Java 學習日誌 017：Primitive type

之前我們提過primitive type，但是還沒解釋他的意思，primitive type也稱作type（基本形態），也就是Java用來賦予vabiable基本性質的東西，這些基本的性質有字母、各種範圍的整數、各種範圍的小數，以及是否是真或假的性質。下表為Java所有的primitive type以及他們所能賦予的性質。

習慣上在賦予variable整數的性質會用int；小數的性質會用double；char能賦予variable一個字母的性質；boolean則能賦予variable true（真）或false（假）的性質。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 016：Variable

在之前的例子裡，我們提過variable（變數），由它的名稱我們可以知道它是還未被定義、非固定不變的，因此要在一個Java程式裡用variable之前，一定都要先宣告（declare）他的特性，簡單講就是要先定義它，以讓你的compiler，以及最終讓你的電腦知道這個variable所持有的特性。舉例來說，以下是在Java程式裡有可能會遇到的兩個對於variable的宣告。

int numberOfBeans;
double oneWeight, totalWeight;

第一個宣告是說numberOfBeans這個variable持有int的特性，也就是整數的特性。int是integer（整數）的縮寫，也是一個能針對後面的名詞賦予整數特性的一種type（primitive type）（基本形態）。而第二個宣告講的是，oneWeight以及totalWeight是擁有double特性的variable，也就是它們是帶有小數的數值。從第二個例子中可以看到，如果一個宣告內有兩個variable以上，這些variable需要用逗號去隔開。而在宣告時需要特別注意的是，他們一樣要用分號做結尾才跳下一行。

Variable在程式裡宣告的位置很彈性，只要是在使用前任何的位置都可以。不過當然，variable宣告的位置最好是在程式易於閱讀的範疇之下考慮，因此，習慣上我們在要使用variable的前一行定義它，或是在代碼塊（程式主體部分）最一開始的時候定義。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 015：Keyword

有一種特殊的identifier叫做keyword或reserved word。是已經被定義過的名詞，這些名詞就無法再被用來作為variable、class、method等的名稱。以下列出的是Java裡所有的keyword。

有些名詞，例如之前提過的System、println等，並不是keyword，不過也是已經被定義過的名詞，它們與keyword的不同點是它們可以在被重新定義。但是如果以不同的定義來用這些名詞，很容易造成混淆與錯誤，因此，最好還是把它們當做keyword來對待。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 014：Identifier

之前我們提過variable（變數），不過還沒解釋如何命名一個variable。要命名一個variable首先要知道的是，variable的名稱是一種identifier（識別字），什麼是identifier呢？Identifier是在寫程式的過程中那些需要自行定義的名稱，所以除了variable之外，還有我們之前提到的class（類別）和method（方法）等，它們的名稱都是identifier。

Identifier基本上只會由三種東西組成，即字母、數字，以及底線符號（_）組成（＄是除了底線以外會用到的符號，不過只會在特殊情況下使用），並且不能以數字為開頭，舉例來說，以下這行列出的都是有效的identifier。

x   x1   x_1   _abc   ABC123z7   sum   RATE   count   data2   bigBonus

雖然以上列出的名稱都是能被compiler所接受的，但是前五個名稱對於identifier沒有提示或明確的描述，因此沒有後五個來的好。而以下列出的identifier則無法被compiler接納使用。

12   3X   %change   data-1   myfirst.java   PROG.CLASS

上列這串名稱中，前兩個由於以數字開頭所以不被接受，而後面四個則是由於包含了除了字母、數字，以及底線以外的符號，因此也無法用為identifier。

Java是一種能區別大小寫的語言，因此下列三種以相同字母但不同大小寫組成的identifier，可以分別用為三種不同variable的名稱。

rate   RATE   Rate

但是如果在一個程式內用這麼相近的名稱其實也會很容易混淆，而且Java在identifier的命名上有一個不成文的法則，即是第一個字母通常為小寫，並以一個大寫字母來區別一個名稱裡的不同單字，例如

topSpeed   bankRate1   bankRate2   timeOfArrival

在identifier的長度方面，則並沒有限制，compiler甚至能接受一些長的不合理的名稱。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 013：程式中的錯誤

