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课前准备

Java 简介

Java 是一种广泛使用的计算机编程语言，于 1995 年由 Sun Microsystems 公司推出。它是一种面向对象的编程语言，旨在减少编程中可能出现的错误，并易于理解和维护。

尽管近年来面临一些新兴语言的挑战，Java 由于它的跨平台性、良好的安全性、前向兼容性以及不算差的性能，仍是一门历史地位和业界地位都极其崇高的语言。庞大的 Java 社区和海量的 Java 项目，使得对任何想要接触业界的贵系同学来说，你也许可以不精通它，但至少应当对这门简单、强大、通用的语言有一些了解。

编程语言排名

发展历史

Java 发明于 20 世纪 90 年代初，由 Sun Microsystems（后来被 Oracle 收购）的工程师团队开发。最初的目标是创建一种用于家电设备的编程语言。1995 年，Java 1.0 正式发布，带来了跨平台的能力，也就是“Write Once, Run Anywhere”（一次编写，随处运行）。这一特性是通过将 Java 代码编译为中间表示形式（字节码）实现的，然后在任何支持 Java 虚拟机（JVM）的平台上运行。

随着时间的推移，Java 不仅仅成为一种用于嵌入式系统的语言，它还发展成为一种强大的服务器端、企业级应用、Web 和移动应用的开发语言。

优势与不足

优势

  1. 跨平台性：Java 采用“一次编写，到处运行”的理念，代码可以在不同操作系统（Windows、macOS、Linux 等）上运行，无需重新编写。这得益于 Java 虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）的设计。
  2. 面向对象：Java 是一种纯粹的面向对象编程语言，支持封装、继承和多态等 OOP 特性，有利于代码的复用和维护。
  3. 安全性：Java 具有强大的安全机制，如垃圾回收机制（Garbage Collection，GC）、异常处理等，可以有效地防范程序运行过程中的安全隐患。
  4. 丰富的标准库：Java 附带了大量的标准库，涵盖了网络、图形界面、数据库等各个方面，开发者可以直接调用这些库（而无需重复造轮子），提高开发效率。
  5. 广泛的应用领域：Java 可用于开发桌面应用程序、Web 应用程序、移动应用程序、大数据处理、机器学习等各种类型的软件。

不足

  1. 性能：与编译成本地机器代码的语言（例如 C、C++）相比，Java 的性能通常较低。这是因为 Java 程序需要在 JVM 上运行，这增加了额外的抽象层。
  2. 内存消耗：Java 应用程序通常比其他编程语言的应用程序消耗更多的内存。这是由于其“面向对象”导向的设计和垃圾回收机制。
  3. 冗长的代码：与一些现代编程语言（例如 Rust）相比，Java 的代码可能显得冗长和繁琐，这也可能会使开发过程变得复杂和耗时。

尽管存在这些不足，Java 仍然是世界上最受欢迎和广泛使用的编程语言之一。它在企业级应用程序、移动应用程序（尤其是 Android）和大型系统中得到了广泛应用。

课前准备

环境配置

要运行 Java 程序，你需要先安装 Java Developer Kit（JDK）。Windows 或 Mac 用户建议直接在 Oracle 官网下载 JDK21；而 Linux 用户（这里以 Ubuntu 为例，其余平台请自行百度 / Google）则可以使用如下命令：

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sudo add-apt-repository ppa:linuxuprising/java
sudo apt update
sudo apt install oracle-java21-installer --install-recommends

本教程将使用 JDK21 这一版本。请使用 java -version 命令来确认 JDK 是否安装完成（以下输出仅供参考）：

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java version "21.0.3" 2024-04-16 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment (build 21.0.3+7-LTS-152)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 21.0.3+7-LTS-152, mixed mode, sharing)

你可以使用如下命令编译运行 Java 程序：

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javac YourProgram.java  # 编译
java YourProgram        # 运行
java YourProgram.java   # 编译 & 运行

同时，本教程将使用，也强烈推荐使用 IntelliJ IDEA 作为 IDE 来辅助开发。如果你就读于清华大学，建议使用 <你的邮箱名>@mail.thu.edu.cn 来获取面向学生和教师的个人许可证，以获得“Ultimate Experience”（类似于 Professional 版本）。

Hello world!

在 IntelliJ IDEA 中，点击 File-New-New Project... 新建一个新的项目，项目名为 hello-world：

新建一个新的项目

IDEA 会自动生成一个 demo 代码，代码内容如下：

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

点击右上角的“编译并运行”按钮。

编译并运行后的输出界面

如果你的程序输出：Hello world!，那么，你已经能够成功编译并运行 Java 程序了！

最后，请在 GitHub 上 fork sast-summer-training-2024/sast2024-java 至自己的账户，并使用 Git 将自己账号下的仓库 clone 至本地。

至此，课前准备环节结束。

另外，sast-summer-training-2024/sast2024-java 中的代码是使用 Gradle 构建的，并且带有单元测试。具体而言，使用 Gradle 构建的代码结构可以按照以下方式创建：

创建带有测试的代码结构

你也可以尝试运行 demo 代码。你可能会发现，输出十分冗长，但是其中应该也是有 Hello world! 的。

评论

作者: LeverImmy (93.68%), leverimmy (6.32%)