {
3. System.out.println(“你好，世界！”);
4. }
5. }

public是访问修饰符，意味着在调用该方法时没有任何限制。

static是一个特殊的关键字，表示该方法（在这种情况下）或属性不需要显式地创建一个新对象，以便您能够调用它。它有很多用途，特别是解决了可能出现的”先有鸡还是先有蛋”的情况，其中某些代码应该能够创建程序的第一个对象，而不必作为对象的一部分。

void 是一种返回类型，意味着没有任何东西返回给调用者。在这种情况下，您将会将一条消息打印到屏幕上，并直接消耗执行结果。尽管这里的 void 不返回任何东西，但在其他情况下，方法通常返回各种信息，例如字母数字字符、整数或对象。

参数 String[] args 是 main 方法的输入。字符的字符串，或者字符串，存储字母数字信息。方括号 ([]) 表示这是一个字符串数组，而不仅是一个字符串。这个数组的名称是 args。在这种情况下，main()没有任何参数，但如果有的话，它们将包含在这个数组中。

如果你遗漏了主方法的任何属性，比如它是公共的这个事实，可能不会出现语法错误，但它可能无法按预期运行（作为起点）。

要将文本打印到控制台，可以使用 System.out.println() 方法。

方法（method）告诉计算机执行某个动作。我们可以通过它使用括号来判断它是一个方法：()。这个方法本身是println()，它接受一个参数来指定要打印的文本。System.out在方法之前指定了该方法是核心Java（System）输出功能的一部分。

在这种情况下，您正在使用来自out子包的一种方法，该子包是父包System的一部分。为了更好地了解Java中类是如何组织的，可以想象类的层次结构类似于文件系统，其中父文件夹和相关的依赖子文件夹。在Java中，这些文件夹被称为包（package）。相关的类根据层次结构的粒度放置在一个包或子包中。

System.out.println()的参数是一个字符串："你好，世界！"我们知道它是一个字符串，因为字符串总是用双引号括起来的。与其他编程语言（比如PHP）不同，Java字符串不能使用单引号。

Java语法的一个特点是每个语句的末尾都需要一个分号，例如打印文本的语句：System.out.println("你好，世界！");。

编写并运行”你好，世界！”程序

在本节中，您将复习编译和运行Java程序时会发生什么。为了编译代码，您使用了JDK中的javac。

1. javac Hello.java

javac会读取源代码，检查语法错误，应用优化，并生成一个名为Hello.class的字节码文件。Java的.class文件是JRE能够解释和运行的机器码。

你可以通过在项目目录下运行ls命令来查看Hello.class文件。

1. ls

这个指令会列出你当前目录中的文件。

Hello.class Hello.java

代码编译完成后，您可以使用JRE中的Java可执行文件运行它。

1. java Hello

只有编译后的代码才能在JRE上运行，JRE无法以任何方式执行标准的人类可读文件中的代码。同样地，如果你尝试用标准文本编辑器读取编译后的.class文件，你也将无法做到。然而，借助诸如Java反编译器之类的工具，你可以读取已编译的文件，在调试没有源代码的程序时很有用。

使用这个命令，你指示JRE可执行文件java对一个名为Hello的类进行处理，该类位于Hello.class文件中。

当”Hello, World！”消息打印到控制台时，您已经确认了以下内容：

• 您拥有一个正常工作的Java环境，能够在其中编译和执行代码。
• Java已成功找到Hello类的代码，并且能够访问它。
• 执行流程从main()方法开始。在那里，使用字符串参数”Hello, World!”调用了System.out.println()方法。欢迎消息已打印在屏幕上。
• 由于没有其他代码，程序成功退出。

通过调用Java，你启动了一种称为Java虚拟机（JVM）的虚拟机器。更多关于虚拟机的一般信息，请查看我们的文章《什么是虚拟机？》。

JVM在外部环境、库或整个操作系统上没有依赖，具有很好的隔离性。在不同操作系统上，JVM的行为非常相似，几乎完全一致，这使得Java具有可移植性、可预测性和安全性。这与其他语言（例如PHP）不同，PHP解释器依赖于操作系统的许多本机库。

由于Java利用自己的虚拟机来实现隔离性，因此该进程会占用大量的内存。然而，Java经过优化以有效地管理资源。即使在运行自己的虚拟机时会消耗资源，对于大型、复杂和长时间运行的程序而言，Java的性能仍然非常出色。

换句话说，在其他语言中可能有更简单或更高效的编程消息输出到屏幕的方法。但是通过使用Java，您将能够创建与多种操作系统兼容的复杂程序。

结论 (jié lùn)

恭喜！你已经编写了你的第一个Java程序。

你可以继续在Hello.java文件中玩代码，看看当你改变文本或者删除分号时会发生什么错误。只要在每次对Hello.java文件进行更改后，确保编译代码（javac Hello.java）。

想了解更多有关Java的信息，请查看我们的Java编程系列教程。