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『从C到Java』零 - 0. 起步

T18:06:00+08:00

一、Java 与 C 的不同

先来看看一个 C语言程序 从编写到运行所经历的过程：

flowchart LR
    subgraph 源代码
        A[main.c]
        a[utils.c]
    end

    A --预处理--> B[main.i]
    a --预处理--> b[utils.i]

    subgraph 汇编代码
        C[main.s]
        c[utils.s]
    end

    B --编译--> C
    b --编译--> c

    subgraph 机器码
        D[main.o]
        d[utils.o]
    end

    C --汇编--> D
    c --汇编--> d
    机器码 --链接--> 可执行程序
    可执行程序 --> z([运行])

源代码 编译为 汇编代码 再汇编为 机器码 再链接为最终的 可执行程序。

不同平台（如 Max, Windows, Linux...）所识别的机器语言是不同的。

C语言程序 在不同平台运行的实现方式是 针对不同平台进行特定的编译操作 得到对应平台的机器码，即 到处编译，到处运行。

Java 是 跨平台 的语言，是无论对于什么目标平台都编译为统一的 字节码，在不同的平台上引入一个 虚拟机 来执行这些字节码（将这些字节码“翻译”为对应平台的机器码并执行），即 一次编译，到处运行，而这个虚拟机有一个名字 —— Java Virtual Machine(JVM)。

不过这样也有不方便的缺点，即要想运行就需要有 JVM 环境。

以下是一个 Java语言程序 从编写到运行所经历的过程：

flowchart LR
    subgraph 源代码
        A[.java]
    end

    subgraph 字节码
        A --编译--> B[.class]
    end

    字节码 --> z([通过JVM运行])

因此，开发一个 Java语言程序 所需要的东西就很清晰了：

  1. 编译器
  2. 虚拟机

在 Java8 及之前版本时，发行的工具包有两个版本：

  • Java Runtime Environment(JRE) 其中只包含 JVM
  • Java Development Kit(JDK) 其中包含 JVM 以及 编译器

而 Java8 之后，就只发行 JDK 了。

Pasted image 20220104175443.png

图：JDK 与 JRE 的关系 可以在这个网站深入挖掘一下 Java Platform Standard Edition 8 Documentation (oracle.com)

二、开发环境配置 - 上

Java 最初的开发公司是 Sun公司 后来被 甲骨文(Oracle)公司 收购，这是 Oracle官网 ：

Oracle | Cloud Applications and Cloud Platform

在其中可以找到 JDK 的下载页面（Products -> Java -> Download Java）：

Java Downloads | Oracle

在这里，很多 Java 版本并没有被显示出来，目前出现在页面中可以下载的 Java8, Java11 和 Java17 是一些长期支持 Long-Term Support(LTS) 的版本。

LTS版本 即为开发商保持维护（修bug之类的工作）的版本。

如今 Java 每6个月便会迭代一个主要版本，公布一些新特性以及虚拟机的优化。

直接冲最新版就好了😁。

Pasted image 20220103150650.png

选择 Windows 下载 Installer （两个都行），然后安装一路下一步（最好不要改位置），之后它应该会出现在这里：

Pasted image 20220103150729.png

打开看一看里面的结构：

Text Only
1
2
3
4
5
6
7
jdk-17.0.1
    ├─bin
    ├─conf
    ├─include
    ├─jmods
    ├─legal
    └─lib

bin/ 目录下是可执行文件，其中就包含我们会经常使用到的：

  • 编译器 javac.exe
  • JVM虚拟机
  • java.exe
  • javaw.exe w代表windows，不会显示控制台内容（在运行有 图形用户界面 Graphical User Interface(GUI) 的程序时就不会出现控制台的黑框。

此时打开 Cmd 或 PowerShell，输入 java --version，应该会得到如下内容：

PowerShell
1
2
3
4
PS C:\Users\azurice> java --version
java 17.0.1 2021-10-19 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment (build 17.0.1+12-LTS-39)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 17.0.1+12-LTS-39, mixed mode, sharing)
  • 打开 Cmd 方法

