Java 概述

配置环境变量

配置环境变量的目的是让命令行和开发工具能够找到 JDK bin 目录中的 java、javac 等命令。配置完成后，可以在任意目录中执行这些命令。

在系统的 Path 环境变量中新增 JDK 的 bin 目录，并将其移动到合适的位置。保存配置后，需要重新打开命令行窗口。

可以执行以下命令检查配置是否成功：

java -version
javac -version

编写第一个 Java 程序

第一步：创建源文件

在指定目录中创建 HelloWorld.java 文件。

第二步：编写代码

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

第三步：编译源文件

在命令行中进入源文件所在目录，然后执行：

javac HelloWorld.java

也可以在命令中写出源文件的完整路径。

如果文件名、路径、环境变量或源代码存在问题，编译器会输出错误信息。

第四步：运行程序

编译成功后执行：

java HelloWorld

运行时写类名 HelloWorld，不要写成 HelloWorld.class。java 命令启动的是类，而不是直接执行磁盘上的类文件名。

代码结构说明

类的定义

public class HelloWorld {
}

public 是访问权限修饰符，表示该类可以被其他位置访问。class 用于定义类，HelloWorld 是类名。

注意：被 public 修饰的顶级类，其类名必须与源文件名一致。

一个源文件可以定义多个顶级类，但最多只能有一个 public 顶级类。实际开发中通常一个文件只定义一个主要类，便于维护。

标识符命名

类名通常使用大驼峰命名法，例如 HelloWorld；变量名和方法名通常使用小驼峰命名法，例如 studentName 和 getName()。

Java 标识符可以由字母、数字、下划线和美元符号组成，但不能以数字开头，也不能与关键字相同。实际开发中应优先使用有意义的英文名称，不建议随意使用美元符号。

main 方法

public static void main(String[] args) {
}

main 方法是普通 Java 应用程序的入口。只有需要直接启动运行的类才必须定义 main 方法，并不是每个类都要编写它。

输出语句

System.out.println("Hello World");

System.out 表示标准输出流，默认输出到控制台。println() 输出内容后换行，print() 输出后不换行。

双引号中的内容是字符串。使用加号时，如果两侧都是数值，则执行加法；如果任意一侧是字符串，则执行字符串拼接。

System.out.println(1 + 2);
System.out.println("结果：" + 1 + 2);
System.out.println("结果：" + (1 + 2));

源文件、编译器和编辑器应尽量统一使用 UTF-8 编码，避免中文乱码。

进制

常见进制

计算机中常见的进制包括二进制、八进制、十进制和十六进制。

在 Java 整数字面量中：

二进制以 0b 或 0B 开头。
八进制以 0 开头。
十六进制以 0x 或 0X 开头。

int binary = 0b111001;
int octal = 071;
int decimal = 57;
int hexadecimal = 0x39;

以上四个变量保存的数值都为十进制的 57。

进制转换

十进制整数转换为其他进制时，可以连续除以目标进制并记录余数，再把余数倒序排列。

其他进制转换为十进制时，可以按照各位数字乘以对应权值后求和。例如，二进制 00011001 对应：

1 × 2^4 + 1 × 2^3 + 1 × 2^0 = 25

数据在内存中的存储

内存中的数据最终都以二进制形式存储。常用存储单位如下：

1 bit 表示一个二进制位。
1 byte 等于 8 bit。
1 KB 通常表示 1024 byte。

整数的存储

Java 有符号整数采用二进制补码表示。补码使加减法可以使用统一的硬件运算规则。

以一个字节为例，可表示的范围是 -128 到 127；两个字节的有符号整数范围是 -2^15 到 2^15 - 1。

浮点数的存储

Java 的 float 和 double 使用 IEEE 754 浮点格式。浮点数通过符号、指数和有效数字表示，因此范围很大，但很多十进制小数无法被二进制精确表示。

System.out.println(0.1 + 0.2);

涉及金额等要求精确十进制计算的场景，应使用 BigDecimal，而不是直接依赖 float 或 double。

图片、音频和视频

图片、音频和视频也以二进制形式存储。编码器按照特定格式把原始信息转换为字节数据，解码器再按照相同格式还原内容。

字符集与字符编码

Unicode 为世界各地的字符分配统一码点；UTF-8 是 Unicode 的一种变长编码方式。GBK 主要用于中文字符编码。

ASCII 标准定义了 128 个字符，其中字符 A 的编码值为 65，字符 a 的编码值为 97。UTF-8、GBK 等常见编码都兼容 ASCII 的基本字符范围。

编码和解码使用不同字符集时可能出现乱码。项目中的源文件、配置文件和数据传输应尽量明确并统一使用 UTF-8。

Java 注释

单行注释

// 单行注释

多行注释

/*
 * 多行注释
 */

文档注释

/**
 * 文档注释
 */

文档注释可以被 javadoc 工具提取并生成 API 文档。

IntelliJ IDEA 基础操作

新建工程

Java 源文件通常创建在工程中。可以通过 File、New、Project 新建工程。

工程目录中常见内容如下：

.idea 目录保存 IntelliJ IDEA 的工程配置。
src 目录通常作为源代码目录。
编译结果通常输出到 out 目录或构建工具指定的目录。

在简单 IDEA 工程中，标记为 Sources Root 的目录用于保存源代码。编译后的类文件位于输出目录中。

全局设置

通过 File、Settings 可以修改主题、字体等全局设置。

工程设置

通过 File、Project Structure 可以设置工程使用的 JDK、语言级别以及输出目录。

常用快捷键

Alt + Enter：查看错误修复或代码操作建议。
Ctrl + E：打开最近使用的文件列表。

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