瞭解如何寫基本的程式以後，接下來要知道的是，在寫程式時，有時候不小心會出現錯誤，這種錯誤我們稱它為bug，因此除錯的動作也就稱為debugging。而最常見的三種錯誤，為syntax errors、run-time errors，以及logic errors。以下是這三種錯誤的解釋。

一個syntax error指的是句法（或語法、文法、句構）上的錯誤，也就是說在文字、符號的排列、規劃上出現了錯誤，例如說遺漏了一個必須的符號，那就是syntax error。而當犯了syntax error的時候，compiler可以自動偵測出來，並且會列出一條訊息告知你，甚至會跟你說它認為錯誤的地方在哪、出了什麼錯。如果compiler跟你說你犯了一個syntax error，那不用懷疑的一定是犯了這個錯誤，但它說的位置與犯的錯是什麼則不一定都是正確的。

如果一個錯誤是在運算的時候才被偵測出來，那就是run-time error。假如電腦偵測出一個run-time error，則會顯示出一個錯誤的訊息，這個錯誤訊息可能沒有那麼好被理解，但至少它讓你知道程式裡有錯誤。

一個錯誤發生在合理可運行的情況下，則稱為logic error。如果你的程式裡有logic error，他會被成功編譯、運算，並且不會出現任何錯誤的訊息。意思就是說你寫了一段有效的程式，只不過結果並不是你要的。舉例來說，做數學運算時，把加號不小心用成乘號，那就是一個logic error。Logic error是最難被找出來的，因為電腦並不會給你任何偵測到錯誤的訊息。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 012：撰寫並執行Java程式 方法三

撰寫並執行Java程式的第三種方法，是利用NetBeans IDE（Integrated Development Environment），要使用NetBeans IDE也是請先到官方網站下載並安裝。

安裝完以後打開NetBeans IDE，從File裡面選擇New Project，如下圖所示

接著在Categories選擇Java，在Projects選擇Java Application後，按下Next

輸入Project Name並選擇要儲存的位置後，按下Finish

一個預設頁面就會跳出，並且已經幫你定義好class與main

由於class與main都已經定義好了，所以直接在「TODO code application logic here」下方輸入主要的程式內容，如下圖所示

輸入好後在上方工具欄裡有一個綠色的箭頭，代表著運算程式（Run Project）

按下綠色箭頭後，下方Output的欄位就會顯示運算後的結果

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 011：撰寫並執行Java程式 方法二

撰寫並執行Java程式的第二種方法，是利用TextPad，要用TextPad請先到官方網站下載並安裝。

安裝好後打開TextPad，直接輸入程式如下圖所示

接下來一樣必須要將其檔名儲存為FirstProgram.java，存檔後你會發現程式裡的字顏色變了，其實這是因為TextPad能辨識程式裡的指令與字串

存完檔案後就可以編譯程式了，從工具列裡的Tools找到External Tools，裡面就有能編譯程式的指令Compile Java（或直接Ctrl+1）

點選Compile Java後，底下的Tool Output會顯示「Tool compiled successfully」，代表程式已經編譯完成

編譯完成的程式就能開始執行了，要執行此程式，可以從工具列裡Tools裡面的External Tools找到Run Java Application指令

點選此指令後，就會跳出程式運算後的結果，如下圖所示

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 010：撰寫並執行Java程式 方法一

要撰寫並執行Java程式的方法有好幾種，這裡介紹其中的三種。第一種方法是利用純文字編輯器（如Windows的記事本）與命令提示字元。

如上一章提到的，一個Java程式是由一個以上的class所組成，所以要運算這段程式，必須先要編譯這些class。而這些class的定義（檔案）的名稱也必須和class的名稱相同，只不過要再加上「.java」為副檔名。

