第1章　搭建Java開發(fā)環(huán)境

視頻教學(xué)：29分鐘

“兵馬未動，糧草先行。”在學(xué)習(xí)Java之前，需要先做好準(zhǔn)備工作。本章首先介紹Java的特點(diǎn)，然后分別介紹如何在Windows10操作系統(tǒng)下安裝、配置和測試已下載好的JDK11，接著分別介紹如何下載、配置和使用Eclipse，最后介紹Java API及其使用方法。

1.1　Java概述

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Java是一門簡單易用、安全可靠的計(jì)算機(jī)語言。計(jì)算機(jī)語言是指人與計(jì)算機(jī)溝通時采用的語言。Java是1995年由Sun公司推出的一門極富創(chuàng)造力的計(jì)算機(jī)語言，由具有“Java之父”之稱的詹姆斯·高斯林設(shè)計(jì)而成。Java自誕生以來，經(jīng)過不斷的發(fā)展和優(yōu)化，一直流行至今。

1.1.1　Java的兩個常用版本

Java語言當(dāng)下有兩個常用版本：Java SE和Java EE，如圖1.1所示。其中，Java SE是Java EE的基礎(chǔ)，用于桌面應(yīng)用程序的開發(fā)；而Java EE用于Web應(yīng)用程序的開發(fā)，Web應(yīng)用程序指的是用戶使用瀏覽器即可訪問的應(yīng)用程序。

圖1.1　Java的兩個常用版本

1.1.2　Java的主要特點(diǎn)及用途

Java語言很簡單。一方面，Java語言的語法與C語言和C++語言很相近，這使得學(xué)習(xí)過C語言或C++語言的開發(fā)人員能夠很容易地學(xué)習(xí)并使用Java語言；另一方面，Java語言丟棄了C++語言中很難理解的指針，并提供了自動的垃圾回收機(jī)制，即當(dāng)CPU空閑或內(nèi)存不足時，自動進(jìn)行垃圾回收，這使得開發(fā)人員不必為內(nèi)存不足而擔(dān)憂。

Java語言的一個主要特點(diǎn)是具有跨平臺性。跨平臺性是指同一個Java應(yīng)用程序能夠在不同的操作系統(tǒng)上被執(zhí)行。在Windows操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)和macOS操作系統(tǒng)上分別安裝與各個操作系統(tǒng)相匹配的Java虛擬機(jī)后，同一個Java應(yīng)用程序就能夠在這3個不同的操作系統(tǒng)上被執(zhí)行，如圖1.2所示。

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說明

Java虛擬機(jī)，簡稱JVM（Java Virtual Machine）。如果某個操作系統(tǒng)安裝了與之匹配的Java虛擬機(jī)，那么在這個操作系統(tǒng)上，Java應(yīng)用程序就能夠被執(zhí)行。

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圖1.2　Java語言的跨平臺性

使用Java編寫應(yīng)用程序既能縮短開發(fā)時間，又能降低開發(fā)成本，這使得Java的用途不勝枚舉。例如，Java可以用于桌面應(yīng)用程序、電子商務(wù)系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)及Web應(yīng)用程序等的開發(fā)。在揭開Java的神秘面紗之前，先來做一些準(zhǔn)備工作。

1.2　JDK和Eclipse

本書將使用Eclipse編寫Java應(yīng)用程序，但前提是必須安裝JDK，因?yàn)镋clipse和JDK是相輔相成的，下面將分別予以介紹。

（1）JDK的英文全稱為Java Development Kit，即Java軟件開發(fā)工具包。因?yàn)镴DK提供了Java的開發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境，所以JDK是Java應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。換言之，所有的Java應(yīng)用程序都是構(gòu)建在JDK上的。

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說明

Java運(yùn)行環(huán)境，簡稱JRE（Java Runtime Environment）。Java運(yùn)行環(huán)境主要包含JVM和Java函數(shù)庫。JDK、JRE、JVM和Java函數(shù)庫的關(guān)系如圖1.3所示。

