Руководство для начинающих по программированию на Java: Ваша первая практика по Java

Введение

Добро пожаловать в вашу первую лабораторную работу по Java! Если вы новичок в программировании или никогда не слышали о Java, не беспокойтесь - мы поможем вам на каждом этапе. В этой лабораторной работе вы узнаете, что такое Java, почему она важна и как написать свою первую программу на Java. К концу этой лабораторной работы у вас будет базовое понимание Java, и вы сможете создать простую интерактивную программу. Давайте начнем это увлекательное путешествие в мир программирования!

Это Guided Lab, который предоставляет пошаговые инструкции, чтобы помочь вам учиться и практиковаться. Внимательно следуйте инструкциям, чтобы выполнить каждый шаг и получить практический опыт. Исторические данные показывают, что это лабораторная работа уровня продвинутый с процентом завершения 40%. Он получил 98% положительных отзывов от учащихся.

Введение в Java и WebIDE

Добро пожаловать в захватывающий мир программирования на Java! Прежде чем мы начнем писать код, давайте разберемся, что такое Java и почему она так популярна.

Java - это язык программирования, то есть способ дать инструкции компьютеру. Представьте его как особый язык, который компьютеры могут понимать. Java особая, потому что она универсальна - с ее помощью создаются все виды вещей:

Мобильные приложения, которые вы можете использовать на своем смартфоне
Веб - сайты, которые вы посещаете каждый день
Программы, которые запускаются на вашем компьютере
Даже программное обеспечение для таких вещей, как смарт - телевизоры или автомобильные мультимедийные системы!

Одно из самых замечательных преимуществ Java - это принцип "написать один раз, запустить везде". Это означает, что программа на Java, написанная на вашем компьютере, может запускаться на почти любом устройстве, поддерживающем Java, без каких - либо изменений. Это как написать письмо, которое может прочитать любой, независимо от того, на каком языке он говорит!

Вы, возможно, задаетесь вопросом: "Зачем мне учить Java?" Отличный вопрос! Вот несколько причин:

Она широко используется в профессиональном мире. Большие компании, такие как Amazon, Google и Netflix, используют Java.
Это отличный язык для начинающих, так как он относительно прост в чтении и понимании.
После того, как вы научитесь программировать на Java, будет легче изучить другие языки программирования.
Программисты на Java в высоком спросе, что означает хорошие возможности по трудоустройству!

Теперь давайте поговорим о том, где мы будем писать наш код на Java. Мы будем использовать что - то, называемое WebIDE. IDE расшифровывается как Integrated Development Environment (Интегрированная среда разработки), это изящный способ сказать "место, где мы пишем и запускаем наш код".

Вот как выглядит WebIDE:

Примечание: Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в большем размере.

Давайте разберем его на части:

Слева вы видите список файлов. Это называется Файловый обозреватель (File Explorer). Это как папка на вашем компьютере, где вы храните все свои документы.
Большая область в середине - это место, где мы будем писать наш код. Это называется Редактор кода (Code Editor). Это как супер - умный блокнот, который понимает Java.
Внизу вы видите черный прямоугольник. Это называется Терминал (Terminal). Мы будем использовать его для запуска специальных команд, которые будут компилировать и запускать наши программы на Java. Не беспокойтесь, если вы еще не понимаете эти термины - мы объясним их по мере продвижения!

Не пугайтесь, если все это кажется сложным. Мы пройдем по каждой части шаг за шагом, и вскоре вы будете свободно ориентироваться в WebIDE, как настоящий профессионал!

Теперь, когда вы знаете, что такое Java и где мы будем работать, вы готовы написать свою первую программу на Java? Поехали!

Настройка среды разработки Java

Перед тем, как мы начнем писать код, необходимо убедиться, что Java правильно установлена на нашем компьютере. Это похоже на то, чтобы проверить, есть ли у нас все необходимые инструменты перед началом проекта.

Сначала откройте Терминал. Посмотрите в нижней части вашего WebIDE, и вы должны увидеть вкладку с надписью "TERMINAL". Нажмите на нее, чтобы открыть Терминал. Вы должны увидеть приглашение, заканчивающееся символом $. Именно здесь мы будем вводить наши команды.
Теперь проверим, установлена ли Java и какая версия у нас есть. Введите следующую команду именно так, как она написана здесь, и нажмите Enter:
```
java -version
```
Эта команда спрашивает у компьютера: "Привет, у тебя установлена Java, и если да, то какая версия?"

Примечание: Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в большем размере.

После нажатия Enter вы должны увидеть что - то вроде этого:
```
openjdk version "11.0.23" 2024-04-16
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.23+9-post-Ubuntu-1ubuntu122.04.1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.23+9-post-Ubuntu-1ubuntu122.04.1, mixed mode, sharing)
```
Не беспокойтесь, если числа будут немного отличаться. Главное, чтобы вы увидели "openjdk version", за которым следуют какие - то цифры. Это означает, что Java установлена!
Далее нам нужно проверить, установлен ли у нас компилятор Java. Компилятор преобразует наш понятный человеку код на Java в то, что может понять компьютер. Введите эту команду и нажмите Enter:
```
javac -version
```
Вы должны увидеть что - то вроде этого:
```
javac 11.0.23
```
Опять же, точные цифры могут отличаться, но главное, чтобы вы увидели "javac", за которым следуют какие - то цифры. Тогда все в порядке!