我們若以之前的例子為例，先開啟記事本，並且輸入以下資訊

public class FirstProgram

{

 public static void main(String[] args)

 {

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

  System.out.println("Welcome to Java.");

  System.out.println("Let's demonstrate a simple calculation.");

  int answer;

  answer = 2 + 2;

  System.out.println("2 plus 2 is" + answer);

 }

}

然後將此檔案儲存為「FirstProgram.java」

接下來若要編譯與運算這個程式，要先到Java的官方網站下載Java Development Kit（JDK），如何下載JDK呢？電腦不難 有完整的下載安裝流程可以參考

下載並安裝好JDK後，就可以利用命令提示字元來編譯並且運算程式。（接下來請對照本章最下方圖示）打開命令提示字元，輸入「cd」（進入到某個目錄裡的指令）後貼上Java程式所在的位置的路徑，按下Enter後它就會進入Java程式所在的目錄裡。

進入檔案所在的目錄後，就能開始針對此檔案編譯與運算了，首先，要編譯此程式，輸入

javac FirstProgram.java

javac意指Java compiler，就是Java編譯器，接著輸入要編譯的檔案名稱（與副檔名）按下Enter後檔案就被編譯了，若程式沒有問題，則命令提示字元不會顯示任何資訊，不過編譯過後的檔案會自動儲存在與原本Java程式相同的資料夾裡並且有著「.class」的副檔名（以此例為FirstProgram.class）。

接下來要運算此編譯過後的程式，在命令提示字元內輸入

java FirstProgram

java是運算Java程式的指令，後面加上class的名稱（不需要再輸入任何副檔名），按下Enter後就會開始運算並且跑出以下的字串

Hello reader.

Welcome to Java.

Let's demonstrate a simple calculation.

2 plus 2 is 4

以上在命令提示字元內操作的過程結果如下圖所示

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 009：Class Loader

一段Java程式，是由好幾個class組成的，通常這些class的定義也分別在不同的檔案裡，並且是分開被編譯的。為了要能夠執行程式，這些classe各自被編譯後的byte-code必須要再連接在一起，而這個用來連接的程式則稱為class loader（類別載入器），不過不用擔心，這個動作通常是自動完成的。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 008：更清楚地解釋Java程式語言的邏輯

當我們編譯並執行一個Java程式的時候，根本很難知道其實你的程式是被翻譯成byte-code，而不是machine language。我們通常下達兩個指令，一個是compile（編譯／翻譯）程式（變成byte-code），而另一個是run（執行／跑）程式。而執行程式的這個指令也就讓JVM開始編譯byte-code。

當我們用編譯器的時候，一些名詞有時候會讓人很困惑，譬如說，要輸入compiler的程式，與compiler輸出的程式，都叫做程式（program）。為了讓人清楚知道我們所提的是哪個程式，我們稱輸入compiler的程式（以現在的例子來說就是Java program）為source program，或source code；而稱被翻譯出來的low-level language為object program，或object code。而code這個詞謹代表一段程式或部分的程式。

因此，更清楚地圖解「Java程式語言的由來與邏輯」，會如下圖所示

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 007：Byte-Code與Java Virtual Machine

上個文章講到JVM，Java Virtual Machine，一種虛擬電腦用來翻譯byte-code成各種特定電腦能讀取的machine language。而JVM翻譯byte-code的方式有兩種，一種是透過interpreter（解釋器，又譯為直譯器），令一種是透過Just-In-Time（JIT）compiler（及時編譯器）。

一個interpreter會同時翻譯byte-code並且執行翻譯後的machine language指令，所以是一段一段的翻譯並且執行，並非翻譯一整個byte-code程式再執行，所以稱為直譯器（直接一段一段的翻譯執行）。

當今JVM的執行，採用的是JIT compiler，JIT compiler是一種直譯器與編輯器的綜合體，它一次會翻譯一大段的byte-code成當地電腦的machine language，這些被翻譯過的machine language還會被記得，以利下次使用，所以所有的byte-code只需要被翻譯一次，翻譯的速度就比interpreter快很多。