圖1.3　JDK、JRE、JVM和Java函數(shù)庫的關(guān)系

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（2）Eclipse是開發(fā)Java應(yīng)用程序的眾多開發(fā)工具中的一種，但不是必需的。例如，開發(fā)人員還可以使用記事本、MyEclipse、IntelliJ IDEA等開發(fā)工具編寫Java應(yīng)用程序。

1.2.1　JDK的下載與安裝

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本書使用的JDK版本是Java SE 11。Java SE 11需要在OpenJDK上進(jìn)行下載。

1.下載JDK

下面介紹下載Java SE 11的方法，具體步驟如下。

（1）打開瀏覽器，進(jìn)入JDK Java的官網(wǎng)，打開圖1.4所示的OpenJDK主頁面。OpenJDK主頁面展示著JDK的各個版本號。因?yàn)楸緯褂玫氖荍ava SE 11，所以單擊圖1.4所示頁面中的超鏈接11，即可進(jìn)入Java SE 11詳情頁。

圖1.4　OpenJDK主頁面

（2）在圖1.5所示的Java SE 11詳情頁中找到并單擊超鏈接“Windows/x64 Java Development Kit”，彈出新建下載任務(wù)對話框。

圖1.5　Java SE 11詳情頁

（3）在圖1.6所示的新建下載任務(wù)對話框中，先單擊瀏覽按鈕，選擇openjdk-11+28_windows- x64_bin.zip的保存位置，再單擊下載按鈕。

圖1.6　“新建下載任務(wù)”對話框

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說明

筆者將壓縮包下載到了桌面上。建議讀者朋友也先將壓縮包下載到桌面上，便于后續(xù)操作。

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2.配置JDK

在配置Java SE 11之前，要先移動并解壓openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip，步驟如下。

（1）在D盤下新建一個空的、名為Java的文件夾，如圖1.7所示。

圖1.7　新建一個空的、名為Java的文件夾

（2）先單擊桌面上已下載完成的openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip，按快捷鍵<Ctrl + X>將其剪切；再雙擊打開D盤下已新建好的、名為Java的文件夾，按快捷鍵<Ctrl + V>將openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip粘貼到Java文件夾下；最后對openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip執(zhí)行“解壓到當(dāng)前文件夾”操作，解壓后的效果如圖1.8所示。

圖1.8　移動并解壓openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip

移動并解壓openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip后，即可對Java SE 11進(jìn)行配置。在Windows10的64位操作系統(tǒng)下配置Java SE 11的步驟如下。

（1）右擊桌面上的此電腦圖標(biāo)，找到并選擇快捷菜單中的屬性選項(xiàng)，如圖1.9所示。

圖1.9　找到并選擇快捷菜單中的屬性選項(xiàng)

（2）彈出圖1.10所示的界面后，找到并單擊高級系統(tǒng)設(shè)置。

圖1.10　找到并單擊高級系統(tǒng)設(shè)置

（3）彈出圖1.11所示的系統(tǒng)屬性對話框后，單擊環(huán)境變量按鈕。

圖1.11　單擊環(huán)境變量按鈕

（4）彈出圖1.12所示的環(huán)境變量對話框后，單擊對話框下方的新建按鈕，創(chuàng)建新的環(huán)境變量。

圖1.12　單擊對話框下方的新建按鈕

（5）彈出圖1.13所示的新建系統(tǒng)變量對話框，在對話框中輸入變量名和變量值后單擊確定按鈕。變量名和變量值的設(shè)置具體如下。

圖1.13　在對話框中輸入變量名和變量值

變量名：JAVA_HOME。

變量值：D:\Java\jdk-11（圖1.14所示是筆者將openjdk-11+28_windows-x64_bin.zip解壓后，jdk-11文件夾中的內(nèi)容）。

圖1.14　jdk-11文件夾中的內(nèi)容

（6）彈出圖1.12所示的環(huán)境變量對話框后，在“系統(tǒng)變量”選項(xiàng)組中找到并單擊Path變量，單擊對話框下方的編輯按鈕，如圖1.15所示。

