Java 入門基石：第一章 核心概念、環境搭建與第一個程序詳解

一、Java 能生成什麼？

• 應用程序 (Application)： 獨立運行，有 main 入口，如桌面程式、後端服務。
• 小應用程序 (Applet)： 運行在瀏覽器中 (已淘汰，歷史產物)。

二、Java 語言本質：編譯 + 解釋雙重身份

.java --javac 編譯--> .class (字節碼) --JVM 解釋/即時編譯--> 機器碼運行。
跨平台核心： 一次編譯，到處運行。字節碼面向 JVM，JVM 屏蔽底層 OS 差異。

三、Java 技術體系三大版本

四、架構模式：B/S vs C/S

• B/S (Browser/Server)： 瀏覽器為客戶端，零安裝，易維護。例：電商、門戶、OA。
• C/S (Client/Server)： 專用客戶端程序，交互豐富、性能強、佔用客戶端資源。例：QQ、LOL、股票交易終端。

五、Java 語言核心特性

1. 面向對象 (OOP)： 封裝、繼承、多態。
2. 跨平台： JVM 屏蔽差異。
3. 健壯性： 無指針、自動 GC、異常處理、強類型檢查。
4. 安全性： 類加載器、字節碼驗證器、安全管理器、沙箱模型。
5. 多線程： 內置線程支持、並發包。

六、JDK 安裝與環境變量配置 (重中之重)

1. 下載 JDK (Oracle / OpenJDK / Temurin / Alibaba Dragonwell 等)，安裝 (記住路徑，如 D:\Java\jdk1.8.0_202)。
2. 配置系統環境變量：
   • JAVA_HOME = JDK 安裝目錄 (供 Maven、Tomcat、IDE 定位)。
   • Path 追加 %JAVA_HOME%\bin (讓 java/javac 全局可用)。
   • (舊版教程常提 Classpath 含 . 和 tools.jar，現代 JDK (1.5+) 無需手動配置 Classpath，反而易引發類衝突，建議刪除系統級 Classpath)。
3. 驗證：cmd 執行 java -version、javac -version 輸出版本信息即成功。

七、JVM：虛擬機器的心臟

JVM 是運行在真實硬體/OS 上的軟體模擬的計算機。它有自己的指令集 (字節碼)、內存區域 (堆、棧、方法區...)、垃圾回收器、類加載器。
Java 程序運行流程： 類加載 → 字節碼驗證 → 解釋執行 / JIT 編譯優化 → 運行時數據區管理。

八、程序與開發三步驟

1. 編寫源程序： 文本編輯器寫 HelloWorld.java (類名必須與文件名同名)。
2. 編譯： javac HelloWorld.java 生成 HelloWorld.class。
3. 運行： java HelloWorld (不帶 .class，啟動 JVM 加載類並執行 main)。

九、Java 程序骨架 (必背模板)

public class ClassName {          // 1. 外層類定義，public 類名 = 文件名
    public static void main(String[] args) { // 2. 程序入口，固定格式
        // 3. 在這裡寫業務代碼
        System.out.println("Hello, Java!");
    }
}

十、輸出語句與轉義字符

語句	行為
System.out.println(...)	輸出並換行
System.out.print(...)	輸出不換行
System.out.printf("%.2f", 3.14159)	格式化輸出 (C 風格)

常用轉義字符： \n 換行、\t 製表 (8字符寬)、\\ 反斜杠、\" 雙引號、\r 回車。

十一、編碼規範與註釋 (養成好習慣)

• 類名 PascalCase (首字母大寫)，方法/變量 camelCase。
• 縮進 4 空格 (IDE 格式化 Ctrl+Shift+F / Ctrl+Alt+L)。
• 大括號風格：行末 { (K&R) 或獨佔行，團隊統一即可。
• 單行註釋 //、多行 /* ... */、文檔註釋 /** ... */ (可生成 Javadoc)。

十二、新手必踩的 5 個坑 (避坑指南)

1. 類名 ≠ 文件名 → 編譯報錯。
2. main 方法簽名錯誤 (缺 static/void/參數寫錯) → 運行找不到入口。
3. 大小寫敏感 : System vs system，String vs string。
4. 語句缺分號 ; → 編譯錯誤。
5. 字符串缺雙引號 → 編譯錯誤。

給初學者的話： 環境配對一次、HelloWorld 跑通、理解 JVM/字節碼/跨平台原理、熟練 javac/java 命令、養成規範習慣 — 這就是 Java 旅程最穩固的起點。