連驢子都看得懂的Java教學-01 甚麼是Java?

Java是現今企業常用的程式語言，可以被用來開發網頁、APP等等，主要特色包含：

跨平台──「一次編寫，到處運行」
強型別語言──強大的物件導向（OOP）與設計模式支援
自動記憶體管理
穩定的生態與企業級支援
支援高效能與併發能力
等等…不一一列出。

看不懂？沒關係，我一一慢慢講給你聽

跨平台──「一次編寫，到處運行」

跨平台，你可能以為是手機與網站都可以用就叫做跨平台，但Java的跨平台的意思遠遠不只如此。為了更好地說明Java的跨平台特性，我會先使用C++作為舉例，來讓你更好地理解跨平台的特性。你不必熟悉C++，但還是需要你有一點想像力。

一個C++的程式碼執行流程是這樣的：

預處理(Preprocessing) >> 編譯(Compilation) >> 組譯(Assembly) >> 連結(Linking) >> 載入與執行（Loading & Execution）

在編譯階段，C++程式碼會被轉換成組合語言(Assembly)，接著在組譯階段轉換成目標碼(Object Code)。而所謂的目標碼就是根據你的使用平台不同(PC、APP…etc)而最佳化的低階語言程式碼，他比組合語言更接近機器語言，所謂的平台差別由此誕生。這麼做的好處是，最後的執行程式會是針對原生平台來說執行效率最好的程式碼、缺點就是，為確保最佳化，每當一個平台不同都要重新編譯過一次。
那Java也是這樣運作嗎？不，並沒有。
一個Java的程式碼執行流程是這樣的：
Java程式碼被編譯成位元檔(bytecode)，然後透過JVM(Java Virtual Machine)在不同平台上執行。這代表即使換到了另一個平台，程式碼可以不需要重新編譯，就能正常運作。這就是跨平台的意思。

強型別語言

這個特色我使用JS來舉例，這樣比較好理解。Javascript是一個弱型別的語言，比方說JS可以做到：

1
2
3

let num = 95;
num = 96;
num = "97"; // 這裡被轉成字串了

而Java做不到這件事，延伸第一點我們討論的Java執行流程，Java在編譯階段就已經先確定好每一個變數的型別，也就是說，如果我們後續想要把Java原先定義為數值型別的資料型態改為字串型態，就會直接爆出型別轉換錯誤，這一方面幫助了我們提早發現程式碼可能存在的問題。此外，Java的型別一開始就會先定義好。如下：

1	`String str = "ABC";`

自動記憶體管理

支援高效能與併發能力

這個我們之後再提，第一章就講這個太過分了。

最後我們來開始一個我們的最簡單的Java程式碼來讓新手入門。首先你需要的很簡單，下載Intellij[“https://www.jetbrains.com/idea/"]

Intellij IDEA是Java開發時經常會使用到的工具，相當值得學習，且有提供多種Plugin讓整體操作、使用者體驗都更好。

我這邊不展示教學了，因為其實一個個點選就會安裝完成，幾乎沒有甚麼特別需要留意的事物。

打開之後你會看到這樣的介面，點選「New Project」來開啟你的一個新專案。

接著在左側清單選擇Java做為開發專案模板，右側的Name代表你的專案名稱。然後值得留意的是下方有Build工具的選擇，主要分為Maven與Gradle，現在你只需要知道他是套件管理工具就好，可以先跳過。

再來是相當重要的JDK，JDK的全名是Java Software Development Kit(有人稱 Java SDK)，他像是一個工具包，裡面包含了多種功能。還記得前面提到的Java程式碼的執行過程嗎？ Java程式碼會透過Java編譯器(javac)編譯成bytecode，再交給JVM去執行，而這兩個工具都包含在JDK當中。

JDK裡面包含：

JRE（Java Runtime Environment） JDK 中包含 JRE，是 Java 程式的執行環境，包括：
- JVM（Java Virtual Machine）：負責將 .class 字節碼轉換為平台相關的機器指令。
- 核心類庫（Core Libraries）：如 java.lang、java.util、java.io 等，提供基本 API 支援。
支援檔案與動態連結庫：如 .jar、.dll 或 .so 檔案。
Java 編譯器（javac）將 .java 原始碼編譯成 .class 字節碼。
Java 解譯器（java）執行 .class 檔案，透過 JVM 解譯成機器碼。
除錯工具（jdb）用於偵錯 Java 程式，支援斷點、變數觀察等功能。
文件產生工具（javadoc）根據原始碼中的註解產生 HTML 格式的 API 文件。
打包工具（jar）將多個 .class 檔案與資源打包成 .jar 檔案，便於部署與分發。

其他工具

javap：反編譯 .class 檔案，查看 bytecode。
jstat、jconsole：監控 JVM 執行狀況。
jshell：互動式 Java Shell，支援即時執行 Java 程式碼。

這些你不必都知道，你只要先知道java JDK裡面包含很多功能，而你只需要JDK就可以運行程式碼，先知道這樣就好了。

一開始你可能會沒有JDK，但別緊張，下拉選單可以選擇Download JDK來下載JDK，至於版本我建議直接先用最新的版本，各版本會有些差異，但是學習最新的對你不會有壞處。然後我們按下「Create」建立專案。

你完成了，這就是一個基本的Java程式碼。主要Main.java檔案中包含了。

名為Main的類別，雖然這個名稱可以自定義，但他只是要告訴你這是主程式所以叫做Main
名為main()的方法，這部分是寫死的。

關於類別與方法之後會在描述，現在我只專注於告訴你這幾行做了什麼事。

System.out.printf、System.out.println 代表說使用了System套件的printf方法，功能是印入你輸入的這些字串。
for (int i = 1; i <= 5; i++) 則是跑了一個迴圈(loop)，簡單來說就是把大括號裡面的程式碼執行五次，每一次i就會加1，所以底下會印出 i=1 i=2 i=3 i=4 i=5

到此第一個教學結束，在這個教學中你理解了

Java是什麼、他有什麼特色。
怎麼下載，安裝Java
JDK是什麼、包含了哪些功能。
怎麼建立一個專案。
怎麼運行一個專案。