圖1.15　找到并單擊Path變量后單擊編輯按鈕

（7）彈出圖1.16所示的編輯環(huán)境變量對話框后，單擊對話框右側(cè)的新建按鈕。

圖1.16　單擊對話框右側(cè)的“新建”按鈕

（8）單擊新建按鈕后，在列表中會增加一個空行。在空行中輸入%JAVA_HOME%\bin，如圖1.17所示。

圖1.17　輸入%JAVA_HOME%\bin

（9）填寫完畢后，先單擊上移按鈕，將%JAVA_HOME%\bin上移至列表的第一行；再單擊確定按鈕，如圖1.18所示。

圖1.18　將%JAVA_HOME%\bin上移至列表的第一行

完成上述步驟，即可成功配置Java SE 11。最后，依次單擊各個對話框下方的確定按鈕，關(guān)閉各個對話框。

3.測試JDK

Java SE 11配置完成后，需測試Java SE 11是否配置準(zhǔn)確。測試Java SE 11的步驟如下。

（1）在Windows 10操作系統(tǒng)下測試JDK環(huán)境時需要先單擊桌面左下角的圖標(biāo)，再直接輸入cmd，接著按〈Enter〉鍵，啟動命令提示符窗口。輸入cmd后的效果如圖1.19所示。

圖1.19　輸入cmd后的效果

（2）在已經(jīng)啟動的命令提示符窗口中輸入javac，按〈Enter〉鍵，將輸出圖1.20所示的JDK的編譯器信息，其中包括修改命令的語法和參數(shù)選項(xiàng)等信息。這說明JDK環(huán)境搭建成功。

圖1.20　JDK的編譯器信息

1.2.2　Eclipse的下載與啟動

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Eclipse是主流的Java開發(fā)工具之一，是由IBM公司開發(fā)的集成開發(fā)工具。本小節(jié)對Eclipse的下載與啟動予以講解。

1.下載Eclipse

Eclipse的下載步驟如下。

（1）打開瀏覽器，進(jìn)入Eclipse的官網(wǎng)首頁，然后單擊圖1.21所示的Download Packages超鏈接。

圖1.21　Eclipse的官網(wǎng)首頁

（2）單擊Download Packages超鏈接后，進(jìn)入Eclipse Packages頁面，先在當(dāng)前頁面下方找到Eclipse IDE for Java Developers，再單擊與其對應(yīng)的Windows操作系統(tǒng)的64-bit超鏈接，如圖1.22所示。

圖1.22　單擊Windows操作系統(tǒng)的64-bit超鏈接

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說明

（1）為了匹配64位Windows操作系統(tǒng)的Java SE 11，需要下載64位Windows操作系統(tǒng)的Eclipse。

（2）Eclipse的版本更新速度比較快，因此，讀者在下載Eclipse時如果沒有64位的Eclipse 2019-09版本，可以直接下載最新版本的64位Eclipse進(jìn)行使用。

（3）單擊與Eclipse IDE for Java Developers對應(yīng)的Windows操作系統(tǒng)的64 bit超鏈接后，Eclipse服務(wù)器會根據(jù)客戶端所在的地理位置分配合理的下載鏡像站點(diǎn)，讀者只需單擊Download按鈕，即可下載64位Windows操作系統(tǒng)的Eclipse。Eclipse的下載鏡像站點(diǎn)頁面如圖1.23所示。

圖1.23　Eclipse的下載鏡像站點(diǎn)頁面

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2.啟動Eclipse

將下載好的Eclipse壓縮包解壓后，就可以啟動Eclipse了。啟動Eclipse的步驟如下。

（1）在Eclipse解壓后的文件夾中雙擊eclipse.exe文件。

（2）在彈出的Eclipse IDE Launcher對話框中設(shè)置Eclipse的工作空間（用于保存Eclipse建立的程序項(xiàng)目和相關(guān)設(shè)置），即在Eclipse IDE Launcher對話框的Workspace文本框中輸入.\workspace。

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說明

“.\workspace”指定的文件地址是Eclipse解壓后的文件夾中的workspace文件夾。

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（3）輸入.\workspace后單擊Launch按鈕，即可進(jìn)入Eclipse的工作臺，Eclipse IDE Launcher對話框如圖1.24所示。