當跑一段Java程式的時候，首先，用compiler將其翻譯成byte-code，接著用JVM為你的電腦翻譯byte-code成適用的machine language，然後你的電腦才能執行這段machine language的指令。

這聽起來像byte-code是多出來的一道程序，為何不直接用一個compiler翻譯程式成特定電腦的machine language？這樣的方法是其他大多數程式語言所使用的，然而，Java byte-code讓Java程式非常易於攜帶，當你將Java程式翻譯成byte-code後，你可以在任何電腦上使用這段byte-code，所以就能將byte-code透過網路傳送到另一台電腦並執行，這也就是為什麼Java適用于網路應用程式撰寫的原因之一。而且這個方式讓執行程式更為安全，若一段Java程式執行異常，那它只會在JVM的環境下異常，而不會造成當地機器（native machine）的危害。不過當然，每一台電腦都要有自己的程式去執行Java Virtual Machine。

將這些觀念套用在「Java程式語言的由來與邏輯」圖示上，就會如下圖所示

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 006：Byte-Code與Java Virtual Machine

大多數的程式語言被設計為讓人類（相對）易於撰寫與閱讀。這些語言被稱為high-level landuage（高階語言）；而那些能直接能被電腦所瞭解的語言，稱之為machine language（機械語言）。Machine language或是類似machine language的語言就被稱為low-level language（低階語言）。一段以high-level language撰寫的程式語言，像是Java，必須要被翻譯成machine language之後，才能被運算。這個翻譯的程式就是我們之前提到的compiler（編譯器），而這個翻譯的過程就被稱為compiling（編譯）。

大多數程式語言的共同缺點是，他們的compiler直接翻譯high-level langusge成machine language，但是由於不同的電腦需要不同的machine language，所以就需要不同的compiler去為不同的電腦翻譯，而Java則採用了一種稍微不同的方式、一種更為通用的方式。

儘管某些版本的Java可以為特定的電腦直接翻譯你的程式為machine language，但最原始的與現今大多數的Java compiler則不這麼做，而是將你的Java程式翻譯成我們之前有提到的byte-code。Byte-code並不是專給某類電腦讀取的machine language，而是給一種稱為Java Virtual Machine（JVM）的虛擬電腦所讀取。 Java Virtual Machine與典型的電腦很相似，因此，能輕易地將一個以byte-code撰寫的程式翻譯為任何特定電腦能讀取的machine language。

我們把之前圖解過的「Java程式語言的由來與邏輯」再解釋的更詳細些，就會如下圖所示

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 005：一段簡單的Java Application Program的意思

 1 public class FirstProgram

 2 {

 3  public static void main(String[] args)

 4  {

 5   System.out.println("Hello reader.");

 6   System.out.println("Welcome to Java.");

 7   System.out.println("Let's demonstrate a simple calculation.");

 8   int answer;

 9   answer = 2 + 2;

10   System.out.println("2 plus 2 is" + answer);

11  }

12 }

上面為一段Java程式，若你跑這段程式，則你的螢幕上會顯示以下資訊

Hello reader.

Welcome to Java.

Let's demonstrate a simple calculation.

2 plus 2 is 4

                                                                                                                                                                   

延續上次的文章，Java中能定義variable（變數）的東西有兩種，一種是primitive type（基本形態），另一種是reference（參考），其詳細的解釋之後會再說明，而程式第八行中的int，是primitive type（簡稱type）的其中一種。而type，形態，由字面上的意思我們可以想像，其功能為賦予在他之後的東西某種形態，而int這個type的功能是賦予在他後面的東西為整數（integers）的形態（能賦予整數形態的type不只有int，之後會再詳細列出）。因此我們可以知道以下這行程式

int answer;

它的意思為answer是一個變數，而且是一個整數的變數（可以變換、非固定的）。

而接下來的這行程式其實才是第一行真正由電腦運算的程式

answer = 2 + 2;

