《Java2面向对象程序设计基础》第3章Java语法基础

《Java2面向对象程序设计基础》第3章Java语法基础汇报人：AA2024-01-12目录Java语言概述基本语法元素数组与字符串类与对象基础接口和包异常处理机制输入输出流处理多线程编程基础01Java语言概述010203起源Java最初是由SunMicrosystems公司在1990年代初期开发的，旨在设计一种能够在各种平台上运行的编程语言。发展历程Java经历了多个版本的发展，从最初的JDK1.0到最新的JDK17，不断引入新的特性和改进性能。跨平台性Java通过虚拟机（JVM）实现了跨平台性，使得编写的Java程序可以在任何支持JVM的平台上运行。Java语言历史与发展ABDC面向对象Java是一种纯面向对象的编程语言，支持类和对象的概念，以及继承、多态等面向对象特性。安全性Java提供了垃圾回收机制来自动管理内存，避免了内存泄漏和内存溢出等问题，同时Java也具有强类型检查和异常处理机制来保证程序的健壮性。可移植性由于Java运行在虚拟机上，所以编写的Java程序可以轻松地在不同的操作系统和硬件平台上运行。多线程支持Java内置对多线程编程的支持，可以方便地实现并发编程和多任务处理。Java语言特点与优势用于开发桌面应用程序和命令行工具，提供了基本的JavaAPI和工具。JavaSE（标准版）用于开发企业级应用程序，提供了Web开发、分布式计算、事务处理等企业级特性。JavaEE（企业版）用于开发移动设备和嵌入式设备上的应用程序，提供了针对移动设备优化的API和工具。JavaME（移动版）Java广泛应用于Web开发、企业级应用、移动开发、游戏开发、科学计算等领域。应用领域Java平台及应用领域02基本语法元素标识符在Java中，标识符用于命名变量、方法、类、接口等程序元素。标识符可以由字母、数字、下划线和美元符号组成，且第一个字符必须是字母、下划线或美元符号。关键字Java中预定义了一些具有特殊含义的单词，称为关键字。例如，`class`、`public`、`static`等都是Java的关键字。关键字不能作为标识符使用。标识符与关键字Java是一种强类型语言，每个变量都必须声明其数据类型。Java中的数据类型分为基本数据类型和引用数据类型两大类。基本数据类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型等，而引用数据类型则包括类、接口和数组等。数据类型变量是程序中用于存储数据的元素。在Java中，变量必须先声明后使用，声明时需要指定变量的数据类型和名称。变量的命名应遵循标识符的命名规则。变量数据类型与变量Java中提供了丰富的运算符，用于执行各种算术运算、比较运算、逻辑运算和位运算等。运算符的优先级和结合性决定了表达式中运算的执行顺序。运算符表达式是由变量、常量、运算符和方法调用等元素组成的式子，用于计算并返回结果。表达式的类型由其组成部分的类型和运算符决定。表达式运算符与表达式Java中提供了`if`、`switch`等条件语句，用于根据条件执行不同的代码块。条件语句可以实现程序的分支逻辑。条件语句Java中提供了`for`、`while`和`do-while`等循环语句，用于重复执行一段代码。循环语句可以实现程序的循环逻辑。循环语句Java中提供了`break`和`continue`等跳转语句，用于在循环中提前结束本次循环或跳过本次循环的剩余部分。跳转语句可以改变程序的执行流程。跳转语句流程控制语句03数组与字符串一维数组01一维数组是最简单的数组，其元素按线性方式进行排列。例如，int[]arr=newint[5];创建了一个可以存储5个整数的数组。二维数组02二维数组可以看作是一个表格或矩阵，其中每个元素由两个索引确定其位置。例如，int[][]matrix=newint[3][4];创建了一个3行4列的二维数组。多维数组03多维数组是二维数组的扩展，可以表示更复杂的数据结构。在Java中，可以使用多维数组来处理具有多个维度的数据。一维数组与多维数组字符串概念及操作字符串概念字符串是由零个或多个字符组成的一种数据类型，在Java中，字符串是不可变的，即一旦创建就不能修改。字符串操作Java提供了丰富的字符串操作方法，如连接、比较、查找、替换等。这些方法使得字符串处理变得非常简单和高效。equals()和equalsIgnoreCase()：用于比较两个字符串的内容是否相等，后者忽略大小写。length()：返回字符串的长度。indexOf()和lastIndexOf()：返回指定字符或子串在字符串中第一次或最后一次出现的位置。010203常用字符串处理方法substring()：截取字符串的子串。replace()和replaceAll()：替换字符串中的指定字符或子串。toUpperCase()和toLowerCase()：将字符串转换为大写或小写形式。trim()：去除字符串两端的空白字符。01020304常用字符串处理方法04类与对象基础将具有共同特征的事物抽象为类，类是对象的模板。将数据和操作封装在类中，隐藏内部实现细节，提高安全性和可维护性。通过继承已存在的类来创建新类，实现代码重用和扩展。允许使用父类类型的引用指向子类的对象，实现接口重用和程序可扩展性。抽象封装继承多态面向对象程序设计思想使用`class`关键字定义类，包括类名、成员变量和方法。类定义类中定义的变量，用于存储对象的状态信息。成员变量类中定义的操作，用于实现对象的行为和功能。