圖1.24　Eclipse IDE Launcher對話框

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注意

選中Use this as the default and do not ask again復(fù)選框可以將該地址設(shè)為默認(rèn)工作空間，從而在啟動Eclipse時就不會再詢問工作空間的設(shè)置了。

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首次啟動Eclipse時，Eclipse會呈現(xiàn)圖1.25所示的歡迎界面。

圖1.25　Eclipse的歡迎界面

1.3　Eclipse的窗口和菜單

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關(guān)閉Eclipse的歡迎界面，即可進(jìn)入Eclipse的工作臺。Eclipse的工作臺是開發(fā)人員編寫程序的主要場所。本節(jié)將介紹Eclipse工作臺中的各個窗口和菜單。

1.3.1　Eclipse的窗口說明

Eclipse工作臺主要包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、編輯器、透視圖和相關(guān)的視圖等窗口，各個窗口如圖1.26所示。

圖1.26　Eclipse工作臺中的各個窗口

1.3.2　Eclipse的菜單說明

由圖1.26可知，Eclipse的菜單欄包含F(xiàn)ile菜單、Edit菜單、Source菜單、Refactor菜單、Navigate菜單、Search菜單、Project菜單、Run菜單、Window菜單和Help菜單。Eclipse的菜單欄中各個菜單的相關(guān)說明如表1.1所示。

表1.1　Eclipse的菜單欄中各個菜單的相關(guān)說明

1.4　編寫Java應(yīng)用程序的5個步驟

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編寫一個Java應(yīng)用程序需要經(jīng)過圖1.27所示的5個步驟。

圖1.27　編寫Java應(yīng)用程序的5個步驟

1.4.1　第1步：新建項(xiàng)目

要編寫一個Java應(yīng)用程序，首先需要新建Java項(xiàng)目。在Eclipse中新建Java項(xiàng)目的步驟如下。

（1）單擊File→選擇New→單擊Java Project菜單項(xiàng)，打開New Java Project（新建Java項(xiàng)目）對話框。打開New Java Project對話框的步驟如圖1.28所示。

圖1.28　打開New Java Project對話框的步驟

（2）New Java Project對話框如圖1.29所示。首先在Project name（項(xiàng)目名）文本框中輸入MyTest，然后在Project layout（項(xiàng)目布局）選項(xiàng)組中確認(rèn)Create separate folders for sources and class files（為源文件和類文件新建單獨(dú)的文件夾）單選按鈕被選中，最后單擊Finish（完成）按鈕，完成項(xiàng)目的新建。

圖1.29　New Java Project對話框

（3）單擊Finish按鈕后，會彈出圖1.30所示的New module-info.java（新建模塊化聲明文件）對話框。模塊化開發(fā)是JDK9新增的特性，但模塊化開發(fā)過于復(fù)雜，并且新建的模塊化聲明文件也會影響Java項(xiàng)目的運(yùn)行，因此需要單擊新建模塊化聲明文件對話框中的Don’t Create按鈕。單擊Don’t Create按鈕后，即可完成Java項(xiàng)目MyTest的創(chuàng)建。

圖1.30　新建模塊化聲明文件的對話框

1.4.2　第2步：新建類

Java類是存儲Java代碼的文件，擴(kuò)展名是.java。在Eclipse中新建Java類的步驟如下。

（1）右擊新建的Java項(xiàng)目MyTest，在彈出的快捷菜單中選擇New，單擊Class菜單項(xiàng)，如圖1.31所示。

圖1.31　打開New Java Class（新建Java類）對話框的步驟

（2）打開New Java Class（新建Java類）對話框后，首先在Name文本框中輸入First（Java類的名稱），表示第一個Java應(yīng)用程序；然后選中復(fù)選框public static void main(String[] args)；最后單擊Finish按鈕。新建Java類的步驟如圖1.32所示。

圖1.32　New Java Class對話框

單擊Finish按鈕后，Eclipse的工作臺如圖1.33所示。

圖1.33　新建First類后Eclipse的工作臺

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注意

如果Eclipse顯示的代碼字體比較小，那么針對64位的Eclipse 2019-09版本，讀者朋友可以直接按快捷鍵<Ctrl + =>調(diào)大代碼字體。

