第
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章 建立Java
程序开发环
境
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。本章首先简单介绍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。
1.1 Java
语言概
述
计算机是20 世纪40 年代人类最伟大的发明创造之一。计算机从其诞生之日起，为人类
的文明进步和发展做出了巨大贡献。近年来，以高性能计算机为基础的大数据和人工智能的
发展和应用，使计算机相关技术再次成为技术发展的重要方向。但是，要使计算机按照人们
的意愿工作，人们必须使用计算机能够理解的称为“计算机程序设计语言”的工具来完成。
1.1.1 程序设计语言
计算机程序设计语言，简称程序设计语言，是人们对计算机“发号施令”进而控制
计算机工作的重要工具。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，低级语言是计算机出现初期被使用的主要语言。
1.1.2 Java 语言的特点
Java 语言是高级程序设计语言，是当今非常流行和广为使用的程序设计语言之一。
Java 语言功能丰富、容易学习也容易使用。概括起来，Java 语言具有以下特点。
（1）简单：相对于其他高级程序设计语言，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缺点和不足，所以，
Java 语言简单且易学易用。
（2）面向对象：Java 语言是一种面向对象的编程语言。“面向对象”是当代程序设计
语言的一大进步和创举。通过面向对象编程技术，Java 语言将程序的各个部分看作一个个
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的“对象”，通过对象之间的交互达成程序的功能、性能目标。
（3）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
节码既可以通过Java 虚拟机直接解释执行，也可以通过Java 的JIT（just in time ）技术将
字节码转换成计算机机器码，从而提高执行效率。
（4）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，所以，Java 程序并不依赖具体执行平台，用Java 编写的程序可以在任何操
作系统上运行。
（5）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。
1.2 建立Java
开发环
境
有句老话：工欲善其事必先利其器。要学习Java 语
言并使用Java 语言开发计算机应用程序，首先需要建立
Java 开发环境。为了建立Java 开发环境，需要执行以下
两个基本步骤：①安装JDK；②安装IntelliJ IDEA 工具。
本书使用在业界广泛使用的IntelliJ IDEA 作为编程工具安装JDK 和安装JDK 和
环境。IntelliJ IDEA IntelliJ IDEA 说明
1.3 第一个“Helloworld!”程
序
现在，已经安装了开发Java 程序所必需的工具，可以开发Java 程序了。在开发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需要进行统一集中管理。使用“程序工程”这项技术就可以达
到这个管理目标。
1.3.1 创建Java 程序工程
下面创建一个最简单的Java 程序工程，运行这个程序后，将在显示器
上显示“Hello world!”，因此，这个程序称为“Hello world! ”程序。启动
IDEA，单击界面上的“+”按钮，创建一个Java 程序工程，如图1-1 所示。
在如图1-1 所示的界面中，在Name 输入框中输入工程的名称；在
Location 选择框中选择存放工程的文件夹；在Language 选项中选择Java；
创建Java 程序
在Build system 选项中选择Maven；在JDK 选项中选择所安装的JDK 工具，工程
由于之前安装的JDK 工具是JDK 17 ，所以这里选择17 Oracle OpenJDK version 17.0.5 ；选
中Add sample code 单选框；单击Create 按钮创建这个名称为ch01-01 的工程。成功创建
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Java 程序工程后，将显示如图1-2 所示的界面。
图1-1 创建程序工程
图1-2 成功创建Java 程序工程后的界面
由于这是第一次创建Java 程序工程，IDEA 需要下载必要的软件支持插件，这需要一
定的时间，请耐心等待这个过程完成。当图1-2 中最下方的进度条消失后，表示下载完成，
将显示如图1-3 所示的界面。
在如图1-2 和图1-3 所示的界面中，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。为此，在如图1-3 所示的界面中，选择File
→
Settings 命令，如图1-4 所示。
在如图1-5 所示的界面中，在Theme 选择框中选择IntelliJ Light ，通过修改Size 值设
置文字大小。例如，在这里设置为14。
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Java面向对象程序设计（微课视频版）
图1-3 IDEA 完成支持工具下载
图1-4 修改IntelliJ IDEA 界面主题和文字大小
图1-5 IDEA 界面主题
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在如图1-5 所示的界面中，选择左边的Editor
→
Font 命令，如图1-6 所示。
图1-6 代码编辑文字大小设置
在图1-6 中，通过修改Size 值设置文字大小。例如，在这里设置为14。完成设置后，
单击OK 按钮，返回主界面，如图1-7 所示。
图1-7 IDEA 主界面
如图1-7 所示是程序开发人员使用IDEA 开发应用程序时的工作界面：在这个界面中，
既可以编写Java 程序代码，也可以运行Java 程序，还可以调试Java 程序等。下面先运行
这个刚刚创建的Java 程序看看效果。
1.3.2 运行Java 程序
由于在如图1-1 所示的界面中选中了Add sample code 单选框，所以IDEA 为这个程
序工程创建了一个必需的称为“Java 主类”的代码（包含main( ) 入口函数的类称为主类）。
这个主类代码如图1-8 所示。矩形框中的代码就是Java 主类代码，保存在名称为Main.
