Java编程入门指南

# Java编程入门指南 ## 1. 关于读者的假设 在开始学习Java之前，有几个关于读者的假设需要说明： - **拥有计算机**：几乎可以在任何计算机上运行Java代码，不过太古老（超过6年左右）的计算机可能无法运行。 - **能操作计算机菜单和对话框**：不需要是Windows、Unix或Macintosh的高级用户，但要能够启动程序、查找文件、将文件放入特定目录等。大多数时候是在键盘上输入代码，而不是频繁地用鼠标点击。在需要进行拖放、复制粘贴或即插即用等操作时，会有详细指导，但由于计算机配置多样，若指导不适用，可参考针对自己系统的相关书籍。 - **具备逻辑思维能力**：Java编程的核心就是逻辑思考。如果能进行逻辑思考，那么学习Java就有了基础。若觉得自己缺乏逻辑思维，也可以继续学习，或许会有惊喜。 - **编程经验不限**：无论是否有编程经验都没关系。对于有经验的程序员，Java有很多新颖的特性；对于没有经验的人，也能轻松入门。 ## 2. Java编程学习内容的组织架构 Java学习内容分为六个部分： | 部分 | 内容 | | --- | --- | | 第一部分：入门 | 包含“什么是Java”的章节，以及安装和运行Java的完整说明，还有一个快速入门章节，会介绍主要技术概念并剖析一个简单程序。 | | 第二部分：编写自己的Java程序 | 第4 - 6章涵盖基本构建模块，介绍让计算机运行所需的知识。如果有其他语言编程经验，部分内容可能熟悉，但Java与其他语言有差异，阅读时不能太快。 | | 第三部分：从宏观角度看：面向对象编程 | 这部分有一些很精彩的章节，介绍面向对象编程这一重要主题。会学习如何为大问题设计解决方案，通过具体示例学习设计类、复用现有类和构建对象。 | | 第四部分：资深Java技术 | 如果想深入学习Java，可以阅读这部分。它专注于一些初次接触时不易发现的细节，在阅读前面部分并自己编写一些程序后，可以深入学习。 | | 第五部分：十全十美系列 | 这里就像一个Java糖果店，有避免错误的提示列表、资源列表等各种有趣的内容。 | | 第六部分：附录 | 有两个附录，一个介绍CD - ROM的相关信息，另一个总结编写Java程序的重要规则。 | 此外，CD - ROM上还有四个额外章节： - **第15章**：将多个小程序组合成一个大程序，了解一个程序的哪些部分对其他程序有用。 - **第16章**：处理按钮点击、按键等操作，了解Java的一个语言特性——接口。 - **第17章**：处理Java小程序，将小程序放在网页上，进行绘图和动画操作，还能创建一个小游戏供网站访客玩。 - **第18章**：展示Java数据库处理的示例，从建立连接、创建表到添加行和进行查询的完整过程。 ## 3. Java学习中的图标说明 在学习过程中，会遇到一些图标，它们的含义如下： - **提示图标**：提供额外的有用信息，可能是其他资料容易忽略的内容。 - **警告图标**：标记人们特别容易犯错的地方。 - **记忆图标**：提醒一些重要信息，比如“如果不记得某某的意思，查看某某”或“更多信息请阅读某某”。 - **在线资源图标**：指向可以在网上找到的有用资料。 - **CD资源图标**：指出CD上的有用内容。 - **技术细节图标**：偶尔出现的技术小知识，有助于理解Java开发者的思路，阅读其他更专业的Java书籍时可能也有帮助。 ## 4. 计算机的优势与Java编程的必要性 ### 4.1 计算机的优势 计算机有两个显著优点： - **不知疲倦地工作**：计算机工作时不会感到抗拒、压力、无聊或疲劳，就像电子奴隶。比如可以让计算机24/7为SETI@home项目进行计算，不用担心它会抱怨或向劳动部门举报。 - **高效传递思想**：过去传递信息需要信使骑马，信息记录在纸张、羊皮纸或泥板等物理介质上。但实际上信息就是思想，物理介质只是临时载体。而计算机能高效地传递思想，只需携带思想、少量光子和一点电力，没有额外的物理负担。 ### 4.2 Java编程的必要性 当需要让计算机完成特定任务时，不能用英语或其他人类语言编写指令，原因如下： - **容易误解**：例如“每天咀嚼一片药，直到吃完”，这句话可能有不同的理解。 - **难以表达复杂命令**：像“将法兰A连接到凸起B，确保仅将法兰A的最外层边缘连接到凸起B的较大端，同时将法兰A的中间和内层边缘连接到索环C”这样复杂的命令，用英语表达很困难。 - **存在多余信息**：例如“句子有不必要的单词”。 - **难以解释**：如一些复杂的合同条款，理解起来很困难。 因此，需要使用计算机编程语言来编写简洁、明确的指令。下面是一段Java代码示例： ```java import static java.lang.System.out; class PayBarry { public static void main(String args[]) { double checkAmount = 1257.63; out.print("Pay to the order of "); out.print("Dr. Barry Burd "); out.print("$"); out.println(checkAmount); } } ``` ## 5. 选择Java的原因 选择使用Java有以下原因： - **自主定制**：就像做蛋糕，可以使用现成的蛋糕粉，也可以自己从头制作。使用别人的程序只能接受现有的功能，而自己编写Java程序可以根据需求定制。 - **广泛的应用场景**：编写计算机代码是一个庞大的全球性行业，大公司会有专门的团队编写程序，个人也可以为自己或他人编写程序，无论是为了谋生还是娱乐。据估计，仅美国的程序员每天编写的代码行数就超过木星上甲烷分子的数量。几乎任何可以用计算机完成的任务，只要有足够时间，都可以用Java编写程序来实现。 ## 6. Java在编程历史中的地位 以下是现代计算机编程的简要历史以及Java的地位： ```mermaid graph LR A[1954 - 1957: FORTRAN开发] --> B[1959: COBOL创建] B --> C[1972: C语言开发] C --> D[1986: C++开发] D --> E[1995: Java发布] ``` - **1954 - 1957年：FORTRAN开发**：它是第一种现代计算机编程语言，在科学编程领域表现出色，多年来一直是全球计算机程序员常用的语言之一。 - **1959年：COBOL创建**：COBOL中的B代表商业（Business），其主要特点是处理一条又一条记录，在商业数据处理领域广泛应用，至今仍在计算机编程行业占据重要地位。 - **1972年：C语言开发**：本书示例代码的风格源于C语言，C语言使用花括号、if语句、for语句等。从功能上看，C语言可以解决与FORTRAN、Java等其他现代编程语言相同的问题，但不同语言的区别在于使用的便捷性和适用性，Java在这方面表现优异。 - **1986年：C++开发**：与C语言不同，C++支持面向对象编程，这是一个巨大的进步。 - **1995年5月23日：Java发布**：Java改进了C++的概念，它针对万维网进行了优化，其“一次编写，到处运行”的理念使其非常适合在互联网上分发代码。 ## 7. Java编程的具体应用与优势体现 ### 7.1 Java在网络应用中的优势 Java “一次编写，到处运行” 的特性在网络应用中表现得淋漓尽致。在互联网环境下，不同的用户可能使用着不同操作系统、不同配置的计算机。如果使用其他编程语言编写程序，可能需要针对不同的环境进行多次修改和调试，以确保程序能够正常运行。而Java程序只需编写一次，就可以在各种支持Java虚拟机（JVM）的设备上运行，大大提高了开发效率和程序的可移植性。 例如，开发一个基于Web的在线购物系统，使用Java编写的后端程序可以在Windows服务器、Linux服务器等不同的操作系统上稳定运行，无需为不同的服务器环境进行额外的适配工作。同时，Java的安全性也为网络应用提供了可靠的保障，它可以有效地防止网络攻击和数据泄露。 ### 7.2 Java在企业级应用中的应用 在企业级应用开发中，Java也占据着重要的地位。企业级应用通常需要处理大量的数据、复杂的业务逻辑和高并发的访问请求。Java的面向对象编程特性使得代码具有良好的可维护性和可扩展性，能够方便地应对企业业务的不断变化和发展。 例如，一个大型企业的人力资源管理系统，需要管理员工的基本信息、考勤记录、薪资计算等多个方面的业务。