Java基础入门：Java简介¶

1. Java的历史¶

Java是一种广泛使用的编程语言，最初由Sun Microsystems（现为Oracle Corporation的一部分）于1995年发布。Java的设计初衷是“一次编写，到处运行”（Write Once, Run Anywhere, WORA），这意味着Java程序可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的设备上运行，而无需重新编译。

Java的诞生可以追溯到1991年，当时Sun Microsystems的一个团队（由James Gosling领导）开始开发一种用于嵌入式系统的编程语言。最初，这种语言被称为“Oak”，后来改名为“Java”。Java的发布迅速引起了广泛关注，特别是在互联网的早期发展阶段，Java的跨平台特性使其成为Web应用程序开发的理想选择。

2. Java的特点¶

Java具有以下几个显著特点，这些特点使其成为当今最流行的编程语言之一：

2.1 跨平台性¶

Java程序通过Java虚拟机（JVM）运行，JVM是Java跨平台性的核心。Java源代码被编译成字节码（.class文件），这些字节码可以在任何安装了JVM的设备上运行，无论是Windows、Linux还是Mac OS。

2.2 面向对象¶

Java是一种纯粹的面向对象编程语言，支持封装、继承和多态等面向对象编程的特性。这使得Java代码更易于维护和扩展。

2.3 自动内存管理¶

Java通过垃圾回收机制（Garbage Collection, GC）自动管理内存，开发者无需手动释放内存，这减少了内存泄漏的风险。

2.4 丰富的标准库¶

Java提供了丰富的标准库（Java Standard Library），涵盖了从数据结构、网络编程到图形用户界面（GUI）开发的各个方面，极大地提高了开发效率。

2.5 安全性¶

Java在设计时考虑了安全性，提供了多种安全机制，如字节码验证器、安全管理器等，以防止恶意代码的执行。

3. Java的应用领域¶

Java的应用领域非常广泛，涵盖了从企业级应用到移动应用的各个方面：

3.1 企业级应用¶

Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）是Java的企业版，广泛用于开发大型分布式系统、Web应用和服务器端应用。许多大型企业，如银行、电信公司和政府机构，都使用Java EE来构建其核心业务系统。

3.2 移动应用¶

Android操作系统是基于Java开发的，因此Java是开发Android应用的主要语言之一。通过Android SDK，开发者可以使用Java编写功能丰富的移动应用。

3.3 大数据¶

Java在大数据领域也有广泛应用，许多大数据处理框架，如Hadoop和Spark，都是用Java编写的。Java的稳定性和高性能使其成为处理大规模数据的理想选择。

3.4 嵌入式系统¶

Java ME（Java Platform, Micro Edition）是Java的微型版，专门用于开发嵌入式系统和移动设备上的应用程序。Java ME广泛应用于智能卡、传感器和其他资源受限的设备中。

4. Java代码示例¶

4.1 Hello World程序¶

这是Java中最简单的程序，用于输出“Hello, World!”。

// 定义一个公共类HelloWorld
public class HelloWorld {
    // main方法是Java程序的入口点
    public static void main(String[] args) {
        // 输出"Hello, World!"到控制台
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

解释： - public class HelloWorld：定义一个公共类，类名必须与文件名相同（即HelloWorld.java）。 - public static void main(String[] args)：main方法是Java程序的入口点，程序从这里开始执行。 - System.out.println("Hello, World!");：输出“Hello, World!”到控制台。

4.2 简单的计算器¶

这个示例展示了如何使用Java进行简单的加法运算。

// 定义一个公共类Calculator
public class Calculator {
    // main方法是Java程序的入口点
    public static void main(String[] args) {
        // 定义两个整数变量
        int num1 = 10;
        int num2 = 20;

        // 计算两个数的和
        int sum = num1 + num2;

        // 输出结果
        System.out.println("The sum of " + num1 + " and " + num2 + " is " + sum);
    }
}

解释： - int num1 = 10; 和 int num2 = 20;：定义两个整数变量并初始化。 - int sum = num1 + num2;：计算两个数的和。 - System.out.println(...);：输出计算结果。

4.3 使用循环打印数字¶

这个示例展示了如何使用for循环打印1到10的数字。

// 定义一个公共类LoopExample
public class LoopExample {
    // main方法是Java程序的入口点
    public static void main(String[] args) {
        // 使用for循环打印1到10的数字
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

解释： - for (int i = 1; i <= 10; i++)：for循环从1开始，每次循环增加1，直到i大于10为止。 - System.out.println(i);：在每次循环中输出当前的i值。

5. 练习题¶

5.1 简单练习¶

编写一个Java程序，输出你的名字和年龄。

示例输出：

My name is John, and I am 25 years old.

5.2 中等练习¶

编写一个Java程序，计算并输出1到100之间所有偶数的和。

提示：使用for循环和if语句。

5.3 复杂练习¶

编写一个Java程序，模拟一个简单的银行账户系统。要求： - 定义一个BankAccount类，包含账户余额（balance）和账户名（name）两个属性。 - 提供存款（deposit）和取款（withdraw）方法。 - 在main方法中创建一个BankAccount对象，并进行存款和取款操作，最后输出账户余额。

示例输出：

Account Name: John
Initial Balance: 1000
After deposit: 1500
After withdrawal: 1200

6. 总结¶

在本章中，我们介绍了Java的历史、特点和应用领域。Java作为一种跨平台、面向对象的编程语言，广泛应用于企业级应用、移动应用、大数据和嵌入式系统等领域。我们还通过几个简单的代码示例展示了Java的基本语法和编程风格。

关键点总结：¶

Java的历史：Java由Sun Microsystems于1995年发布，最初设计用于嵌入式系统。
Java的特点：跨平台性、面向对象、自动内存管理、丰富的标准库和安全性。
Java的应用领域：企业级应用、移动应用、大数据和嵌入式系统。
代码示例：我们编写了“Hello World”程序、简单的计算器和循环打印数字的示例。
练习题：通过编写简单的输出程序、计算偶数和模拟银行账户系统，进一步巩固了Java的基础知识。

通过本章的学习，你应该对Java有了初步的了解，并能够编写简单的Java程序。在接下来的章节中，我们将深入探讨Java的更多特性和高级用法。