Software Systems Atlas

深色模式

第1章：你的第一个程序 ​

本章只讲 Java。Python 和 C++ 等你学完前半卷再来比较。

你将学会
编译运行 Java 程序
前置知识
无
预计时间
25 分钟
需要准备
JDK 21+
完成标志
能独立写出 Helloworld

一个故事开头 ​

想象你要跟一个只会说标点符号的外星人对话。

"帮我算 2+3。"

外星人盯着你，一动不动。

你比划了半天，外星人终于吐出一个回答："😂🔥👽"

完全不是你要的东西。

你跟计算机说话就是这种感觉——你觉得自己说得很清楚了，但计算机理解的完全是另一回事。计算机要求指令像乐高说明书一样精确到每一步，"组装"这个词写错一个字母它就卡住不动了。

写程序这事说白了就是学习外星人的语言，然后把你的想法翻译给它听。

1. 先跑起来再说 ​

装一个 JDK ​

JDK 是 Java Development Kit 的缩写——翻译过来就是"写 Java 程序的工具箱"。里面装了编译器、运行环境、还有一大箱工具。

去 https://jdk.java.net/ 下载你操作系统对应的版本。

选哪个版本？ 看课程要求。没要求就 JDK 21 或 25 都行。JDK 21 是上一代 LTS（2023-09），JDK 25 是最新的（2025-09），对你学语法几乎没有区别。

装完之后打开终端（Windows 叫命令提示符或 PowerShell，Mac/Linux 叫终端），输入：

bash
java --version

如果看到类似这样的输出，说明装好了：

openjdk 21.0.2 2024-01-16 LTS
Java(TM) SE Runtime Environment

如果报"不是内部或外部命令"，大概率是安装时没勾"添加到 PATH"。搜一下"JDK 环境变量配置"，三步搞定。

写你的第一个程序 ​

建一个文件夹 java-learn，在里面建一个文件 HelloWorld.java，把这五行敲进去：

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

现在打开终端，cd 到 java-learn 文件夹，执行：

bash
javac HelloWorld.java    
java HelloWorld

你应该看到屏幕上出现：

Hello, World!

恭喜。你跟外星人的第一次对话成功了。

💥 拆了它：现在来搞事情 ​

把 "Hello, World!" 改成 "Hello, 奶茶!"，重新编译运行。

看到 Hello, 奶茶! 了吗？好，现在只改内容不改别的——很简单。

现在来搞点破坏：

把 HelloWorld.java 改成这样：

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

编译。看到什么了？

HelloWorld.java:3: error: ';' expected

报错信息告诉你三件事：

  1. 在哪 — HelloWorld.java:3（第三行）
  2. 怎么了 — ';' expected（少了分号）
  3. 精确位置 — ^ 箭头指的地方

记下这个感觉——你第一次亲手让程序崩溃了。后面十多年你会干无数次这种事。

🧪 动手试试 ​

改完以下每个改动后重新编译运行，观察结果：

  1. 把 main 改成 mian
  2. 把 String 改成 string（小写）
  3. 把 System 改成 system
  4. 把类名改成 helloWorld（小写开头），但不改文件名

每个改动你都会得到一个报错。看报错信息能不能猜到原因。

2. 这五行走的是什么魔法 ​

现在拆开那五行代码。不说术语轰炸，打三个比方。

第一层：public class HelloWorld ​

想象你买了一个文件柜。柜子外面贴着标签："HelloWorld"。

java
public class HelloWorld {
    // 这个花括号里面的东西都属于这个柜子
}
  • class = "这是一个文件柜"（Java 里叫类，就是装代码的容器）
  • HelloWorld = 柜子的标签（名字）
  • public = 这个柜子放在大厅里，谁都能打开（目前当固定格式看）

Java 有个死规矩：文件名必须跟柜子标签一模一样。HelloWorld.java 里面必须有一个 public class HelloWorld。差一个大写字母都不行。

