Java咖啡馆(4)——品味第一杯咖啡

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品过第一杯咖啡后，你肯定急于了解Hello World!程序是如何编写并工作的，以及如何编写其他Java程序。在这章中，让我们回味第一杯咖啡，并且深入分析Java程序的结构。

一、注释与文档

　　之所以把Java注释和文档功能放在最前面介绍，是因为Java程序的理念使然——所谓兵马未动粮草先行。

　　几乎所有编程语言都提供在源代码中添加注释的功能，开发者通过注释给自己或代码的阅读者进行备忘或提示，好比读书时在书上的空白处写笔记，或在屋子里使用N次贴。Java语言一个优秀思想便是——编写源代码并非唯一重要的工作，给源代码加上详细的注释同样重要。道理很简单，源代码和Java的字节码不同，字节码是给电脑看的，而源代码是给人阅读的，没有好的文档与注释，阅读源代码必须猜测源代码作者的意图，势必枯燥而且效率低下。

　　Java中的注释一共有两种，我们的Hello World!程序麻雀虽小但是五脏俱全，全部都用到了。下面是Hello World!程序的源代码:

/*
* Created on 2004-6-4
*
* TODO To change the template for this generated file go to
* Window - Preferences - Java - Code Style - Code Templates
*/

/**
* @author gary chan
*
* TODO To change the template for this generated type comment go to
* Window - Preferences - Java - Code Style - Code Templates
*/
public class HelloWorldApp {

    public static void main(String[] args) {
        // 打印Hello World!字样
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

　　第一种注释是从C语言继承过来的风格，注释从/*开始，到*/结束，它们必须成对使用，之间可以换行。Hello World!程序开头部分就是这种风格的注释，记载着这个源程序的创始时间和一些提示。许多程序员为了美观，喜欢在多行注释前加入一个*符号，从而就形成了上面的格局。当然，这个注释的内容是Eclipse自动生成的，你可以通过修改Eclipse的代码模板来修改自动生成的内容。
第二种注释是从C++语言继承过来的单行注释风格，注释从//开始，一直到这行结束。这种风格的注释非常容易使用，你不必低头在键盘上连续寻找/和*键，只需要连续按下/键两次。同时，不需要像C语言风格注释那样特意使注释符号配对。Hello World!程序中“// 打印Hello World!字样”就是这种风格的注释。

　　如果你的洞察力敏锐，你会发现Hello World!程序中还有一处用/**和*/包裹起来的的代码并不属于以上任何一种注释。没错，这是Java文档(Java documentation)。文档与注释不同，注释一般比较随意，反映的是局部语句的功能或声明，而文档是与代码的结构相关的，好比是代码的摘要，给人一个结构化的总体观念。特别地，Java文档所注释的，是紧随其后的类、变量或方法。

　　我们还是结合Eclipse来说明Java文档的应用。首先在Eclipse中打开Hello World!程序。试试看把鼠标移动到HelloWorldApp字符上面去，是不是显示了如图1所示的效果(图1  Eclipse自动显示Java文档的功能)？

　　没错，当你把鼠标移动到一个Java类、变量或方法上，Eclipse将通过代码分析技术在源代码中萃取出相应的Java文档并且显示给你看，如果该Java元素有文档的话。

　　下面让我们为main方法编写Java文档来亲自体验一下。首先把光标移动到public class HelloWorldApp {之后并回车以便插入一空白行。然后，输入/**并且回车，你会发现Eclipse自动为你生成如一个Java文档块，并且自动识别出main方法有一个名为args的参数(很神奇吧？)。把该文档改写成这样:

/**
* 这是主函数，程序将从这里开始运行。
* @param args 命令行参数
*/

　　然后你把鼠标移动到main上面，是不是得到明明白白的文档信息了？

　　实际上，Java文档功能是贯穿于Java语言中的重要功能。但当你把光标移动到System.out.println("Hello World!")语句上，却得不到有用的含义以及参数的用法，该语句还是Java内置的API呢。怎么会这样子？

　　聪明的你一定想到答案了——一定是Java API的Java文档没有配置好嘛。没错，J2SE SDK并不包含Java API的Java文档，需要单独下载。你可以从http://java.sun.com/j2se/1.4.2/download.html下载到J2SE 1.4.2的文档，如果你从国外下载不方便，还可以到http://garychan.3322.org的Java资源栏目下载，约32.80MB。下载以后请把压缩包中的doc目录解压缩到C:\j2sdk1.4.2_04\中。

　　Eclipse默认使用JRE作为Java虚拟机。然而，使用J2SE SDK本身是更好的选择，因为你可以开启查看Java API文档的重要功能，这对于提高软件的开发效率以及深刻体验Eclipse，有着重要意义。方法如下:

　　1.依次点击Eclipse菜单项中的Windows、Preferences。

　　2.展开Java/Installed JRE，按下Add，按照图2所示填写参数(图2   完成后按下OK键)。

　　3.在Installed JREs对话框中的J2SDK 1.4.2_04前面打上勾，按下“OK”关闭Preferences对话框。Eclipse会提示你需要重新编译一次，“OK”即可。

