Java入门记(一):折腾HelloWorld

  HelloWorld,学习每门语言的第一步。有人戏称,这些年的编程生涯就是学习各种语言的HelloWorld,不知是自谦还是自嘲。目前所在的公司使用Java作为主要开发语言,我进行语言转换也大半年了,这HelloWorld便是语言转换的第一关。好在本科的时候学过那么一点,而且在此之前进行了较长时间的C/C++开发,其间有不少的相似之处。这里略去JDK的安装和环境配置(JDK为1.6.0.45),直接从代码入手。

  首先看一个最简单的Java下的HelloWorld:

public class HelloWorld {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

  一般来说,初学者写HelloWorld到这里,编译完运行一下看到结果就可以结束了。下面对这个小程序进行更多的探索,进一步了解和学习Java编程中的特性。

 

1.源码文件的编码

  最初为了简单起见,我是在Win7中用记事本编写并保存代码为HelloWorld.java,然后用命令行直接javac编译。出于在Windows下写Linux程序的习惯,我在记事本保存时将代码保存为UTF-8编码的HelloWorld.java文件。编译时提示:

  在仔细检查源代码确定没有任何拼写错误后,尝试将编码改回Windows默认的ANSI,成功生成了HelloWorld.class并能够正确运行,看来是编码不一致惹得祸。接下来,抱着尝试的心态,使用Unicode和Unicode Big Endian保存源码,发现也会报错,只是提示不同,编译器提示有非法字符。这个问题如果在Eclipse中用默认方式保存文件,则不会出现。

  有趣的是,如果使用Java的I/O方法生成文本文件,应该如何确定文件的编码,也是一个常见的问题。如果仅仅是涉及Windows/Linux两个平台之间的编码差异,而不包括中文编码,前者使用\r\n,而后者使用\n\r或\n即可。对于汉字编码,需要在使用到的I/O方法中指定编码,这里不再做一步的详述。

 

2.为什么没有import语句?

  还记得经典的K&R中经典的HelloWorld么?即使极尽精简,C中仍然避免不了使用#include <stdio.h>来引入头文件,才能使用printf函数。

  而Java和C/C++不一样,这个简单的HelloWorld不需要类似include的import,也不需要使用命名空间,看似更简单了些。实际上,这是因为Java给每个Java文件都默认导入了java.lang这个包,从而省去了import java.lang;这个语句罢了。这样,下面进行屏幕输出直接使用System.out.println()即可。

  java.lang中包括的都是常用的类和方法,具体内容读者有兴趣可以自行查阅。上文提到java.import是“默认导入”,有没有什么办法禁止其导入?我搜索了下,目前还没有查到相关的资料,如果哪位读者了解,希望能告诉我。(这可能涉及到类加载器的问题,暂未进行研究)

  如果你执意在这段简单的代码中使用与import对应的package,可以参考本文第六节

 

3.文件名为什么要与类名一致?类名与修饰符问题

  在实践中可以看出,编译结果是HelloWorld.class,但是运行的命令却是java HelloWorld。如果这个文件还有更多的类,可以看到这些类在编译时都生成了*.class文件。对于“类名和文件名一致”这个疑问提的并不合理,显然代码编写时,一个文件中可以有很多个类。这涉及到了Java的特性(来自《Java编程思想(第四版中文版)》):

每个编译单元(文件)只能最多有一个public类;如果有,其名称必须与含有这个编译单元的文件名相匹配,包括大小写。

  如果不遵守这个要求,写出类似下面的代码

//ERROR IN CODE
public class HelloWorld {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

public class HelloWorld2 {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld, me too!");
    }
}

  那么编译器会提示这一点

  如果把HelloWorld2类的public去掉,将使其变成包访问权限,程序可以正常运行,此时只执行HelloWorld.main(),并不会发生冲突。

  实际上,如果这个文件只有一个HelloWorld类,或者有两个类,只要这个包括main()的类名与文件名一致,类名前不加public也是可以正常运行的,且调用的是与文件名一致的类的main()方法。但个人认为这不是良好的编程实践,如下:

class HelloWorld {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

class HelloWorld2 {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld, me too!");
    }
}

   编译时将生成HelloWorld.class和HelloWorld2.class,分别运行时,结果为两个类各自的main()方法。

 

4.main()函数的参数表和修饰符

  在C中,对于main()的修饰符和参数表有着很多细节要注意(可以参考五花八门的main())。对于Java,这里对main()的写法也进行简单的探究。

  先来看参数表String args[]。虽说编译器要求必须是这种形式,但如果不用标准形式而用其他形式如int x、String s作为参数表,编译是可以通过的,但是在执行时则会抛出异常,无论是否提供了参数:

