Java基本语法课件

java基本语法课件目录CONTENCTJava语言概述Java基本语法元素Java面向对象编程基础Java常用类库与APIJava文件操作与I/O流Java多线程编程基础01Java语言概述1991年，SunMicrosystems公司的JamesGosling等人开始开发一种名为“Oak”的语言，后更名为Java。1995年，SunMicrosystems公司正式发布Java语言，并推出了Java开发工具包（JDK）。Java语言经历了多个版本的发展，包括Java1.0、Java1.1、Java1.2（Java2平台）、Java1.3、Java1.4等。2006年，SunMicrosystems公司将Java开源，并成立了OpenJDK项目。2009年，Oracle公司收购SunMicrosystems公司，成为Java的新东家。目前，Java已经发展成为一个庞大的生态系统，包括多个版本、多个平台和大量的开源项目和库。Java语言的历史与发展安全性面向对象跨平台性多线程可移植性Java语言的特点与优势Java语言提供了垃圾回收机制、异常处理机制等安全措施，确保程序的稳定性和可靠性。Java语言是一种纯面向对象的语言，支持类和对象的概念，以及继承、多态等面向对象特性。Java语言采用“编译一次，到处运行”的方式，通过Java虚拟机（JVM）实现跨平台运行。Java语言内置对多线程的支持，可以方便地实现并发编程。Java语言的标准库和API都是跨平台的，可以轻松地移植到不同的操作系统和平台上。0102030405企业级应用移动开发桌面应用大数据处理游戏开发Java语言的应用领域Java在企业级应用领域中占据主导地位，包括Web应用、分布式系统、企业信息系统等。Java是Android操作系统的官方开发语言，也是许多移动应用的首选开发语言。虽然Java在桌面应用领域的市场份额不如C和C#等语言，但仍然有一定的应用。Java在大数据处理领域也有广泛应用，包括Hadoop、Spark等大数据处理框架都是用Java编写的。虽然Java不是游戏开发的主流语言，但仍然有一些游戏使用Java编写，例如Minecraft。02Java基本语法元素0102030405标识符规则命名规范关键字如用于命名变量、方法、类、接口等程序元素的名称。由字母、数字、下划线和美元符号组成，首字符不能是数字。采用驼峰命名法，类名首字母大写，变量和方法名首字母小写。Java语言中预定义的、有特殊含义的单词，不能用作标识符。class、interface、public、private等。标识符与关键字数据类型基本数据类型引用数据类型Java语言中的数据类型分为基本数据类型和引用数据类型。包括整型（byte、short、int、long）、浮点型（float、double）、字符型（char）和布尔型（boolean）。包括类（class）、接口（interface）、数组等。数据类型与变量变量声明方式初始化方式分类数据类型与变量01020304用于存储数据的容器，可以存储不同类型的数据。数据类型变量名;变量名=值;局部变量、成员变量和静态变量。01运算符用于进行各种运算的符号，如算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等。02算术运算符+、-、*、/、%、、--等。03比较运算符==、!=、>、<、>=、<=等。04逻辑运算符&&、||、!等。05表达式由运算符和操作数组成的式子，用于计算并返回结果。06分类算术表达式、比较表达式、逻辑表达式等。运算符与表达式80%80%100%控制流语句根据条件判断执行不同的代码块。if(条件){代码块}else{代码块}switch(表达式){case值:代码块;break;default:代码块;}条件语句if语句switch语句03while循环while(条件){代码块}01循环语句用于重复执行某段代码，直到满足退出条件。02for循环for(初始化;条件;更新){代码块}控制流语句do{代码块}while(条件);do-while循环用于改变程序执行流程，如break和continue。跳转语句用于退出当前循环或switch语句。break语句用于跳过本次循环剩余代码，进入下一次循环。continue语句控制流语句03Java面向对象编程基础01020304类（Class）对象（Object）属性（Field）方法（Method）类与对象的概念属性是类的成员变量，用于描述对象的特征或状态。属性可以是基本数据类型或引用数据类型。对象是类的实例，具有类所定义的属性和行为。对象是具体存在的，每个对象都有其独特的属性和状态。类是对象的模板或蓝图，定义了对象的基本结构和行为。类是一种抽象的概念，描述了具有相同属性和方法的对象的集合。方法是类的成员函数，用于描述对象的行为或操作。方法可以接受参数，执行特定的操作，并返回结果。封装（Encapsulation）封装是面向对象编程的一个重要特性，它隐藏了对象的内部状态和实现细节，只对外提供必要的接口。封装提高了代码的可维护性和安全性。继承（Inheritance）继承是面向对象编程的另一个重要特性，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以继承父类的所有非私有成员，并可以添加新的属性和方法或覆盖父类的方法。多态（Polymorphism）多态是面向对象编程的第三个重要特性，它允许一个接口多种形态。多态通过方法重载和方法重写实现，使得程序可以根据对象的实际类型来调用相应的方法。封装、继承和多态接口（Interface）抽象类（AbstractClass）接口与抽象类接口是一种特殊的类型，用于定义一组方法的签名，但不包含方法的实现。实现接口的类必须提供接口中所有方法的实现。接口允许不同的类共享相同的方法签名，从而实现代码的复用和多态性。抽象类是一种特殊的类，不能被实例化。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法是一种只有声明没有实现的方法，子类必须实现抽象类中的所有抽象方法才能被实例化。抽象类提供了一种模板设计模式，用于定义一组相关类的通用行为。