几点Java程序必须满足的基本规则

小编说：万事开头难，Java编程的初学者常常会遇到各种各样的问题，本文介绍一些基本规则，希望减少读者在学习中的障碍。 本文选自《疯狂Java讲义（第四版）》

• Java程序的组织形式

Java程序是一种纯粹的面向对象的程序设计语言，因此Java程序必须以类（class）的形式存在，类（class）是Java程序的最小程序单位。Java程序不允许可执行性语句、方法等成分独立存在，所有的程序部分都必须放在类定义里。

上面的HelloWorld.java程序是一个简单的程序，但还不是最简单的Java程序，最简单的Java程序是只包含一个空类定义的程序。下面将编写一个最简单的Java程序。

程序清单：codes\01\1.5\Test.java

class Test
{
}

这是一个最简单的Java程序，这个程序定义了一个Test类，这个类里没有任何的类成分，是一个空类，但这个Java程序是绝对正确的，如果使用javac命令来编译这个程序，就知道这个程序可以通过编译，没有任何问题。

但如果使用java命令来运行上面的Test类，则会得到如下错误提示：

错误: 在类 Test 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
  public static void main(String[] args)

上面的错误提示仅仅表明：这个类不能被java命令解释执行，并不表示这个类是错误的。实际上，Java解释器规定：如需某个类能被解释器直接解释执行，则这个类里必须包含main方法，而且main方法必须使用public static void来修饰，且main方法的形参必须是字符串数组类型（String[] args是字符串数组的形式）。也就是说，main方法的写法几乎是固定的。Java虚拟机就从这个main方法开始解释执行，因此，main方法是Java程序的入口。至于main方法为何要采用这么“复杂”的写法，后面章节会有更详细的解释，读者现在只能把这个方法死记下来。

对于那些不包含main方法的类，也是有用的类。对于一个大型的Java程序而言，往往只需要一个入口，也就是只有一个类包含main方法，而其他类都是用于被main方法直接或间接调用的。

• Java源文件的命名规则

Java程序源文件的命名不是随意的，Java文件的命名必须满足如下规则。

• Java程序源文件的扩展名必须是.java，不能是其他文件扩展名。
• 在通常情况下，Java程序源文件的主文件名可以是任意的。但有一种情况例外：如果Java程序源代码里定义了一个public类，则该源文件的主文件名必须与该public类（也就是该类定义使用了public关键字修饰）的类名相同。

由于Java程序源文件的文件名必须与public类的类名相同，因此，一个Java源文件里最多只能定义一个public类。

注意：一个Java源文件可以包含多个类定义，但最多只能包含一个public类定义；如果Java源文件里包含public类定义，则该源文件的文件名必须与这个public类的类名相同。

虽然Java源文件里没有包含public类定义时，这个源文件的文件名可以是随意的，但推荐让Java源文件的主文件名与类名相同，这可以提供更好的可读性。通常有如下建议：

• 一个Java源文件只定义一个类，不同的类使用不同的源文件定义。
• 让Java源文件的主文件名与该源文件中定义的public类同名。

在疯狂软件的教学过程中，发现很多学员经常犯一个错误，他们在保存一个Java文件时，常常保存成形如*.java.txt的文件名，而且这种文件名看起来非常像是*.java。这是Windows的默认设置所引起的，Windows默认会“隐藏已知文件类型的扩展名”。为了避免这个问题，通常推荐关闭Windows的“隐藏已知文件类型的扩展名”功能。

为了关闭“隐藏已知文件类型的扩展名”功能，在Windows的资源管理器窗口打开“组织”菜单，然后单击“文件夹和搜索选项”菜单项，将弹出“文件夹选项”对话框，单击该对话框里的“查看”Tab页，看到如图1所示的对话框。

图1 “文件夹选项”对话框

去掉“隐藏已知文件类型的扩展名”选项之前的钩，则可以让所有文件显示真实的文件名，从而避免HelloWorld.java.txt这样的错误。

另外，图1中还显示勾选了“在标题栏显示完整路径（仅限经典主题）”选项，这对于开发中准确定位Java源文件也很有帮助。

• 初学者容易犯的错误

万事开头难，Java编程的初学者常常会遇到各种各样的问题，对于在学校跟着老师学习的读者而言，可以直接通过询问老师来解决这些问题；但对于自学的读者而言，则需要花更多时间、精力来解决这些问题，而且一旦遇到的问题几天都得不到解决，往往会带给他们很大的挫败感。

下面介绍一些初学者经常出现的错误，希望减少读者在学习中的障碍。

1．CLASSPATH环境变量的问题

由于历史原因，几乎所有的图书和资料中都介绍必须设置这个环境变量。实际上，正如前面所介绍的，如果使用1.5以上版本的JDK，完全可以不用设置这个环境变量。如果不设置这个环境变量，将可以正常编译和运行Java程序。

相反，如果有的读者看过其他Java入门书籍，或者参考过网上的各种资料（网络是一个最大的资源库，但网络上的资料又是鱼龙混杂、良莠不齐的。网络上的资料很多都是转载的，只要一个人提出一个错误的说法，这个错误的说法可能被成千上万的人转载，从而看到成千上万的错误说法），可能总是习惯设置CLASSPATH环境变量。