  NoSuchMethodError表名,期望的是参数为String args[]的main()方法。虽然提供了同名方法,由于方法的重载机制,并不能代替期望的main(String args[])方法。

  接下来看修饰符public。在第3条已经提到了public对于类名的修饰有所说明,而对于main()这个与文件同名的类的成员方法,为了能被调用,只能用public修饰。不使用修饰符(包访问权限)、使用private或protected都会提示:

  对于修饰符static,表明这个方法是在存储在静态存储区的,不需要实例化对象就可以调用。去掉static后,可以编译通过,运行时提示

为了进一步验证这一点,可以编写构造方法来验证。(构造方法是在类的对象在实例化时会被调用的方法)

public class HelloWorld {
    HelloWrold
    {
        System.out.println("Constructor");
    }
    public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

  编译运行时,可以看到构造方法并没有运行。

  对于修饰符void,也是必须的。改成int等并加上对应的return语句同样会提示“NoSuchMethodError: main”。在《Java虚拟机规范(JavaSE7)》(周志明等译)中介绍到

Java虚拟机的启动是通过引导类加载器(Bootstrap Class Loader §5.3.1)创建一个初始类(Initial Class)来完成,这个类是由虚拟机的具体实现指定。紧接着,Java虚拟机链接这个初始类,初始化并调用它的public void main(String[])方法。之后的整个执行过程都是由对此方法的调用开始。

  可见,void返回值也是被要求的,其他形式是不允许的。

  经过进一步的测试可知,args[0]是第一个参数;而在C中,argv[0]是执行的程序名。 

 

5.既然main()方法是类方法……

  既然main()方法是类方法,那么在实例化这个类的对象时,自然可以再次调用这个方法。对HelloWorld源代码加对应的两行,如下所示

public class HelloWorld {
  public static void main(String[] args)
    {
        HelloWorld h = new HelloWorld();
        System.out.println("HelloWorld!");
        h.main(args);
    }
}

运行结果为

HelloWorld!

HelloWorld!

HelloWorld!

... ...
HelloWorld!
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at sun.nio.cs.ext.DoubleByteEncoder.encodeLoop(Unknown Source)
at java.nio.charset.CharsetEncoder.encode(Unknown Source)
at sun.nio.cs.StreamEncoder.implWrite(Unknown Source)
at sun.nio.cs.StreamEncoder.write(Unknown Source)
at java.io.OutputStreamWriter.write(Unknown Source)
at java.io.BufferedWriter.flushBuffer(Unknown Source)
at java.io.PrintStream.write(Unknown Source)
at java.io.PrintStream.print(Unknown Source)
at java.io.PrintStream.println(Unknown Source)
at main.HelloWorld.main(HelloWorld.java:15)
at main.HelloWorld.main(HelloWorld.java:16)
at main.HelloWorld.main(HelloWorld.java:16)
at main.HelloWorld.main(HelloWorld.java:16)
... ...

  可见HelloWorld被玩坏了,这个无限递归创建对象的过程导致了内存溢出。

 

6.试试package

  当然,使用java更多的时候往往要处理多个文件。为了组织同一命名空间下的文件,需要使用包来进行。对应于import,为了指定当前文件在哪个包,需要加上package语句。随便加上一个包名,最初的代码变成了

package test;

public class HelloWorld {
  public static void main(String[]agrs)
    {
      System.out.println("HelloWorld!");
    }
}

编译后,却无法运行,如下图所示

  其实,包名是隐含目录结构的。为了运行,需要把HelloWorld.class移入这个路径的test文件夹,按照下面的方式运行才可以:

   (2015.10.6更新)如果引用了三方jar包,可以在运行javac和java命令的时候使用-cp指定jar包所在相对路径,或者直接把jar包放在该class文件所在目录或环境变量CLASSPATH指定的目录下。

小结

  可见,对于一个小小的HelloWorld,还是有不少东西可以发掘,只是限于篇幅和本人水平,本文仅仅进行了简要的介绍。以下是本文提出的可以在后续学习中继续深入的主题,仅供参考:

1.I/O方法编码方式的选择

2.包和代码组织

3.Java虚拟机(JVM)

 

相关阅读

    深入理解Java HelloWorld

 


作者:五岳
出处:http://www.cnblogs.com/wuyuegb2312
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posted @ 2015-02-22 14:59  五岳  阅读(51323)  评论(7编辑  收藏  举报
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