Windows + R 输入 cmd 确定。

Pasted image 20220103150807.png - 打开 PowerShell 方法

Windows + R 输入 powershell 确定。

Pasted image 20220103150828.png

如果没有，提示不是命令或无法识别的话还需要配置环境变量：

在终端输入命令运行一个程序的时候，计算机会在当前目录去查找对应的可执行文件。

例如如果当前目录有一个 nb.exe，在 Cmd 中输入 nb 或 nb.exe（PowerShell 中为 ./nb 或 ./nb.exe）的时候会在当前目录去查找并运行，找不到就会报错。

环境变量中的 Path 就包含很多路径，使计算机也在这些路径中进行查找。

自行百度查找 修改环境变量，打开下面的界面，编辑 Path 添加刚刚的 bin/ 目录

Pasted image 20220103151002.png

然后一路确定，重启一下大概就好了。

🐳、宕开一笔 小试一下

找个地方新建一个 HelloWorld.java，输入以下内容：

Java
1
2
3
4
5
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

之后保存。

在文件所在位置打开 Cmd 或 PowerShell（Win10）：

如果你是 Win11 的话，可以直接打开特别特别特别好用的 Windows Terminal 来使用 Cmd 或 PowerShell。

（Windows Terminal 和 Cmd 或 PowerShell并不是一个东西，Terminal更像是个外壳，内容是后者，具体详细知识见 Shell 与 Terminal 的区别【还没写】）。

然后介绍一些基础命令来切换当前目录到文件所在目录：

  • 盘符 来切换到对应盘符下
  • cd xxx 来切换到xxx目录
  • dir 列出当前目录下的文件

Pasted image 20220103151133.png

目录、文件名什么的不用手动打完的，可以输一个 code 甚至 cod，按几下 tab键，就可以自动补全

🎈当然也有快捷的直接在目录打开的方法：

Pasted image 20220103151216.png

直接在这里输入 cmd 或 powershell 回车就可以啦。

🎈对于 powershell 也可以按着 Shift 右键当前目录的空白处：

Pasted image 20220103151237.png

🎈🎈🎈当然，Win11 的 Windows Terminal 最方便，直接右键空白处：

Pasted image 20220103151249.png

打开以后我们来 编译 并 运行 HelloWorld.java：

注意下面执行的命令是 PS xxxxxx> 后面的内容！

  1. 编译
PowerShell
1
PS F:\Codes\Java> javac .\HelloWorld.java

你会发现多了一个 .class 字节码文件 2. 运行

PowerShell
1
PS F:\Codes\Java> java HelloWorld

得到输出：

PowerShell
1
2
PS F:\Codes\Java> java HelloWorld
Hello World

到这里,大概应该已经对 Java语言 有所了解了。

接下来推荐几款 集成开发环境 Integrated Development Environment(IDE)，当然你要是想 繁华落尽见真淳 文本编辑器 + 命令行也不错，比如我这种 NeoVim 忠诚教徒。

不过对于比较大的项目，当然还是 IDE 配置成本低一些，所以我的 NeoVim 主要写 C 或小体量项目。

二、开发环境配置 - 下

我就只推荐一个 —— IntelliJ IDEA。

Jetbrain全家桶yyds

下载页面：下载 IntelliJ IDEA：JetBrains 功能强大、符合人体工程学的 Java IDE

注意要下载 Community 版本（除非你有钱，或者你像我一样申请了学生包✈️）

安装依旧一路下一步，这里建议把这个 Open Folder As A Project 勾上，蛮实用的：

三、IntelliJ IDEA 的使用

3.1 创建项目

image-20211220142847296

创建一个 HelloWorld 项目：

image-20211220143356158

Base package 暂时先不用管，以后会讲。

image-20211220143905509

创建完成：

image-20211220143948720

看一下目录结构：

Text Only
1
2
3
4
5
6
7
HelloWorld
    ├─.idea
    ├─src
    │   └─com
    │       └─azurice
    │           └─Main.java
    └─HelloWorld.iml
  • .idea/ 目录

IntelliJ IDEA 的项目相关文件，不用管 - src 目录

存放源码的目录 - HelloWorld.iml 文件

项目相关文件，不用管

3.2 运行

image-20211220144400314

image-20211220144443543

会在内置的终端运行：

image-20211220144630401

有些时候并不好用。。。（比如调试CSI序列等内容时）

3.3 调试

image-20211220145012949

那么，这篇大概就这样了？

一会见！

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