認識 Java 與建置開發環境

\(brew install openjdk@17 ==> Fetching openjdk@17 ==> Pouring openjdk@17--17.0.12.arm64_sequoia.bottle.tar.gz ...（安裝訊息略） \end{consoleoutput} 用 Homebrew 安裝後，還需要依照畫面提示建立一個系統連結，macOS 內建的 \jcode|java| 指令才找得到它： \begin{consoleoutput}\) sudo ln -sfn /opt/homebrew/opt/openjdk@17/libexec/openjdk.jdk  /Library/Java/JavaVirtualMachines/openjdk-17.jdk

\(java -version openjdk version "17.0.12" 2024-07-16 OpenJDK Runtime Environment Temurin-17.0.12+7 (build 17.0.12+7) OpenJDK 64-Bit Server VM Temurin-17.0.12+7 (build 17.0.12+7, mixed mode)\) javac -version javac 17.0.12

\(javac HelloWorld.java\) ls HelloWorld.class HelloWorld.java \(java HelloWorld Hello, World! \end{consoleoutput} 注意三個細節：第一，\jcode|javac| 編譯成功時「不會顯示任何訊息」， 沉默就是好消息；第二，編譯後資料夾多了一個 \jcode|HelloWorld.class|， 這就是位元組碼檔案；第三，執行時用的指令是 \jcode|java HelloWorld|， 給的是「類別名稱」，不是檔名，所以\textbf{不要}加上 \jcode|.class| 或 \jcode|.java| 副檔名。 \begin{tipbox} Java 11 之後，簡單的單一檔案程式可以跳過 \jcode|javac|，直接用 \jcode|java HelloWorld.java| 一步執行，很適合快速做小實驗。 不過初學階段請至少完整走過幾次「先編譯、再執行」的流程， 理解兩個階段各自在做什麼。 \end{tipbox} \subsection{逐行解析：每個字都有它的理由} 這短短幾行程式，其實濃縮了 Java 的許多核心概念。我們一個一個拆開看： \begin{itemize} \item \jcode|public class HelloWorld|：定義一個「公開的類別」， 名字叫 HelloWorld。類別是 Java 程式的基本單位，所有程式碼都 必須住在某個類別裡面。\jcode|public| 表示這個類別對外公開， 任何人都能使用它。類別的詳細意義會在第 8 章完整說明， 目前你可以把它想成「程式的容器」。 \item \jcode|public static void main(String[] args)|：這是 \textbf{main 方法}，整個程式的進入點——JVM 規定：想被執行的 程式，必須提供一個長得「一模一樣」的 main 方法。拆開來看： \jcode|public| 表示公開（JVM 在外面才呼叫得到）； \jcode|static| 表示這是靜態方法（JVM 不必先建立物件就能呼叫， 原因見第 8 章）；\jcode|void| 表示這個方法不回傳任何值； \jcode|String[] args| 是一個字串陣列參數，用來接收執行時 附加的指令列引數。 \item \jcode|System.out.println("Hello, World!");|：真正做事的一行。 \jcode|System| 是 Java 內建的類別，\jcode|out| 是它裡面代表 「標準輸出（主控台）」的物件，\jcode|println| 則是「印出並 換行」的方法。括號中用雙引號包住的 \jcode|"Hello, World!"| 是一個字串，也就是要印出的內容。 \item \textbf{大括號}：\jcode|{| 與 \jcode|}| 標出「範圍」——類別的 內容是一對大括號，方法的內容又是一對。它們必須成對出現， 巢狀包裹，就像俄羅斯娃娃。 \item \textbf{分號}：每個「敘述」（statement）結尾都要加分號 \jcode|;|，它是敘述的句點。忘記分號是初學者最常見的編譯錯誤， 沒有之一。 \end{itemize} \begin{warnbox} 兩條鐵律，現在就刻在腦海裡：第一，\textbf{檔名必須與 public 類別同名}， 大小寫也要完全一致——類別叫 \jcode|HelloWorld|，檔案就必須叫 \jcode|HelloWorld.java|，存成 \jcode|helloworld.java| 就會編譯失敗， 錯誤訊息會是「class HelloWorld is public, should be declared in a file named HelloWorld.java」。