AP CSA 01 - 一些基础

写在前头: 学习编程不要妄想自己什么都能一行行搞懂，所有无法理解的东西且本文我说了你不用知道的东西完全不用在乎，因为一时半会影响不了你的学习，学到后面有了一定的知识积累或者渐渐理解编程的本质之后，通过查阅文档，就能自然而然的理解那些当年不知道的内容。

当然，我会尽力把所有的点“为什么出现？”、“解决什么问题？”、“与先前的有什么关系？”介绍清楚，希望你不会因为到一半跟丢了就跟不上了。

先介绍一些编程基础概念 (考试不考，但我要说)：

1. 编译 (Compile)

首先，我们都知道，电脑只认识0和1，所以你写的代码它当然是看不懂的。正是因为如此，需要编译。

编译就是指把你写的代码转换为机器码的过程，但是我需要强调的是现在编程语言普遍分为3种，运行效率由高到低如下：

• 编译型，指你写的代码会被完全编译成汇编语言，至于汇编是啥你不用管，你只需要知道这玩意跟000111的二进制是差不多一个级别的底层玩意就行，运行速度最快，缺点是很繁琐，写的比较慢，而且需要手动管理内存，没管好就爆了，例如：C/C++、Rust、Go。
• 托管型（Java所在的类型），指你写的代码会被翻译成一种中间语言，交给运行器托管运行，运行器看这种中间语言效率相对较高，虽然运行效率略低于编译型，但是会比解释型要强不少，它的优势在于，可以自动释放内存，不用考虑跑着跑着内存爆了的问题，例如：Java、C#。
• 解释型（又称脚本型），指你写的代码会被运行器一行一行看着执行，虽然有些语言会有优化，也不需要手动管理内存，但是总的来看，还是效率最低，例如：Python、JavaScript。

「实际情况比这里说的要复杂得多，这里只是一个简化模型，帮助理解不同语言的大致类别。至于管理内存的问题由于JAVA是托管型，我们不需要考虑这个问题，不理解可以直接不理它」

2. 运行 (Run)

指你的代码被实际跑在设备上的过程

3. 环境 (Environment)

代码不是能凭空编译和运行的，代码是给人看的，只有机器码才是机器看的，尤其是后面两种类型的编程语言也不是能直接独立运行的，需要一个运行器或者编译器，电脑里装上这个的过程叫做配环境

属于Java的特殊概念

Java因为是托管型语言，所以是跑在一个叫做 JVM (Java Virtual Machine) 的虚拟机上的，这里又有同学要问了，”虚拟机是什么”，了当的说就是一个不真实的环境，类似给你的代码套了个壳，你的代码在壳里面跑，至于壳是怎么跑在电脑上的你不用管，上面说了环境是装在你电脑上的，出来的东西是直接和电脑硬件交互，那么不直接跑在你电脑硬件上的都叫虚拟机，Java为了能一套代码能在各种平台上运行，比如Windows电脑、Mac电脑、Linux电脑、Android手机，这个叫做跨平台，所以给每个设备都准备了一种虚拟机，你的代码不用变，就能直接依靠这个虚拟机跑在各个不同的设备上，结合前面的东西图示如下

（注：图片内容有点问题，iOS由于系统的特殊性不允许托管型语言，所以跑不了）

图标资源来自：icons8

接下来是 JAVA 的 两种工具类型：

• JRE (Java Runtime Environment) ，只有 JVM，没有上面的编译器，只能用来跑，没法编译，这个是给用户装的
• JDK (JAVA Development Kit)，既有 JVM 还有编译器，已经包含了 JRE 了，写代码装这个

配环境

接下来是装 JDK 配环境，直接看别人写好的文章就好了，我不造轮子了

• Windows
• Mac
• Linux

为了方便我们看和写代码，我们需要一个专门的工具来写，你总不可能拿记事本写不是？

AP官方内推荐使用 IntelliJ IDEA，但是这玩意是给大项目用的，我们只是学习个语言，犯不着这么高级的东西，于是我们使用 Visual Studio Code

下载这个 VS Code -> https://code.visualstudio.com/Download

然后调中文这一步我就不教了，都要考 AP 了还调什么中文，有需要的可以自行 Google 搜索

接下来为了能在 VS Code 丝滑的写 Java 代码用于练习安装 Java 插件

我们可以在这里看到一个这个Extensions图标，点开它

然后在搜索框内搜索 Java，然后根据图示安装 Extension Pack for Java

写代码

这一步我们先开始试着跑出来第一个代码，让我们来尝试一下，首先先在 VS Code 里面打开一个文件夹

点开左上角 Files -> Open Folder 选一个你喜欢的地方确定

Java程序是以类为单位运行的，所以我们需要创建一个新的类

然后在左侧的导航栏打开最上面的 Explore，右键 Explore 的空白处 New Java File -> Class...，顶上会弹出来让你写文件名，把文件名敲进去回车，你应该能看到这个

public class <你刚刚敲进去的文件名> {
    
}

这个就是一个Java的类，我们先不管它是做啥的

在这个地方里面直接粘贴下面的代码，后面的章节我会解释这个什么意思

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

然后右上角点一下那个小三角▶️，不出意外你应该能看到下面大致长这样：

你看到那个 Hello World 就是成功了

注释 (Comments)