异常（Exception）try-catch语句throw语句finally语句异常处理机制异常是程序在运行时出现的非正常情况，如除以零、数组越界等。Java使用异常处理机制来处理程序中的异常情况，保证程序的稳定性和可靠性。try-catch语句是Java中处理异常的基本结构。try块包含可能抛出异常的代码，catch块用于捕获并处理异常。try-catch语句可以有多个catch块，用于处理不同类型的异常。throw语句用于显式地抛出一个异常。当程序中出现异常情况时，可以使用throw语句抛出一个异常对象，然后由相应的catch块捕获并处理该异常。finally语句是可选的异常处理结构，无论是否捕获到异常都会执行finally块中的代码。finally语句通常用于释放资源或执行必要的清理操作。04Java常用类库与API字符串替换字符串连接使用“+”运算符或StringBuilder/StringBuffer类实现字符串的连接。字符串查找使用indexOf()和lastIndexOf()方法查找子字符串在字符串中的位置。字符串截取使用substring()方法截取字符串的一部分。通过直接赋值、new关键字或String类的静态方法创建字符串对象。字符串创建字符串比较使用equals()方法比较两个字符串的内容是否相同，使用compareTo()方法比较两个字符串的大小。使用replace()或replaceAll()方法替换字符串中的某个或某些字符。字符串处理类String数组操作类Arrays数组创建通过直接赋值或使用Arrays类的静态方法创建数组。数组排序使用Arrays类的sort()方法对数组进行排序。数组查找使用Arrays类的binarySearch()方法在排序后的数组中查找指定元素。数组复制使用Arrays类的copyOf()或copyOfRange()方法复制数组。数组转换为列表使用Arrays类的asList()方法将数组转换为列表。数学常量数学函数取整运算随机数生成数学运算类MathMath类提供了一些常用的数学常量，如PI表示圆周率。Math类提供了ceil()、floor()和round()方法进行取整运算。Math类提供了一些常用的数学函数，如sin()、cos()、tan()等三角函数，以及sqrt()、pow()等。Math类提供了random()方法生成一个0到1之间的随机浮点数。时区处理使用TimeZone类处理时区问题，如获取当前时区、转换时区等。日期时间创建通过直接赋值或使用Date类的构造方法创建日期时间对象。日期时间格式化使用SimpleDateFormat类对日期时间进行格式化，如将日期时间转换为指定格式的字符串，或将指定格式的字符串解析为日期时间对象。日期时间运算使用Calendar类进行日期时间的加减运算，如增加一天、减少一个月等。日期时间处理类Date05Java文件操作与I/O流File类的常用方法文件路径的表示文件遍历文件操作类File绝对路径和相对路径的表示方法，以及路径分隔符在不同操作系统中的差异。使用File类遍历指定目录下的所有文件和子目录。包括创建文件、删除文件、重命名文件、判断文件是否存在等方法。InputStream和OutputStream，用于处理二进制数据，可以读写任意类型的数据。字节流字符流编码问题Reader和Writer，用于处理文本数据，可以读写字符和字符串。字符流涉及编码问题，需要指定正确的字符集，否则可能出现乱码。030201字节流与字符流BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter，通过缓冲区提高I/O效率。缓冲流直接使用InputStream、OutputStream、Reader和Writer进行I/O操作，效率相对较低。非缓冲流适用于大量数据的读写操作，可以减少I/O次数，提高性能。缓冲流的使用场景缓冲流与非缓冲流将Java对象转换为字节序列的过程，可以通过ObjectOutputStream将对象写入文件或网络传输。对象序列化对象反序列化序列化的条件序列化版本控制将字节序列恢复为Java对象的过程，可以通过ObjectInputStream从文件或网络读取对象。被序列化的类需要实现Serializable接口，并且所有属性也必须是可序列化的。通过serialVersionUID属性控制序列化的版本，确保不同版本的对象可以互相兼容。对象序列化与反序列化06Java多线程编程基础线程的概念线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。线程的创建方式在Java中，创建线程主要有两种方式，一种是继承Thread类，另一种是实现Runnable接口。线程的概念与创建方式线程的生命周期线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡五种状态。当一个线程被创建后，它将进入新建状态；当线程被启动后，它将进入就绪状态，等待CPU的调度；当线程获得CPU资源后，它将进入运行状态；在运行过程中，线程可能由于某些原因进入阻塞状态，等待某些条件的满足；当线程完成任务或者发生异常时，它将进入死亡状态。要点一要点二线程的状态转换线程的状态转换主要发生在就绪、运行和阻塞三种状态之间。当线程获得CPU资源时，由就绪状态转换为运行状态；当线程由于某些原因需要等待时，由运行状态转换为阻塞状态；当等待的条件满足时，由阻塞状态转换为就绪状态。线程的生命周期与状态转换线程的同步是指多个线程在执行过程中需要协调它们的动作，以保证数据的完整性和一致性。Java中提供了synchronized关键字来实现线程的同步。synchronized可以修饰方法或者代码块，被修饰的方法或者代码块在同一时刻只能被一个线程访问。线程的同步线程的互斥访问控制是指多个线程在访问共享资源时，需要保证同一时刻只有一个线程能够访问该资源。Java中提供了Lock接口和相关的实现类来实现线程的互斥访问控制。使用Lock接口可以更加灵活地控制线程的访问，比如可以实现公平锁和非公平锁等。线程的互斥访问控制线程的同步与互斥访问控制线程间通信与等待/通知机制线程间通信是指多个线程之间需要进行数据交换