第二层：public static void main(String[] args) ​

这行是所有 Java 程序的"正门"。Java 启动程序的时候，它会来找这扇门——如果找不到，它就进不去。

java
public static void main(String[] args) {
    // 进了这扇门之后，里面的代码开始执行
}

每个词拆开看（现在只需要大概知道，不用背）：

词什么意思
public门是对外开的（谁都能进来）
static门是嵌在墙上的（不用先建房子就能进门）
void进门之后不交作业（这个方法不返回值）
main这门叫 main — Java 启动时固定找这个名字
(String[] args)进门时可以带东西（先不管这个）

第一周，你就把它当成一个魔法咒语。你不需要理解为什么咒语是"阿瓦达索命"而不是"菠萝菠萝蜜"——先记住它长这样，后面自然就懂了。

📌 现在不需要理解：static 是什么意思？void 是什么东西？String[] args 为什么一堆符号？全部不需要。第5章学方法时会自然解开。你现在只需要记住：Java 找 main 方法作为程序入口。

第三层：System.out.println("Hello, World!") ​

这是真正干活的部分。它就是一个喇叭——把括号里的内容喊到屏幕上。

java
System.out.println("Hello, World!");

拆开看：

  • System — Java 标准库里自带的类（在 java.lang 包里），管的是系统层面的输入输出
  • out — System 类里的一个输出口，默认对着屏幕/终端
  • println — 喊一句话，然后换行（print line 的缩写）

⚠️ 提醒一下：把 System 叫成"你电脑的系统"只是用来帮你记住名字。实际上它是一个标准类。System.out 一般打在终端上，但程序在服务器上跑时输出也可能被重定向到日志文件。现在你只要知道它"能把字打到屏幕上"就够了。

java
System.out.println("你好");  // 喊"你好"然后换行
System.out.print("你好");    // 喊"你好"不换行
System.out.print("世界");    // 接上一行 → "你好世界"
System.out.println();        // 只换行

也可以喊数字：

java
System.out.println(42);        // 输出 42
System.out.println(3 + 4);     // 输出 7   Java 先算 3+4，再输出结果
System.out.println("3" + "4"); // 输出 34  引号里的 3 和 4 是文字，不是数字

每句话后面要加分号 ​

java
System.out.println("Hello")  // ❌ 少分号，编译报错
System.out.println("World"); // ✅ 正确

分号等于中文的句号——告诉编译器"这句话说完了"。

3. 编译运行到底在干什么 ​

看完上面的，你现在知道代码长什么样了。但 javac 和 java 这两个命令在背后干了什么？

bash
javac HelloWorld.java    # 步骤1：编译
java HelloWorld           # 步骤2：运行

打个比方：你要给一个外国朋友寄信。

步骤干什么对应编程
写中文信你写的内容写 HelloWorld.java
翻译成英文编译器把 Java 代码翻译成"字节码"javac HelloWorld.java → 生成 HelloWorld.class
朋友读英文信JVM（Java 虚拟机）执行字节码java HelloWorld

javac 就是翻译官（编译器），java 就是读信的人（运行环境）。

中间产物 .class 文件也叫字节码——它不是给 CPU 直接读的，是给 JVM 读的。这也是 Java 能"一次编写，到处运行"的原因：你给 Windows 编译的 .class 文件，拷到 Mac 上，用 Mac 的 JVM 一样能跑。

4. 常见的崩溃场景 ​

💥 拆了它：新手四大天坑 ​

下面这四个坑，每个 Java 初学者都踩过至少一次。与其等着踩，不如现在主动踩一遍。

坑1：类名跟文件名不一致

java
// 文件名：HelloWorld.java
public class HelloWorldd {  // 多了个 d

编译报错：class HelloWorldd is public, should be declared in a file named HelloWorldd.java

电脑说："你文件名叫 HelloWorld.java，但里面那个柜子贴的标签是 HelloWorldd。我该信哪个？"