方法类定义及成员变量和方法使用`new`关键字和类构造函数创建对象。通过对象引用访问对象的成员变量和方法。对象创建和使用对象使用对象创建将数据和操作封装在类中，隐藏内部实现细节，只对外提供必要的接口。封装性继承性多态性子类可以继承父类的属性和方法，实现代码重用和扩展。允许使用父类类型的引用指向子类的对象，调用子类重写的方法或新增的方法。030201封装性、继承性和多态性简介05接口和包接口定义接口是一种引用类型，在Java中它是完全抽象的，只能包含抽象方法的声明，不能包含实例字段和实例方法的实现。接口使用`interface`关键字进行定义。接口实现一个类可以实现一个或多个接口，使用`implements`关键字表示。实现接口的类必须提供接口中所有抽象方法的实现。接口与抽象类的区别接口只能包含抽象方法的声明，而抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。010203接口定义和实现包是Java中用于组织类和接口的一种方式，它可以防止命名冲突并提供一种管理大型应用程序的方法。包概念通过将类和接口组织在不同的包中，可以避免不同类具有相同名称的情况。防止命名冲突包可以提供访问控制机制，使得某些类或接口只能被同一包中的其他类或接口访问。访问控制使用包可以将相关的类和接口组织在一起，便于代码的维护和管理。便于管理包概念及作用ABCD访问控制修饰符private被private修饰的成员只能被其所在的类访问。protected被protected修饰的成员可以被同一个包中的其他类以及不同包中的子类访问。default（无修饰符）默认访问修饰符表示该成员可以被同一个包中的其他类访问。public被public修饰的成员可以被任何类访问。06异常处理机制异常概念及分类异常是程序在执行过程中出现的非正常情况或错误，例如除以零、数组越界等。Java通过异常处理机制来处理程序中的异常情况，以保证程序的稳定性和可靠性。异常概念Java中的异常可分为两大类，即检查型异常（CheckedExceptions）和非检查型异常（UncheckedExceptions）。检查型异常是编译器要求必须处理的异常，如IOException等；非检查型异常是运行时异常，如NullPointerException等，编译器不会强制要求处理。异常分类try-catch-finally语句结构用于包含可能抛出异常的代码段，当出现异常时，会立即跳出当前的执行流程，转而执行相应的catch语句块。catch语句块用于捕获并处理try语句块中抛出的异常。可以定义多个catch语句块来捕获不同类型的异常，每个catch语句块处理一种特定的异常。finally语句块无论是否捕获或处理异常，finally语句块中的代码都会被执行。通常用于释放资源、关闭文件等操作。try语句块自定义异常类概念除了Java内置的异常类外，用户还可以根据需要自定义异常类。自定义异常类通常继承自Exception或其子类，以实现特定的异常处理逻辑。自定义异常类方法创建自定义异常类时，通常需要覆盖父类的构造方法，并在其中添加自定义的异常信息。同时，可以在自定义异常类中定义其他方法或属性，以满足特定的业务需求。自定义异常类07输入输出流处理输入输出流概念Java中的输入输出流用于处理数据的传输，可以实现数据的读取和写入操作。输入输出流分类根据处理数据类型的不同，输入输出流可分为字节流和字符流。输入输出流的作用用于实现数据的持久化存储、网络通信、文件操作等功能。输入输出流概述InputStream用于读取字节数据的抽象类，提供了基本的读取方法。要点一要点二OutputStream用于写入字节数据的抽象类，提供了基本的写入方法。字节流和字符流操作示例：使用FileInputStream和FileOutputStream实现文件的复制操作。字节流和字符流操作123用于读取字符数据的抽象类，提供了基本的读取方法。Reader用于写入字符数据的抽象类，提供了基本的写入方法。Writer使用FileReader和FileWriter实现文本文件的读写操作。示例字节流和字符流操作030106050402文件读取操作示例使用FileInputStream读取文件内容，将读取到的字节数据转换为字符串并输出。使用BufferedReader和FileReader结合读取文本文件内容，按行读取并输出每一行的数据。使用BufferedWriter和FileWriter结合向文本文件中写入数据，按行写入并添加换行符。使用FileOutputStream向文件中写入数据，将字符串转换为字节数据并写入文件。文件写入操作示例文件读写操作示例08多线程编程基础线程概念线程是程序执行流的最小单元，一个进程可以包含多个线程，多线程可以实现并发执行，提高程序执行效率。创建线程方式Java中创建线程主要有两种方式，一种是继承Thread类并重写run()方法，另一种是实现Runnable接口并实现run()方法。线程概念及创建方式VS当多个线程访问共享资源时，为了保证资源的一致性和完整性，需要对线程进行同步。Java中提供了synchronized关键字和Lock接口来实现线程同步。线程通信线程之间可以通过共享内存或消息传递来进行通信。Java中提供了wait()、notify()和notifyAll()等方法来实现线程之间的通信。线程同步线程同步与通信方法生产者消费者问题是多线程编程中的经典问题，生产者生产数据放入缓冲区，消费者从缓冲区取出数据，需要保证生产者和消费者的同步和互斥。读写锁是一种特