在Java中，等號（=）是一種指派運算子（assignment operator），用來指派在這個指派運算子左邊的東西所擁有的價值，以上列這行程式為例，他並不是在敘述answer等於2+2這件事，相反的，這個等號是一個指令，讓電腦指派answer的價值等於2+2。

而最後一行

System.out.println("2 plus 2 is" + answer);

這個式子跟我們之前遇到的式子幾乎一樣，只不過稍微有點不同，這行式子中，字串"2 plus 2 is"接著一個加號（+），然後再接著answer，在這樣的情況下（小括號內、引號外），加號是一個運算子，它的功能是串聯在它前後的兩段字串，然而，變數answer並不是一個字串，不過當在加號的一端是字串的時候，它則會將另一端譬如說answer的值4轉換為一個字串，所以answer就會變成字串"4"。因此，這段式子也就等於

System.out.println("2 plus 2 is" + "4");

所以，以上列式子為例，雖然小括號內的內容是要顯示在螢幕上的資訊，不過並不是完全依照這個內容一模一樣的顯示，因為裡面可以有運算子，可以有變數，而這些都會在引號外，引號內的內容，才是那個會被一模一樣顯示出來的資訊。

而最後的兩個大括號是用來結束定義的，第一個大括號結束method main的定義，而第二個則是結束名為FirstProgram的這個class的定義。

這些，大約就是這段程式的意思了。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 004：一段簡單的Java Application Program的意思

 1 public class FirstProgram

 2 {

 3  public static void main(String[] args)

 4  {

 5   System.out.println("Hello reader.");

 6   System.out.println("Welcome to Java.");

 7   System.out.println("Let's demonstrate a simple calculation.");

 8   int answer;

 9   answer = 2 + 2;

10   System.out.println("2 plus 2 is" + answer);

11  }

12 }

上面為一段Java程式，若你跑這段程式，則你的螢幕上會顯示以下資訊

Hello reader.

Welcome to Java.

Let's demonstrate a simple calculation.

2 plus 2 is 4

                                                                                                                                                                   

延續上次的文章，接下來以下的兩行，為這段程式的第一個動作

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

System.out.println("Welcome to Java.");

這兩行都由System.out.println為開頭，而其代表的動作是將小括號內的內容顯示在螢幕上，例如

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

會讓電腦在螢幕上顯示

Hello reader.

而接下來的指令已經換行了，因此其結果也會換行，所以，這兩行程式會讓螢幕顯示出

Hello reader.
Welcome to Java.

System.out.println是其中一種讓電腦輸出任何在小括號內的內容的指令，為什麼要這麼寫呢？之前我們說過Java程式是由擁有各種action（動作）的object（物件）組成，而這些action又稱為method。因此，System.out是一個用來傳送訊息到螢幕的物件（若是以之前的例子來說，他就是那台模擬飛機），而println是method，也就是顯示小括號內容在螢幕上的這個動作（以之前的例子來講，就是飛行這個動作）。當一個object執行名為method的動作的時候，我們稱之為invoking（喚起，或是calling）the method。所以在Java裡，要喚起一個method（動作）的時候，我們會先輸入object，然後輸入一個英文句號（.），接著是method的名稱，然後是一些小括號與其涵蓋的內容，而這些括號內的內容，我們稱為argument（參數），是要讓method執行它的動作的時候一些必要的資訊。所以，println是一個顯示訊息到螢幕的動作，而小括號內的argument，就是螢幕上要顯示的內容。需要注意的是，在宣告完main的定義之後的代碼塊（block）（程式內容主體的部分），皆需要以一個分號（;）作為結尾才跳下一行。

待續...

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 003：一段簡單的Java Application Program的意思

 1 public class FirstProgram

 2 {

 3  public static void main(String[] args)

 4  {

 5   System.out.println("Hello reader.");

 6   System.out.println("Welcome to Java.");

 7   System.out.println("Let's demonstrate a simple calculation.");

 8   int answer;

 9   answer = 2 + 2;

10   System.out.println("2 plus 2 is" + answer);

11  }

12 }

上面為一段Java程式，若你跑這段程式，則你的螢幕上會顯示以下資訊

Hello reader.