第二，\textbf{Java 嚴格區分大小寫}： \jcode|System| 與 \jcode|system|、\jcode|main| 與 \jcode|Main| 都是 完全不同的東西。 \end{warnbox} \subsection{再練一次：println 與 print} 輸出是初期最重要的觀察工具，多練一個範例。這次同時認識 \jcode|println| 的兄弟 \jcode|print|——它印完「不會」換行： \begin{javacode}[title={範例：SelfIntroduction.java}] /** * 自我介紹程式：練習 println 與 print 的差別。 */ public class SelfIntroduction { public static void main(String[] args) { // println：印出文字後「會」換行（ln 是 line 的縮寫） System.out.println("大家好，我是小明。"); System.out.println("我今年 18 歲，正在學習 Java。"); // print：印出文字後「不會」換行， // 下一次的輸出會緊接在同一行後面 System.out.print("Java "); System.out.print("好好玩！"); // 單獨呼叫 println() 不給內容，效果是「只換行」 System.out.println(); System.out.println("學習正式開始！"); } } \end{javacode} \begin{consoleoutput} 大家好，我是小明。 我今年 18 歲，正在學習 Java。 Java 好好玩！ 學習正式開始！ \end{consoleoutput} 對照程式與輸出：兩次 \jcode|print| 的內容「Java 」與「好好玩！」被接在 同一行，這正是它與 \jcode|println| 的差別。 \section{註解：寫給人看的說明} \label{bg-ch01:comments} 程式碼是寫給電腦執行的，但更是寫給「人」讀的——包括三個月後已經忘光細節 的你自己。註解（comment）是完全被編譯器忽略的文字，專門用來向讀者說明 意圖。Java 提供三種註解： \begin{javacode}[title={範例：CommentDemo.java}] /** * 文件註解（Javadoc）：以斜線加兩顆星號開頭。 * 慣例上放在類別與方法的正上方，說明「這是什麼、怎麼用」。 * 專用工具可以抽取這種註解，自動產生 API 說明文件。 */ public class CommentDemo { public static void main(String[] args) { // 單行註解：從雙斜線開始到行尾為止，都是給人看的 /* 多行註解：從斜線星號開始，到星號斜線結束， 中間可以橫跨很多行，適合較長的說明文字 */ int price = 100; // 註解也可以跟在程式碼後面 System.out.println("價格：" + price); } } \end{javacode} \begin{consoleoutput} 價格：100 \end{consoleoutput} \begin{tipbox} 好註解的三個原則：（1）解釋「為什麼」而不是「做什麼」—— \jcode|price = price * 2;| 後面寫「乘以二」是廢話，寫「週年慶期間 全面兩倍計價」才有價值；（2）程式改了，註解要跟著改，過期的註解比 沒有註解更害人；（3）不要用註解「封存」大段廢棄程式碼，需要歷史紀錄 請交給版本控制工具（如 Git）。本教材的範例會刻意寫非常多註解， 因為它們同時肩負「教學」的任務。 \end{tipbox} \section{看懂編譯錯誤訊息} \label{bg-ch01:errors} 初學階段有一半的時間在跟編譯錯誤打交道，所以「讀懂錯誤訊息」是最值得 提早投資的技能。編譯器不是在罵你，它是在「精準地告訴你哪裡需要修改」。 我們故意寫兩個錯誤程式，看看編譯器怎麼說。 \subsection{案例一：忘記分號} \begin{javacode}[title={錯誤示範：MissingSemicolon.java}] /** * 錯誤示範：第 7 行的結尾故意漏掉分號。 */ public class MissingSemicolon { public static void main(String[] args) { // 下面這行結尾少了分號，編譯器會停下來抱怨 System.out.println("Hello") } } \end{javacode} \begin{consoleoutput}\) javac MissingSemicolon.java MissingSemicolon.java:7: error: ’;’ expected System.out.println("Hello") ^ 1 error