坑2：大小写弄反了

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

上面这段看起来对。改一个看看：

java
public static void Main(String[] args) {  // M 大写

Java 会告诉你：找不到 main 方法。因为 Java 启动时找的是全小写的 main，不是大写的 Main。

坑3：运行时加了 .class

bash
java HelloWorld.class  # ❌ 不要加 .class
java HelloWorld        # ✅ 这样才对

java 命令自动知道要找 .class 文件。你加上了它反而找不到了。

坑4：路径不对

你在 /home/user/java-learn 下面编译了，但运行的时候在 /home/user 下面。

bash
cd /home/user/java-learn
javac HelloWorld.java   # ✅ 编译，HelloWorld.class 在 java-learn 里

cd ..
java HelloWorld         # ❌ 当前目录是 /home/user，找不到 HelloWorld.class

运行 java 的时候，它默认在当前目录找 .class 文件。

5. 写一个你自己的程序 ​

打开一个新的文件 MyFirstProgram.java：

java
public class MyFirstProgram {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("你好，世界！");
        System.out.println("我是新手程序员。");
        System.out.println(8 + 7);
    }
}

编译运行：

bash
javac MyFirstProgram.java
java MyFirstProgram

输出：

你好，世界！
我是新手程序员。
15

🧪 动手试试 ​

不改代码——改内容。把第三行的 8 + 7 换成别的运算：

java
System.out.println(10 - 3);
System.out.println(9 * 8);
System.out.println(15 / 3);
System.out.println(10 / 3);    // 猜猜这个会输出什么？

最后一个 10 / 3 输出的不是 3.33，而是 3。为什么？因为 10 和 3 都是整数，Java 的整数除法只保留整数部分。这点第3章会细讲，先留个悬念。

6. 我猜你会问 ​

Q: 为什么 Java 这么啰嗦？Python 写 print("Hello") 一行就完了。 A: Java 的设计哲学是"明确说出来你每一步想干什么"——有点像签合同，条款多但不容易误会。Python 自由度大，但自由度大也意味着容易出奇怪的 bug。各有各的好处。

Q: // 开头的行是什么？ A: 注释。写给人类看的，Java 会完全忽略。

java
// 这是单行注释——Java 看到 // 就跳过这一行
System.out.println("Hello"); // 注释也可以跟在代码后面

/*
  这是多行注释
  中间的内容全被忽略
*/

写注释是好习惯——你过两周再看自己写的代码，如果不加注释，你会觉得是三个月前的陌生人写的。

Q: javac 不认识怎么办？ A: 说明你只装了 JRE（只有运行环境）没装 JDK（包含编译器）。去下载完整 JDK。

你现在学会的东西 ​

写 Java 程序要经过三步：写代码（.java）→ 编译（javac）→ 运行（java）。

一个最小的 Java 程序长这样：

java
public class 类名 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("想说的话");
    }
}

确保这三样一致：

  1. 文件名 = 类名 + .java
  2. 类名第一个字母大写
  3. 每句话以 ; 结尾

遇到报错看三样：

  1. 行号 — 哪一行出问题
  2. 错误信息 — 什么问题
  3. 箭头位置 — 具体哪个字符

✅ 验收标准 ​

完成本章后，你应该能：

  • [ ] 在电脑上装好 JDK，java --version 能正常输出版本号
  • [ ] 手写一个 HelloWorld.java，用 javac 编译、java 运行看到输出
  • [ ] 故意删掉分号，自己看懂报错信息里的行号提示和错误类型
  • [ ] 解释 main 方法是程序的入口
  • [ ] 知道 System.out.println 大概在干什么（把内容输出到终端）

📌 常见卡点

  • 文件名和类名大小写不一致——Java 大小写敏感，推荐都首字母大写
  • `javac` 不认识——只装了 JRE 没装 JDK，去下载完整 JDK
  • 漏掉分号——每句话结尾加分号，包括最后一句
  • 中文符号——编译器不认识中文标点，全部用半角符号

🔜 现在不需要理解

  • `public`、`static`、`void` 这几个关键字的具体含义——第5章会讲
  • `String[] args` 是什么意思——后面用到时自然解开
  • JVM 到底怎么执行字节码的——第一卷后半深入

🧪 练习 ​

1. 改一改：把 HelloWorld 里的 "Hello, World!" 改成你的名字，重新编译运行。

2. 算一算：在 main 里写 System.out.println(15 + 27) 和 System.out.println(100 - 33)，看看输出。

3. 找错题：下面这段代码有什么问题？

java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello")
    }
}

下一篇 ​

第2章 变量与类型

用 ❤️ 构建 | Software Systems Atlas

Copyright © 2026 Steven Yang