Welcome to Java.

Let's demonstrate a simple calculation.

2 plus 2 is 4

                                                                                                                                                                   

要解釋這段程式的意思，首先，由之前學習到的，一段Java程式是個擁有一個叫main的method（動作）的class，所以以下這兩行所說的，是這個程式是一個叫做FirstProgram的class，而 { } 內則涵蓋著其內容主體

public class FirstProgram

{

而接下來的兩行，則解釋了這段程式的main的定義

public static void main(String[] args)

{

若先不管一些名詞稱謂例如public, static, void等等，你可以先很簡單的視以下這四行的意思為，執行名為FirstProgram的程式

public class FirstProgram

{

 public static void main(String[] args)

 {

待續...

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 002：Objects與Methods

Java是一種object-oriented programming（物件導向程式設計）語言，簡稱OOP。為什麼稱為OOP呢？這個世界是由各種object（物件）組成，例如人、樹、房子、飛機等，而每種物件都有自己的action（動作），而這些action某種程度上也會影響世界上其他的object，因此，OOP指的是一種程式撰寫方法，這種撰寫方法視一段程式由許多的object所組成，而這些object會因為各自所擁有的action而與其他object互動。

在object-oriented programming中，有其專屬的稱謂名詞，上述所提到的objest，在OOP中就是稱為objects，而object所擁有與其他object互動的action則稱為methods。而同一種類的object擁有相同的type（類型），或更精確地說，他們在相同的class裏面。例如，在飛行模擬程式中，所有的模擬飛機都在相同的class裏面，或許就被稱為Airplane class，而所有在同一個class裡的objects，擁有相同的methods（也就是actions，或動作），例如起飛、飛到某一地點、降落等等。然而每架模擬飛機可以是不同的，利用賦予他們不同的data（資訊），他們可以擁有不同的特質。舉例來說，賦予每架飛機的data可以是兩組數字，分別代表各自的飛行速度與高度。

而一個Java application program，是一個擁有稱為main的method的class，所以當你跑一個Java程式的時候，run-time system（運行時間系統，也稱為runtime environment（執行環境），指一種把半編譯的執行碼在目標機器上執行的環境）會自動喚起叫main的method（action）。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.

Java 學習日誌 001：Java程式語言的由來與邏輯

Java程式語言的開發，最初其實是為了控制家電，如電視、洗衣機等。讓它們能夠瞭解並執行人們想要它們執行的動作。而我們知道家電之所以會動作，是因為裡面有computer processors（晶片）在控制，所以當你要一台洗衣機開始洗衣服然後再幫你烘乾衣服，這樣一段人類才懂的語言（指令），必須經過compiler（編譯程式）翻譯成computer processor懂的語言（machine language），但是由於各種家電由各種不同的computer processor去控制，因此也需要對應的各種不同的compiler去幫它翻譯，再加上家電並非都是非常貴重的產品，家電廠商們不想每次都花很多的金錢去開發複雜的compiler，因此，為了讓撰寫compiler能簡單些，程式語言的翻譯採取了兩段式翻譯的方法。

而兩段式翻譯法，是說一段指令（program），會先被翻譯成intermediate language（中間語言），這個intermediate language是一種各類家電都能夠讀取的通用語言，然後經由一段短的、易於撰寫的（所以也就便宜的）編譯程式（compiler）去翻譯成各種家電懂的語言（machine language）。而這個intermediate language也就是所謂的Java byte-code，也稱為byte-code。爾後，Java byte-code慢慢的就演進成現在被廣泛使用的程式語言。

而byte-code之所以稱為byte-code，是因為code通指一段程式或部分的程式，而byte（位元組）是電腦最小的儲存單位（1 byte = 8 bits），電腦能讀的資訊都是由byte組織而來，所以byte-code意味著一段電腦能讀懂的程式。

參考資料：Walter Savitch. Absolute Java. 5th ed.