理解 Java 程序的正确运行方式
在 java 开发中，程序的编译和执行是两个独立但紧密关联的步骤。与某些脚本语言不同，java 源代码 (.java 文件) 必须首先被编译成字节码 (.class 文件)，然后才能由 java 虚拟机 (jvm) 执行。
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编译阶段： 使用 javac 命令将 Java 源代码编译成平台无关的字节码。
javac AvlTree.java
这条命令会生成一个名为 AvlTree.class 的文件。
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执行阶段： 使用 java 命令来运行编译后的字节码。需要注意的是，执行时我们指定的是类的全限定名（通常是类名），而不是 .java 文件名。同时，为了让 JVM 找到编译后的类文件，需要指定类路径 (Classpath)。
java -cp . AvlTree inputs.txt
这里的 -cp . 表示将当前目录 (.) 添加到类路径中，以便 JVM 能够找到 AvlTree.class。AvlTree 是要执行的主类名，而 inputs.txt 则作为命令行参数传递给 AvlTree 程序的 main 方法。
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注意事项： 直接运行 java AvlTree.java inputs.txt 是一种不常见的做法，它实际上在幕后执行了编译和运行，但在大型项目或需要精细控制时，这种方式并不推荐。标准的流程是先编译，后执行。
构建 Makefile 以管理 Java 项目
尽管在 Java 生态系统中，Makefile 并非主流的构建工具（Maven、Gradle 等更常用），但理解其工作原理并将其应用于简单的 Java 项目，可以帮助我们自动化编译和执行流程。以下是一个基础的 Makefile 结构，用于编译 Java 源代码：
JFLAGS = -g # 编译选项，-g 用于生成调试信息
JC = javac # Java 编译器
.SUFFIXES: .java .class # 定义文件后缀规则
.java.class: # 隐式规则：如何从 .java 文件生成 .class 文件
$(JC) $(JFLAGS) $*.java
CLASSES = \ # 定义项目中的所有 Java 源文件
AVLTree.java
default: classes # 默认目标，当只输入 'make' 时执行
# 此处默认只进行编译
classes: $(CLASSES:.java=.class) # 'classes' 目标依赖于所有 .class 文件
clean: # 'clean' 目标，用于清理编译生成的文件
$(RM) *.class # $(RM) 是 make 内置的删除命令在这个 Makefile 中，default 目标被设置为 classes，这意味着当你运行 make 命令时，它只会编译 AVLTree.java 并生成 AVLTree.class 文件。
在 Makefile 中集成程序执行与命令行参数
为了让 Makefile 不仅编译，还能执行 Java 程序并传递命令行参数，我们需要添加一个新的目标，例如 run，并将其设置为 default 目标。
JFLAGS = -g
JC = javac
.SUFFIXES: .java .class
.java.class:
$(JC) $(JFLAGS) $*.java
CLASSES = \
AVLTree.java
default: run # 将默认目标更改为 'run'
classes: $(CLASSES:.java=.class) # 'classes' 目标保持不变，负责编译
run: classes # 'run' 目标依赖于 'classes' 目标，确保在运行前已编译
java -cp . AvlTree inputs.txt # 执行编译后的 AvlTree 类，并传递 inputs.txt 作为参数
clean:
$(RM) *.class工作原理：
- 当你执行 make 命令时，它会默认执行 run 目标。
- run 目标依赖于 classes 目标。因此，make 会首先确保所有 .java 文件都被编译成 .class 文件。
- 一旦编译完成，run 目标下的 java -cp . AvlTree inputs.txt 命令就会被执行，从而运行你的 Java 程序并将 inputs.txt 作为命令行参数传递。
现在，你只需在命令行中输入 make，即可完成编译和执行。如果只想编译，可以输入 make classes。
注意事项与最佳实践
尽管上述 Makefile 方案在特定场景下是可行的，但在实际的 Java 项目开发中，有更专业和高效的工具可供选择。
1. Java 构建工具的替代方案
对于 Java 项目，推荐使用以下专业的构建工具：
- Maven: 广泛使用的项目管理和构建工具，提供了标准化的项目结构、依赖管理和生命周期管理。
- Gradle: 基于 Groovy 或 Kotlin 的灵活构建工具，以其高性能和强大的自定义能力而闻名。
- Ant: 基于 XML 的构建工具，提供了高度的灵活性，但配置相对繁琐。
- SBT: 专为 Scala 和 Java 项目设计，尤其在 Scala 生态中非常流行。
这些工具提供了比 Makefile 更强大的功能，如：
- 依赖管理： 自动下载和管理项目所需的第三方库。
- 标准化的项目结构： 促进团队协作和项目维护。
- 插件生态系统： 丰富的插件支持各种开发任务，如测试、打包、部署等。
- 跨平台兼容性： 更好地处理不同操作系统下的构建差异。
2. Makefile 参数的灵活性
在上述 run 目标中，inputs.txt 是硬编码的。为了增加灵活性，你可以将其定义为 Makefile 变量，甚至允许在命令行中动态传递：
# ... (其他部分不变) ...
ARGS = inputs.txt # 定义默认的命令行参数
run: classes
java -cp . AvlTree $(ARGS) # 使用变量
# 在命令行中运行：
# make ARGS="another_file.txt"这样，你可以在执行 make 时通过 make ARGS="your_file.txt" 来覆盖默认参数。
3. 类路径 (Classpath) 的理解
-cp . 将当前目录添加到类路径中。如果你的 .class 文件不在当前目录，或者你的项目使用了包结构，你需要相应地调整类路径。例如，如果 AvlTree.class 位于 com/example/ 目录下，且 com/example 位于 bin 文件夹中，则执行命令可能是： java -cp bin com.example.AvlTree inputs.txt
4. 包结构与执行
如果你的 Java 类使用了包（例如 package com.mycompany.app;），那么在执行时需要使用类的全限定名。例如，如果 AvlTree.java 文件的顶部有 package com.example;，那么编译后，AvlTree.class 将位于 com/example/ 目录下，执行命令应为： java -cp . com.example.AvlTree inputs.txt (假设 com 目录在当前目录下)
总结
正确理解 Java 程序的编译和执行机制是构建任何 Java 项目的基础。通过 Makefile，我们可以自动化这一过程，实现编译、执行和命令行参数的传递。然而，对于大多数实际的 Java 项目，我们强烈推荐使用 Maven、Gradle 等专业的构建工具，它们能提供更强大、更灵活、更标准化的项目管理和构建能力，从而显著提高开发效率和项目可维护性。尽管如此，掌握 Makefile 的基本应用，对于理解构建过程的底层逻辑仍然非常有益。