　　好了，现在把光标移动到println上看看是不是和图3所示一样呢(图3)？

　　怎么样，该方法的详细使用说明都有了吧？如果内容比较多，按下F2锁定之后便可以察看全部的信息。以后有什么API不明白，不用苦苦上网搜索了，Java API文档本身就是Java API的大百科，再配合Eclipse的自动显示功能，实在方便得不行。

　　顺便说一句，Java还提供了从源代码中自动萃取Java文档，生成HTML文件以便单独阅读的机制，那就是J2SE SDK提供的javadoc工具。在Eclipse中，可以通过File菜单中的Export选项进行操作。

　　Just do it

　　试试把HelloWorldApp的Java文档改得更有调理，并且修改author属性成为你的名字。然后通过Eclipse内置的javadoc输出功能生成该项目的Java文档，感受一下Java文档代码并重的开发理念。

　　Java文档是一门学问。除了上面用到的param和author标签，Java文档还支持许多特定的标签，可以直接内嵌HTML代码以便得到优美的输出，还可以通过doclets自行扩展javadoc的处理机制。完整的说明文档请参考C:\j2sdk1.4.2_04\docs\tooldocs\windows\javadoc.html。

二、类

　　在品味第一杯咖啡时，我们说Hello World!程序定义了一个HelloWorldApp类(class)。

　　类是Java等面向对象语言的基础单位——一个定义了从类生成的实例(instance)中的数据和行为的关系的模板。当你实例化(instantiate)一个类以后便得到一个该类的对象(object)，拥有类的全部数据和行为。一般我们把类和对象的数据称为变量，把行为称为方法。Java语言使用class关键词来定义一个类，之后的一对大括号定义了该类的变量和方法。我们的HelloWorldApp类没有变量，只有一个main方法。

　　类和对象的关系很好理解——类是一个抽象概念，好比“人”，而对象是一个具体的人，比如小布什、普京，他们作为人都有七情六欲(变量)，都会衣食住行(方法)。

　　在第二篇连载《第一杯咖啡》中，为了避免类和对象的概念，我直接把HelloWorldApp称作了对象。现在你应该明白，这个说法是不准确的，HelloWorldApp是一个类，而main是这个类的方法。现在正式拨乱反正。

三、main方法

　　每个Java应用程序都必须包含一个main方法，语法如下:

　　public static void main(String[] args)

　　main方法包含三个修饰词:

　　(1)public:表示main方法可以由任何对象调用。
　　(2)static:表示这是一个类方法，区别于实例方法，与具体的对象无关。
　　(3)void:表示main方法没有返回值。

　　main方法是Java语言中非常特殊的方法，类似于C/C++中的main函数。当Java解析器执行Java应用程序，它首先执行这个Java类的main方法。你应该把程序的逻辑，比如打印Hello World!字样，写在main里面。

　　main方法有一个参数，即args，它是一个字符串数组，操作系统通过这个机制传递命令行参数。由于Hello World!程序忽略命令行参数，所以这里不展开讨论了。

四、使用类和对象

　　让我们以Hello World!程序来详细解释类和对象的使用。

　　Hello World!程序很小，只定义了最基本的HelloWorldApp类。虽然如此，它的确使用了其他类——System类:

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

　　System类是Java API的成员之一，提供了操作系统无关地操作操作系统相关功能的能力，很拗口，不过的确如此。out是System的类变量(与前面提到的类方法的意思一致)。实际上，System的所有变量都是类变量，所有方法都是类方法——都是用static修饰的，你可以通过“.”操作符直接访问。比如，System类有一个getProperty类方法可以获取操作系统属性，至于具体是什么操作系统，你无需事必躬亲了。若把Hello World!程序的main方法修改成:

public static void main(String[] args) {
System.out.print("Hello ");
System.out.println(System.getProperty("user.name"));
}

　　运行程序，便会得到“Hello Gary Chan”的结果。呵呵，我们的程序可以认人了，长大了许多啊！

　　下面说说类变量的原理。Java应用程序装载System类的时候，一看到out是System的类变量，便自动初始化PrintStream类得到一个PrintStream对象，并且把这个对象赋给out变量。从而，你调用out的println方法，实际上是调用一个对象的实例方法。这样，Hello World!字样便输出了。

　　总结一下类变量、类方法和实例变量、实例方法的关系:

　　(1)类变量或者类方法是和特定的类相关的，Java将给每个类分配一个类变量，无论这个类有多少实例。可以通过类名来操作类变量和类方法。

　　(2)实例变量或者实例方法是与特定的对象(类的实例)相关，每个对象都有自己专用的实例变量。可以通过实例名来操作实例变量和实例方法。

五、小结

　　这回我们把Hello World!程序剖析得淋漓尽致。虽然一个小小的Java程序就有那么多门道，但是，不经历风雨怎么见彩虹，希望你能够透彻感受Java语言的点滴道理，从而快速步入Java的圣堂。

　　不要小看Java文档的重要性。Java有许多值得尊敬的理念，所谓没有规矩不成方圆，你应该理解并且贯彻它，这样才能够写出漂亮的代码。