有些时候我们需要给别人或者未来的自己留下一些备注，告诉他们有一部分是干什么用的，既然是备注就应该是给人读的不是给机器读的，所以机器看到注释会直接跳过不看，你可以在注释里面塞任何的东西，不会影响程序

注释有两种方式：

• // 本行后面的所有内容都会被转成注释，编译器都不看
• /* */ 被 /* 和 */ 包裹住的内容都会变成注释，可以跨行

比如：

//这一行内后面的都会变成注释

/* 这里可以放东西
这里的内容都是注释
这里也可以写东西*/

一定一定要注意的

编程中的所有符号全部给我用英文的半角符号，不知道这是啥的就给我切成英文再写代码，或者直接把中文输入法关了，比如逗号，区分一下：， 这个是中文的，, 这个是英文的

中文的是全角符号，会比英文的宽好多，而且会圆润一点，你敲中文的编译器不认识，敲错了没看出来别说你编程是我教的

以下是容易敲错符号的列表，代码跑不起来的时候请自查符号问题：

符号名称	中文符号	英文符号
逗号 comma	，	,
分号 semicolon	；	;
句点 period	。	.
小括号 curve	（ ）	( )
中括号 square bracket	【 】	[ ]
大括号 bracket	「 」	{ }
感叹号 bang or shriek	！	!
双引号 double quotes	“ ”	" "
单引号 single quote	‘ ’	' '

输出 (有叫打印 Print)

计算机是用来计算的，它算完了总得告诉我们算了啥，所以就有了输出，刚才你在底下那块区域看到的 Hello World 就是输出的内容，那个地方叫做控制台，我们的输出就会出现在那里

这里是 AP 选择题的一个考点，有关于 Java 程序的输出

像刚刚我们在上方看到的如下代码

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

里面的

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

就是 Java 中的输出语句，它会将双引号里面的内容打印 (Print) 到你的控制台上，就像上面的图片里那样

这里我们就要引申出 AP 计算机科学一个我都不知道考了有什么意义的考点了，输出的两种语句

Java 的输出有两个语句，一个是你上面看到的 System.out.println("Hello World");

还有一个是下面这里的

System.out.print("Hello World");

它们的区别就是一个 ln，那么这一个 ln 究竟区别有多大呢？

我们用下面的例子来理解一下：

//我们先执行一下
System.out.print("Hello AP ");
//然后紧接着执行一下
System.out.println("Computer Science A");
//然后我们再接一条
System.out.println("This is an example");

执行之后的输出结果是这样的：

Hello AP Computer Science A
This is an example

我相信细节的小伙伴已经发现区别了，没错不带 ln 的输出后不换行，带 ln 的输出后会进行换行，那么接着它打印的内容就会出现在下一行

那么这里我就可以放一个我对练习题的改编题了，题目如下：

System.out.println("My Name is PLFJY");
System.out.print("I Love ");
System.out.println("AP Computer Science A");
System.out.print("Glad to ");
System.out.print("See you");

What is printed as a result of executing the code segment above?

A.
My Name is PLFJY I Love
AP Computer Science A
Glad to See you

B.
My Name is PLFJY
I Love AP Computer Science A
Glad to See you

C.
My Name is PLFJY
I Love AP Computer Science A
Glad to
See you

D.
My Name is PLFJY
I Love
AP Computer Science A
Glad to
See you

正确答案是 B，解析：

第1行 System.out.println("My Name is PLFJY"); 带ln，所以下一行换行输出，所以此时输出内容如下

My Name is PLFJY

第2行 System.out.print("I Love "); 不带 ln，所以下一行不换行输出，当前控制台上的内容如下

My Name is PLFJY
I Love 

第3行 System.out.println("AP Computer Science A"); 带 ln，所以下一行换行输出，当前控制台上的内容如下

My Name is PLFJY
I Love AP Computer Science A

第4行 System.out.print("Glad to "); 不带 ln，所以下一行换行输出，当前控制台上的内容如下

My Name is PLFJY
I Love AP Computer Science A
Glad to

第5行 System.out.println("See you"); 带 ln，所以下一行换行输出，但是已经是最后一句了所以没啥影响，最后控制台上的内容如下

My Name is PLFJY
I Love AP Computer Science A
Glad to See you

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