Если вы успешно выполнили обе эти команды и увидели аналогичный вывод, поздравляем! Ваша среда разработки Java настроена и готова к работе. Если вы столкнулись с какими - то ошибками или не увидели ожидаемый вывод, не беспокойтесь. Запросите помощь, и мы убедимся, что все будет настроено правильно, прежде чем двигаться дальше.

Теперь, когда мы убедились, что Java готова, давайте напишем нашу первую программу!

Создание первой программы на Java

Впереди ждут интересные моменты! Мы собираемся создать вашу первую программу на Java. Эта программа будет простой, но это важный первый шаг в вашем программировательском пути.

Сначала убедимся, что находимся в нужном месте. В Терминале введите следующую команду и нажмите Enter:
```
cd ~/project
```
Эта команда изменяет текущую директорию (папку) на папку project в домашней директории. Представьте это как открытие нужной папки на вашем компьютере.
Теперь создадим новый файл для нашей программы на Java. Назовем его HelloJava.java. Вы можете создать этот файл двумя способами:

a. С использованием WebIDE: Посмотрите на Файловый обозреватель слева. Щелкните правой кнопкой мыши в пустом пространстве, выберите "New File" и введите HelloJava.java.

b. С использованием Терминала: Введите следующую команду и нажмите Enter:
```
touch HelloJava.java
```
Команда touch создает новый пустой файл.

Теперь, когда мы создали файл, откроем его в Редакторе кода. В Файловом обозревателе слева нажмите на HelloJava.java. Файл должен открыться в основном редакторе.
Пришло время написать наш первый код на Java! Скопируйте и вставьте следующий код в редактор:
```
public class HelloJava {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Java!");
    }
}
```
Советы:
1. Вы также можете ввести код вручную, если вам так удобнее, но будьте осторожны, чтобы не ошибиться!
2. Если обычные сочетания клавиш не работают, скопируйте и вставьте, щелкнув правой кнопкой мыши.
Не беспокойтесь, если все это выглядит запутанно - мы объясним, что означает каждая часть:
- public class HelloJava: Эта строка объявляет новый класс с именем HelloJava. В Java все должно быть внутри класса, и имя класса должно совпадать с именем файла (поэтому мы назвали наш файл HelloJava.java).
- public static void main(String[] args): Это главный метод. Каждая программа на Java начинает выполнение с этого метода. Это как входная точка нашей программы.
- System.out.println("Hello, Java!");: Эта строка сообщает компьютеру вывести текст "Hello, Java!" на экран. Именно так мы заставляем нашу программу поприветствовать нас!
После вставки кода сохраните файл. Вы можете сделать это, нажав Ctrl+S (или Cmd+S на Mac) или выбрав "File > Save" в верхнем меню.

Поздравляем! Вы только что написали свою первую программу на Java. На следующем этапе мы узнаем, как запустить ее и увидеть ее в действии.

Компиляция программы на Java

Теперь, когда мы написали нашу программу на Java, нам нужно ее скомпилировать. Компиляция - это процесс преобразования нашего понятного человеку кода на Java в язык, который компьютер может понять и выполнить.

Убедитесь, что вы все еще находитесь в правильной директории. Если вы не уверены, всегда можно использовать команду cd ~/project в Терминале, чтобы вернуться в нужное место.
Чтобы скомпилировать нашу программу на Java, мы используем команду javac, которая расшифровывается как "Java compiler" (компилятор Java). Введите следующую команду в Терминале и нажмите Enter:
```
javac HelloJava.java
```
Если все пройдет хорошо, вы не увидите никакого вывода. В программировании отсутствие новостей часто означает, что все в порядке!
Чтобы проверить, была ли компиляция успешной, мы можем посмотреть на новый файл, который должен был быть создан. Введите эту команду и нажмите Enter:
```
ls
```
Эта команда выводит список всех файлов в текущей директории. В выводе вы должны увидеть как HelloJava.java, так и HelloJava.class.

Файл HelloJava.class - это скомпилированная версия нашей программы. Он содержит байт-код, который Java может выполнить.

Если вы не видите файл HelloJava.class или если во время компиляции вы увидели какие-либо сообщения об ошибках, не паникуйте! Вот несколько вещей, которые стоит проверить:

Убедитесь, что вы сохранили файл HelloJava.java после написания кода.
Проверьте, что имя класса в вашем коде (HelloJava) точно совпадает с именем файла.
Проверьте код на наличие опечаток, особенно отсутствие точек с запятой (;) в конце строк.