使用Java可以将不同的业务模块封装成不同的类和对象，通过面向对象的设计原则进行组织和管理，使得代码结构清晰、易于维护。同时，Java的多线程处理能力可以有效地应对高并发的访问请求，确保系统的性能和稳定性。 ## 8. Java编程学习的注意事项与技巧 ### 8.1 注意事项 - **基础要扎实**：Java编程涉及到很多基础知识，如变量、数据类型、控制语句等。在学习过程中，要确保对这些基础知识有深入的理解和掌握，否则在后续的学习和开发中可能会遇到很多困难。 - **多实践**：编程是一门实践性很强的学科，只有通过不断地实践才能真正掌握Java编程的技能。可以通过做练习题、参加编程竞赛、开发小型项目等方式来提高自己的实践能力。 - **阅读优秀代码**：阅读优秀的Java代码可以学习到别人的编程思路和技巧，提高自己的编程水平。可以通过开源项目、技术博客等途径来获取优秀的Java代码。 ### 8.2 学习技巧 - **制定学习计划**：根据自己的学习目标和时间安排，制定一个合理的学习计划。学习计划要具体、可行，并且要按照计划坚持学习。 - **利用学习资源**：互联网上有很多优秀的Java学习资源，如在线教程、视频课程、技术论坛等。可以充分利用这些资源来辅助自己的学习。 - **加入学习社区**：加入Java学习社区可以与其他学习者交流学习经验、分享学习资源，还可以得到专业人士的指导和帮助。 ## 9. Java编程的未来发展趋势 ### 9.1 云计算与大数据领域 随着云计算和大数据技术的不断发展，Java在这些领域的应用也越来越广泛。Java具有良好的性能和可扩展性，能够满足云计算和大数据处理的高并发、高吞吐量的需求。 例如，在大数据处理中，Hadoop和Spark等开源框架都是使用Java编写的。这些框架可以处理海量的数据，为企业提供有价值的数据分析和决策支持。 ### 9.2 人工智能与机器学习领域 人工智能和机器学习是当前科技领域的热门话题，Java在这些领域也有着一定的应用。Java可以用于开发人工智能和机器学习的算法库、模型训练和预测系统等。 例如，Deeplearning4j是一个基于Java的深度学习框架，它可以用于开发各种深度学习模型，如图像识别、自然语言处理等。 ### 9.3 物联网领域 物联网是将各种设备通过网络连接起来，实现设备之间的互联互通和智能化管理。Java可以用于开发物联网设备的嵌入式系统、网关和云平台等。 例如，Java ME（Micro Edition）是专门为嵌入式设备和移动设备设计的Java平台，它可以用于开发物联网设备的应用程序。 ## 10. 总结 Java作为一种广泛应用的计算机编程语言，具有很多优点，如可移植性强、安全性高、面向对象等。它在网络应用、企业级应用、云计算、大数据、人工智能、机器学习和物联网等领域都有着重要的应用。 在学习Java编程时，需要具备一定的计算机基础和逻辑思维能力，同时要注意基础知识的学习和实践能力的培养。通过制定合理的学习计划、利用丰富的学习资源和加入学习社区等方式，可以提高学习效率和学习效果。 未来，随着科技的不断发展，Java编程的应用领域将会更加广泛，发展前景也会更加广阔。无论是对于专业的程序员还是对于普通的计算机爱好者来说，学习Java编程都具有重要的意义。 | 领域 | Java的应用 | | --- | --- | | 网络应用 | 一次编写，到处运行，提高开发效率和可移植性，保障安全性 | | 企业级应用 | 面向对象编程，提高可维护性和可扩展性，多线程处理应对高并发 | | 云计算与大数据 | 满足高并发、高吞吐量需求，用于Hadoop和Spark等框架 | | 人工智能与机器学习 | 开发算法库、模型训练和预测系统，如Deeplearning4j | | 物联网 | 开发嵌入式系统、网关和云平台，如Java ME | ```mermaid graph LR A[Java编程] --> B[网络应用] A --> C[企业级应用] A --> D[云计算与大数据] A --> E[人工智能与机器学习] A --> F[物联网] ``` 希望通过本文的介绍，能够帮助大家更好地了解Java编程，为学习和使用Java编程提供一些参考和指导。祝愿大家在Java编程的学习和实践中取得优异的成绩！