Java小程序项目实战：从入门到简单应用

本文详细介绍了Java环境搭建与基础语法，包括变量、控制结构和方法定义，并通过两个Java小程序项目实战：简单计算器和待办事项列表，展示了如何将理论知识应用到实际项目中，最终帮助读者掌握Java小程序项目实战。

安装JDK

安装Java开发工具包（JDK）是进行Java开发的第一步。首先访问Oracle官方网站下载最新版本的JDK。下载完成后，双击安装文件并按照向导进行安装。

设置环境变量

安装完成后，需要设置环境变量以确保Java程序能够正确运行。具体步骤如下：

1. 打开系统环境变量设置：

   • 在Windows中，可以通过“此电脑”右键菜单中的“属性” -> “高级系统设置” -> “环境变量”来打开设置窗口。
   • 在Mac OS中，可以通过“系统偏好设置” -> “用户与群组” -> “高级用户信息”来打开设置窗口。
   • 在Linux中，可以在终端中编辑~/.bashrc或~/.bash_profile文件，并使用source命令重新加载配置。

2. 设置JAVA_HOME环境变量：

   将JDK的安装路径添加到JAVA_HOME中。例如，如果JDK安装在C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1，则设置环境变量为JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1。

3. 设置PATH环境变量：

   将JDK的bin目录路径添加到PATH环境变量中。例如，PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%。

验证安装是否成功

安装完成后，可以通过命令行运行java -version和javac -version来验证安装是否成功。如果能够正确显示Java版本信息，则说明安装成功。

变量与数据类型

在Java中，所有的变量都有类型。类型决定了变量可以存储的数据类型。基本类型包括int、double、boolean等。int表示整型，double表示浮点型，boolean表示布尔型。

public class VariableExample {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        double price = 123.45;
        boolean isTrue = true;

        System.out.println("num: " + num);
        System.out.println("price: " + price);
        System.out.println("isTrue: " + isTrue);
    }
}

控制结构（条件语句、循环语句）

条件语句

条件语句用于判断某个条件是否成立，并根据条件的结果执行不同的代码块。

public class ConditionExample {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;

        if (num > 0) {
            System.out.println("num is positive");
        } else if (num < 0) {
            System.out.println("num is negative");
        } else {
            System.out.println("num is zero");
        }
    }
}

循环语句

循环语句用于重复执行某段代码，直到满足某个条件为止。常见的循环语句包括for循环和while循环。

public class LoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        // for 循环
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("i: " + i);
        }

        // while 循环
        int j = 0;
        while (j < 5) {
            System.out.println("j: " + j);
            j++;
        }
    }
}

函数与方法定义

函数（方法）是程序的基本构建单元。方法被用来封装执行特定任务的代码段。Java中的方法定义包括方法名、返回类型和参数列表。

public class MethodExample {
    public static void main(String[] args) {
        int result = add(5, 3);
        System.out.println("Result: " + result);
    }

    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

编写第一个Java小程序

这里以编写一个简单的“Hello, World!”程序为例，演示如何创建和运行一个Java程序。

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

1. 创建源文件：

   在文本编辑器中创建一个名为HelloWorld.java的文件，并将上面的代码复制进去。

2. 编译源文件：

   打开命令行工具，切换到源文件所在的目录，运行javac HelloWorld.java命令来编译源文件。编译成功后，会在同一目录下生成一个名为HelloWorld.class的字节码文件。

3. 运行字节码文件：

   继续在命令行中输入java HelloWorld命令运行程序。程序会输出Hello, World!。

输出语句与输入语句

Java中的输出语句主要通过System.out.println()方法实现，输入语句则使用Scanner类。

import java.util.Scanner;

public class InputOutputExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter your name: ");
        String name = scanner.nextLine();
        System.out.println("Hello, " + name + "!");
    }
}

使用注释

注释是程序员用来解释代码的文本，编译器在编译时会忽略注释。Java中主要有三种类型的注释：单行注释、多行注释和文档注释。

public class CommentExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 单行注释
        int num = 5;

        /*
         * 多行注释
         * 可以跨越多行
         */
        int anotherNum = 10;

        /**
         * 文档注释
         * 用于生成文档
         */
        String message = "Hello, World!";

        System.out.println("num: " + num);
        System.out.println("anotherNum: " + anotherNum);
        System.out.println("message: " + message);
    }
}

需求分析与设计

计算器的基本功能包括加法、减法、乘法、除法等。可以定义一个简单的类，包含几个方法来实现这些功能。

编写代码实现

public class SimpleCalculator {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    public static int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }

    public static double divide(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            throw new ArithmeticException("Division by zero is not allowed.");
        }
        return (double) a / b;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        int num2 = 5;

        int sum = add(num1, num2);
        System.out.println("Sum: " + sum);

        int difference = subtract(num1, num2);
        System.out.println("Difference: " + difference);

        int product = multiply(num1, num2);
        System.out.println("Product: " + product);

        double quotient = divide(num1, num2);
        System.out.println("Quotient: " + quotient);
    }
}

测试与调试

测试代码可以在IDE（如IntelliJ IDEA或Eclipse）中进行，或者在命令行中运行。为了确保代码的正确性，可以编写一些测试用例，包括边界条件和异常情况。

功能需求分析

待办事项列表是一个简单的应用程序，用于跟踪用户的任务。基本功能包括添加任务、删除任务、显示所有任务等。

数据结构选择

可以使用ArrayList来存储待办事项列表，因为ArrayList支持动态增删元素。每个任务可以用一个简单的类来表示。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class TodoList {
    private ArrayList<String> tasks = new ArrayList<>();

    public void addTask(String task) {
        tasks.add(task);
    }

    public void removeTask(String task) {
        tasks.remove(task);
    }

    public void showTasks() {
        System.out.println("Tasks:");
        for (String task : tasks) {
            System.out.println(task);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        TodoList todoList = new TodoList();

        while (true) {
            System.out.println("Choose an option:");
            System.out.println("1. Add task");
            System.out.println("2. Remove task");
            System.out.println("3. Show tasks");
            System.out.println("4. Exit");

            int option = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine(); // consume newline

            switch (option) {
                case 1:
                    System.out.print("Enter task: ");
                    String task = scanner.nextLine();
                    todoList.addTask(task);
                    break;
                case 2:
                    System.out.print("Enter task to remove: ");
                    String taskToRemove = scanner.nextLine();
                    todoList.removeTask(taskToRemove);
                    break;
                case 3:
                    todoList.showTasks();
                    break;
                case 4:
                    scanner.close();
                    return;
                default:
                    System.out.println("Invalid option.");
            }
        }
    }
}

代码实现与优化

为了使程序更加健壮，可以增加错误处理和用户输入验证。此外，可以考虑使用文件来持久化存储待办事项列表，这样即使程序关闭，用户下次打开时也能看到之前的数据。

总结经验与学习心得

通过本教程的学习，你已经掌握了Java的基础语法和一些简单的应用开发方法。掌握好的编程习惯和调试技巧对于开发高质量的应用程序至关重要。

推荐学习网站与书籍

• 学习网站推荐： 慕课网 提供丰富的Java课程和项目实战，适合不同水平的学习者。
• 书籍推荐： 强烈建议阅读以下书籍以深入理解Java编程：《Java核心技术》、《Effective Java》、《Java编程思想》等。

通过不断实践和学习，相信你能够掌握更多高级Java技术，开发出更多强大的应用程序。