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1.4.3　第3步：編寫代碼

實(shí)例1-1　輸出金庸14部小說作品口訣。（實(shí)例位置：資源包\MR\源碼\01\01。）

新建First類后，就可以在First類中編寫“輸出金庸14部小說作品口訣”程序的代碼，在圖1.33所示的第6行輸入如下代碼。

System.out.println("飛雪連天射白鹿，");
System.out.println("笑書神俠倚碧鴛。");

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注意

（1）println中的l不是數(shù)字1，而是小寫字母l。

（2）上述代碼的括號、雙引號和分號均為英文格式下的標(biāo)點(diǎn)符號。

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1.4.4　第4步：保存代碼

編寫完Java代碼后，需要對其進(jìn)行保存。保存Java代碼有3種方式。

（1）在Eclipse中按快捷鍵<Ctrl +S>保存當(dāng)前的.java文件。

（2）在菜單欄中右擊File，在彈出的快捷菜單中選擇Save菜單項(xiàng)（保存當(dāng)前的.java文件）或者Save All菜單項(xiàng)（保存全部的.java文件）。

（3）單擊工具欄中的按鈕（等價于Save）或者按鈕（等價于Save All）。

1.4.5　第5步：運(yùn)行程序

在代碼編輯區(qū)的空白區(qū)域右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Run As→單擊1 Java Application，即可運(yùn)行Java應(yīng)用程序。具體步驟如圖1.34所示。

圖1.34　運(yùn)行Java應(yīng)用程序的具體步驟

上述代碼的運(yùn)行結(jié)果如圖1.35所示。

圖1.35　First類的運(yùn)行結(jié)果

1.5　Java開發(fā)必備——API文檔

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Java API即Java API文檔，記錄了Java語言中海量的知識點(diǎn)，是Java應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員即查即用的編程詞典。Java API對Java應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員的重要性類似于《現(xiàn)代漢語詞典》對高中生的重要性。

1.5.1　Java API簡介

API的全稱是Application Programming Interface，即應(yīng)用程序編程接口，主要包括類的繼承結(jié)構(gòu)、成員變量、成員方法、構(gòu)造方法、靜態(tài)成員的描述信息和詳細(xì)說明等內(nèi)容。讀者朋友可以在https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/index.html中找到JDK11的API文檔，如圖1.36所示。

圖1.36　JDK11的API文檔

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說明

JDK11的API文檔暫無中文版本，讀者朋友在查詢知識點(diǎn)時，可以借助網(wǎng)上流行的英譯漢詞典進(jìn)行學(xué)習(xí)。

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1.5.2　Java API的使用方法

本小節(jié)將以java.lang.String為例，介紹JDK11的API文檔的使用方法。在JDK11的API文檔中查詢java.lang.String的操作步驟如圖1.37所示。

圖1.37　查詢java.lang.String的操作步驟

單擊java.lang.String后，頁面即會顯示java.lang.String的相應(yīng)內(nèi)容（類的繼承結(jié)構(gòu)、成員變量、成員方法、構(gòu)造方法、靜態(tài)成員的描述信息和詳細(xì)說明等），如圖1.38所示。

圖1.38　java.lang.String的相應(yīng)內(nèi)容

1.6　動手練一練

（1）安裝JDK后，下列哪一項(xiàng)不是bin目錄下的主要開發(fā)工具？（　　）

A. javac　　　　　　B. JVM　　　　　C. javadoc　　　D. java

（2）下列哪一項(xiàng)是Java語言的編輯器？（　　）

A. javac.exe　　　　B. JDK　　　　　C. JRE　　　　　D. java.exe

（3）下列哪一項(xiàng)是編譯Java程序的命令？（　　）

A. jar　　　　　　　B. javac　　　　　C. javadoc　　　D. java

（4）下列哪一項(xiàng)是運(yùn)行Java程序的命令？（　　）

A. jar　　　　　　　B. javac　　　　　C. javadoc　　　D. java

（5）下列哪一項(xiàng)是正確的main()方法？（　　）

A. static void main(String[] args)　　　　B. public void main(String[] args)

C. public static void main(String args[])　　D. public void static main(String[] args)