Java 探险指南：第3节 第一个 Java 程序

Java 探险指南：第3节 第一个 Java 程序：Hello World

“千里之行，始于足下。” —— 老子
学习编程也是如此，从最简单的程序开始，逐步深入。今天，我们将一起编写第一个 Java 程序——Hello World，并探索 Java 程序的基本结构、编译与运行过程，以及常见错误的调试方法。

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学习目标

在本节中，你将学会：

1. 理解 Java 程序的基本结构：类、方法和主函数。
2. 编写并运行一个简单的 Hello World 程序。
3. 使用 javac 和 java 命令编译和运行 Java 程序。
4. 识别并解决常见的编译和运行时错误。

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1. Java 程序的基本结构

Java 程序的基本结构由类、方法和主函数组成。让我们通过一个表格来对比这些概念：

概念	描述	示例
类 (Class)	Java 程序的基本构建块，用于封装数据和方法。每个 Java 程序至少包含一个类。	public class HelloWorld { ... }
方法 (Method)	类中的函数，用于执行特定的任务。每个方法都有一个名称、返回类型和参数列表。	public void printMessage() { ... }
主函数 (Main Method)	Java 程序的入口点，程序从这里开始执行。主函数的签名必须是 public static void main(String[] args)。	public static void main(String[] args) { ... }

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2. 编写 Hello World 程序

2.1 目录结构

在编写代码之前，我们先来看一下项目的目录结构：

HelloWorld/          # 项目根目录
├── src/             # 源代码目录
│   └── HelloWorld.java  # Java 源文件
└── bin/             # 编译后的字节码目录（可选）

• src/：存放 Java 源代码文件。
• bin/：存放编译后的 .class 文件（可选，取决于你的开发环境配置）。

2.2 编写代码

在 src/HelloWorld.java 文件中编写以下代码：

// HelloWorld.java
public class HelloWorld {
     // 定义一个名为 HelloWorld 的类
    public static void main(String[] args) {
     // 主函数，程序的入口点
        System.out.println("Hello, World!");  // 打印输出 "Hello, World!"
    }
}

代码解析

• 第1行：public class HelloWorld 定义了一个公共类 HelloWorld，类名必须与文件名一致（区分大小写）。
• 第2行：public static void main(String[] args) 是主函数的签名，程序从这里开始执行。
• 第3行：System.out.println("Hello, World!"); 用于在控制台输出一行文本。

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3. 代码的编译与运行

编译过程内存映射

[源代码(.java)] → [词法分析] → [语法树] → [语义分析] → [字节码(.class)]
           ↑           │           │           │
           └─错误反馈──┘           └─类型检查──┘

3.1 编译代码

在终端或命令行中，进入 src/ 目录，通过 -encoding 参数来指定源文件使用的字符编码，确保编译过程的顺利，运行以下命令编译代码：

# 编译阶段：将源代码转化为字节码
javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java

编译成功后，会生成一个 HelloWorld.class 文件，这是 Java 字节码文件。

3.2 运行程序

在终端中运行以下命令执行程序：

java HelloWorld

输出结果为：

Hello, World!

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4. 常见错误与调试方法

4.1 常见错误

症状	可能原因	修复方案	工具支持
找不到主类	CLASSPATH 配置错误	检查包路径和类路径	jenv 配置工具
方法签名错误	main 方法参数缺失	严格遵循 public static void	IDE 语法检查
编码问题