设置CLASSPATH环境变量没有错，关键是设置错了就比较麻烦了。正如前面所介绍的，如果没有设置CLASSPATH环境变量，Java解释器将会在当前路径下搜索Java类，因此在HelloWorld.class文件所在的路径运行java HelloWorld将没有任何问题；但如果设置了CLASSPATH环境变量，Java解释器将只在CLASSPATH环境变量所指定的系列路径中搜索Java类，这样就容易出现问题了。

由于很多资料上提到CLASSPATH环境变量中应该添加dt.jar和tools.jar两个文件，因此很多读者会设置CLASSPATH环境变量的值为：D:\Java\jdk-9\lib\dt.jar;D:\Java\jdk-9\lib\tools.jar（实际上JDK 9已经删除了这两个文件），这将导致Java解释器不在当前路径下搜索Java类。如果此时在HelloWorld.class文件所在的路径运行java HelloWorld，将出现如下错误提示：

错误: 找不到或无法加载主类 HelloWorld

上面的错误是一个典型错误：找不到类定义的错误，通常都是由CLASSPATH环境变量设置不正确造成的。因此，如果读者要设置CLASSPATH环境变量，一定不要忘记在CLASSPATH环境变量中增加点（.），强制Java解释器在当前路径下搜索Java类。

提示：定了CLASSPATH环境变量，一定不要忘记在CLASSPATH环境变量中增加点（.），点代表当前路径，用以强制Java解释器在当前路径下搜索Java类。

除此之外，有的读者在设置CLASSPATH环境变量时总是仗着自己记忆很好，往往选择手动输入CLASSPATH环境变量的值，这非常容易引起错误：偶然的手误，或者多一个空格，或者少一个空格，都有可能引起错误。

实际上，有更好的方法来解决这个错误，完全可以在文件夹的地址栏里看到某个文件或文件夹的完整路径，就可以直接通过复制、粘贴来设置CLASSPATH环境变量了。

通过资源管理器打开JDK安装路径，将可以看到如图2所示的界面。

图2　在地址栏中显示完整路径

读者可以通过复制地址栏里的字符串来设置环境变量，而不是采用手动输入，从而减少出错的可能。

2．大小写问题

前面已经提到：Java语言是严格区分大小写的语言。但由于大部分读者都是Windows操作系统的忠实拥护者，因此对大小写问题往往都不够重视（Linux平台是区分大小写的）。

例如，有的读者编写的Java程序里的类是HelloWorld，但当他运行Java程序时，运行的则是java helloworld这种形式——这种错误的形式有很多种（对的道路只有一条，但错误的道路则有成千上万条）。总之，就是java命令后的类名没有严格按Java程序中编写的来写，可能引起系统提示如图3示的错误。

图3 类名大小写不正确的提示

因此必须提醒读者注意：在Java程序里，HelloWorld和helloworld是完全不同的，必须严格注意Java程序里的大小写问题。

不仅如此，读者按书中所示的程序编写Java程序时，必须严格注意Java程序中每个单词的大小写，不要随意编写。例如class和Class是不同的两个词，class是正确的，但如果写成Class，则程序无法编译通过。实际上，Java程序中的关键字全部是小写的，无须大写任何字母。

3．路径里包含空格的问题

这是一个更容易引起错误的问题。由于Windows系统的很多路径都包含了空格，典型的例如Program Files文件夹，而且这个文件夹是JDK的默认安装路径。

如果CLASSPATH环境变量里包含的路径中存在空格，则可能引发错误。因此，推荐大家安装JDK以及Java相关程序、工具时，不要安装在包含空格的路径下，否则可能引发错误。

4．main方法的问题

如果需要用java命令直接运行一个Java类，这个Java类必须包含main方法，这个main方法必须使用public和static来修饰，必须使用void声明该方法的返回值，而且该方法的参数类型只能是一个字符串数组，而不能是其他形式的参数。对于这个main方法而言，前面的 public和static修饰符的位置可以互换，但其他部分则是固定的。

定义main方法时，不要写成Main方法，如果不小心把方法名的首字母写成了大写，编译时不会出现任何问题，但运行该程序时将给出如下错误提示：

错误: 在类 Xxx 中找不到 main 方法, 请将 main 方法定义为:
 public static void main(String[] args)

这个错误提示找不到main方法，因为Java虚拟机只会选择从main方法开始执行；对于Main方法，Java虚拟机会把该方法当成一个普通方法，而不是程序的入口。

main方法里可以放置程序员需要执行的可执行性语句，例如System.out.println("Hello Java!")，这行语句是Java里的输出语句，用于向控制台输出"Hello Java!"这个字符串内容，输出结束后还输出一个换行符。

在Java程序里执行输出有两种简单的方式：System.out.print(需要输出的内容)和System.out.println (需要输出的内容)，其中前者在输出结束后不会换行，而后者在输出结束后会换行。后面会有关于这两个方法更详细的解释，此处读者只能把这两个方法先记下来。