Если у вас все еще возникают проблемы, не стесняйтесь запрашивать помощь. Отладка (исправление ошибок) - это нормальная часть программирования, и даже опытные программисты постоянно сталкиваются с ошибками компиляции!

Примечание: Команда javac используется для компиляции программ на Java. Она считывает исходный код (файлы .java) и генерирует байт-код (файлы .class), который может быть выполнен виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine, JVM). JVM - это программа, которая запускает байт-код Java на различных платформах, делая Java "написать один раз, запустить везде" языком. Вы также можете спросить у Labby (нашего AI-ассистента) больше информации о команде javac.

Запуск программы на Java

Теперь пришло самое интересное - запустить вашу программу и увидеть ее в действии!

Сначала убедитесь, что вы все еще находитесь в правильной директории. Если вы не уверены, можете использовать команду cd ~/project.
Чтобы запустить программу на Java, мы используем команду java, за которой следует имя нашего класса (без расширения .java или .class). Введите эту команду и нажмите Enter:
```
java HelloJava
```
Если все работает правильно, вы должны увидеть следующий вывод:
```
Hello, Java!
```
Поздравляем! Вы только что запустили свою первую программу на Java. Компьютер выполнил инструкции, которые мы написали, и вывел "Hello, Java!" на экран.

Если вы не видите ожидаемый вывод или получаете сообщение об ошибке, вот несколько вещей, которые стоит проверить:

Убедитесь, что вы успешно скомпилировали программу на предыдущем шаге (должен быть файл HelloJava.class).
Проверьте, что вы запускаете java HelloJava, а не java HelloJava.java или java HelloJava.class.
Убедитесь, что вы находитесь в правильной директории (той же директории, где находится файл HelloJava.class).

Помните, что столкнуться с ошибками при изучении программирования - это нормально. Каждая ошибка - это возможность научиться чему-то новому!

Модификация программы на Java

Теперь, когда мы успешно создали и запустили простую программу на Java, давайте сделаем ее немного более интересной, добавив некоторую интерактивность.

Откройте файл HelloJava.java в редакторе WebIDE, если он еще не открыт.
Замените все содержимое файла на этот новый код:
```
import java.util.Scanner;

public class HelloJava {
    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 + "! Welcome to Java programming.");
        scanner.close();
    }
}
```
Разберем, что нового в этом коде:
- import java.util.Scanner;: Эта строка сообщает Java, что мы хотим использовать что - то, называемое Scanner, которое позволяет нам получать ввод от пользователя.
- Scanner scanner = new Scanner(System.in);: Это создает новый Scanner, который будет считывать ввод из стандартного ввода системы (обычно с клавиатуры). Помните эту строку, она будет важна для следующего задания.
- System.out.print("Enter your name: ");: Это выводит приглашение для пользователя ввести свое имя. Мы используем print вместо println, чтобы пользователь мог вводить текст на той же строке.
- String name = scanner.nextLine();: Это считывает имя, которое пользователь вводит, и сохраняет его в переменной с именем name.
- System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming.");: Это выводит приветствие с использованием имени, которое ввел пользователь.
- scanner.close();: Это закрывает Scanner. Это хорошая практика закрывать ресурсы, когда мы закончили с ними работать.
Сохраните файл (Ctrl+S или Cmd+S).
Теперь скомпилируем нашу модифицированную программу. В Терминале выполните:
```
javac HelloJava.java
```
Если компиляция прошла успешно (нет сообщений об ошибках), запустим нашу новую программу:
```
java HelloJava
```
Теперь программа попросит вас ввести свое имя. Введите ваше имя и нажмите Enter. Вы должны увидеть персонализированное приветствие!

Поздравляем! Вы только что создали интерактивную программу на Java, которая принимает ввод от пользователя и реагирует на него. Это фундаментальный концепт в программировании и является основой для более сложных взаимодействий в больших программах.

Итоги

В этом практическом занятии вы сделали первые шаги в мир программирования на Java. Давайте вспомним, что вы узнали:

Вы поняли, что такое Java и почему она важна в мире программирования.
Вы узнали о WebIDE и о том, как перемещаться по его различным частям.
Вы настроили и проверили свою среду разработки на Java.
Вы создали свою первую программу на Java и узнали о базовой структуре файла на Java.
Вы скомпилировали код на Java с использованием команды javac и поняли, что такое компиляция.
Вы запустили программы на Java с помощью команды java и увидели, как работает ваш код.
Вы модифицировали свою программу, чтобы она принимала ввод от пользователя, сделав ее интерактивной.

Эти фундаментальные навыки являются основой программирования на Java и будут важны на протяжении всего вашего пути в области разработки программного обеспечения. Помните, что программирование - это навык, который улучшается с практикой. Не бойтесь экспериментировать с концепциями, которые вы здесь узнали. Попробуйте еще больше модифицировать программу, например, запросить больше информации у пользователя или выполнить простые вычисления с введенными данными.

Ваша первая практика по Java