java 的文件中。矩形框中的代码和保存在Main.java 中的内容是一致的，它们都被称为“Java
源代码”。任何一个可运行的Java 程序都必须至少有一个主类代码。
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图1-8 Java 程序主类代码
由于ch01-01 程序工程已经有了Java 主类代码，因此，这个程序是可以直接运行的。
为此，在如图1-8 所示的界面中单击
按钮，IDEA 经过必要的处理后，将显示如图1-9
所示的运行结果。
图1-9 ch01-01 程序工程的运行结果
在如图1-9 所示的界面中，“Hello world! ”就是ch01-01 程序工程运行后显示的一段
文字信息。那么，这个程序为什么会显示这句话呢？这需要了解Java 程序的运行过程。
1.4 Java程序的运行过程
在IDEA 中运行一个Java 程序非常简单：只需要在如图1-8 所示的界面中单击按钮
即可启动Java 程序运行。其实，在IDEA 内部，为了运行一个Java 程序，会经过以下两
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个阶段：第一个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；第二个阶段称为
执行阶段，IDEA 会使用JDK 中的Java 虚拟机执行在第一个阶段所生成的Java 字节码，
进而启动Java 程序运行。
1.4.1 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，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。例如，在如图1-10 所示的Main.java 的源代码中，如果将其中的out 对象的名字
错误地输入成outt，会发现该程序不能运行，将显示如图1-10 所示的错误信息。
图1-10 程序代码错误导致不能正确运行
在图1-10 中，IDEA 将显示如箭头1 所指示的源代码中的错误，并在箭头2 所指示的
地方给出错误的原因。
细心的读者会发现，如图1-10 所示的代码与如图1-9 所示的代码有细微不同：在如
图1-10 所示的代码中，main( ) 函数的两个大括号和程序语句在不同的行中；而在如图1-9
所示的代码中，main( ) 函数的两个大括号和程序语句在同一行。本质上，如图1-9 所示的
代码和如图1-10 所示的代码是一致的。在如图1-10 所示的代码中，单击矩形框中的
按
钮后，代码的显示效果将与如图1-9 所示的代码一致；或者，在如图1-9 所示的代码中，
单击矩形框中的大括号“{”后，代码的显示效果将与如图1-10 所示的代码一致。
另外，如果希望关闭如图1-10 所示的编译错误信息，可以单击Build 选项卡关闭它，
再次单击Build 选项卡又可以将编译错误信息显示出来。
还有一种能够直观发现代码错误的方法：将光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，如图1-11 所示。
在图1-11 中，矩形框内的数字表示代码中存在错误的个数；IDEA 通过小框提示错误
信息，例如，此处的错误表示IDEA 不能解析outt 这个符号。
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Java面向对象程序设计（微课视频版）
图1-11 直观发现代码错误的方法
1.4.2 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 虚拟机会在Java 源代码中寻找名称
为main 的入口函数。例如，在如图1-10 所示的ch01-01 的Java 工程中，包含main( ) 入
口函数的代码如下所示（源代码为01-01.java）。
package org.example;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello world!");
}
}
Java 虚拟机找到main( ) 入口函数后，会逐条语句地执行由一对大括号所括住的语句。
在这个例子中，Java 虚拟机会执行语句：
System.out.println("Hello world!");
这条语句的作用就是在显示器上显示“Hello world! ”文字。这就是为什么会在图1-9
中显示“Hello world!”。现在，对Main 主类中的main( ) 函数做以下修改（源代码为
01-02.java）。
package org.example;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
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第1章 建立Java程序开发环境
System.out.println("Hello world!");
System.out.println("我在学习Java面向对象程序设计!");
}
}
当Java 虚拟机执行这个程序时，会逐条执行main( ) 函数的大括号所括住的语句，也
就是先执行语句：
System.out.println("Hello world!");
在显示器上显示“Hello world!”文字，然后执行语句：
System.out.println("我在学习Java面向对象程序设计!");
在显示器上显示“我在学习Java 面向对象程序设计!”文字。修改后程序的执行结果如图1-12
所示。
图1-12 修改后程序的执行结果
1.5 练习：安装Java开发环境
请在自己的计算机上安装Java 程序开发环境，完成后编写一个能够显示如图1-13 所
示四边形的Java 程序。
图1-13 四边形
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第
2
章 Java
基本运算和输入
/
输
出
近年来，计算机在电子商务、电子政务、人工智能和大数据方面得到了广泛应用。但
是本质上，计算机就是做数学运算的机器。因此，作为控制计算机工作的Java 程序，必
须具备基本的运算功能，这些功能包括：加减乘除数学运算、大小关系运算、是非（真假）
逻辑运算等。本章首先介绍Java 程序的组成，然后介绍Java 程序的基本数据类型和如何
使用变量保存程序运算数据，最后介绍如何在Java 程序中进行数据的输入/ 输出。
2.1 Java
程序的组
成
Java 程序工程由一个或多个程序包构成，在每个Java 程序包下，可以存放0 个或多
个Java 程序类文件（或简称为类）。每个Java 程序类又是由一个或多个成员属性及函数组
成的，每个函数包含0 条或多条Java 语句。为了清晰地看到Java 程序的基本组成结构，
下面新建一个名称为ch02-01 的Java 程序工程。
为了在已经打开项目工程的IDEA 中新建一个程序工程，选择File
→
New
→
Project
命令，如图2-1 所示。
图2-1 新建一个程序工程
出现的界面与第1.3 节介绍的创建程序工程的过程一致，只是要注意这里将程序工程
的Name 修改为ch02-01。创建完成的工程如图2-2 所示。
图2-2 创建完成的工程
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