《Java语言基础上》课件

Java语言基础Java语言基础是学习Java编程的起点，涵盖了Java语言的基本语法、数据类型、运算符、控制流程、面向对象编程等核心概念。掌握Java语言基础知识是进行Java程序设计、Web开发、Android应用开发等各种应用开发的基础，为进一步学习Java高级特性奠定坚实的基础。Java语言发展简史起源Java诞生于1991年，最初名为Oak，由SunMicrosystems（现为甲骨文公司）的詹姆斯·高斯林领导的团队开发。首次发布1995年5月23日，Java1.0正式发布。它是一种面向对象的编程语言，最初设计用于嵌入式设备，但很快成为互联网应用程序开发的首选语言。发展历程Java经历了多个版本，每个版本都带来了新的功能和改进，包括Java2（1998）、Java5（2004）、Java8（2014）和Java17（2021）。影响力Java已成为世界上最流行的编程语言之一，拥有庞大的用户群体和活跃的社区。它的应用领域涵盖了从移动应用程序到企业级软件的各个方面。Java语言的特点跨平台性Java编译后的字节码可以运行在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上。无需重新编译，可实现一次编写，到处运行。面向对象Java支持面向对象编程（OOP），使用类和对象来组织代码，提高代码的可重用性和可维护性。安全性Java拥有强大的安全机制，例如字节码验证、沙箱模型等，有效防止恶意代码的入侵。丰富的类库Java提供了丰富的类库，涵盖了各种功能，例如网络编程、图形界面、数据库访问等，简化开发工作。Java语言的应用领域移动应用开发Android操作系统广泛使用Java语言。许多流行的应用程序，如微信、支付宝和抖音，都是用Java编写的。服务器端开发Java的稳定性和可扩展性使其成为企业级应用和云计算的理想选择。例如，Spring框架广泛用于构建大型Web应用和服务。游戏开发Java的跨平台特性和性能使其成为游戏开发的重要语言。许多流行的游戏，如Minecraft和WorldofWarcraft，都使用了Java技术。大数据处理Java的强大功能和丰富的库使其适合处理大型数据集。ApacheHadoop和Spark等大数据框架都是用Java构建的。开发环境搭建1下载安装JDK选择适合操作系统的JDK版本，并按照提示完成安装，设置环境变量以便在命令行中使用Java命令。2选择集成开发环境如Eclipse、IntelliJIDEA等，它们提供代码编辑、编译、运行、调试等功能，简化开发过程。3创建项目和类在IDE中创建新的Java项目，并定义类文件，编写代码，并进行编译和运行测试。预备知识：计算机基础计算机硬件CPU、内存、硬盘等硬件组件的了解，有助于理解程序运行原理。操作系统操作系统是程序运行的基础，理解其工作机制有助于理解程序行为。网络基础网络协议和网络连接，有助于理解网络程序开发。变量及其声明1变量的概念变量是用于存储数据的容器，每个变量都有唯一的名称和数据类型。2变量的声明在使用变量之前，需要先声明它，指定变量的名称和数据类型。3变量的赋值声明变量后，可以使用赋值运算符将值赋给它。4变量的作用域变量的作用域是指变量在程序中可访问的范围。数据类型基本数据类型基本数据类型是Java中最基础的数据类型，包括整数、浮点数、字符和布尔值。引用数据类型引用数据类型是指通过引用来访问数据的类型，包括类、接口、数组等。数据类型转换Java允许不同数据类型之间进行转换，包括自动类型转换和强制类型转换。运算符和表达式算术运算符加减乘除模运算等。用于数字运算比较运算符大于小于等于不等于。用于比较大小关系逻辑运算符与或非运算。用于组合逻辑表达式赋值运算符将值赋予变量。用于变量初始化或修改程序控制结构1顺序结构代码从上到下执行2选择结构根据条件选择执行代码3循环结构重复执行代码块程序控制结构是程序设计语言中控制程序执行流程的关键要素。程序控制结构决定了程序的执行顺序和逻辑。数组1定义数组是存储相同数据类型的一组有序数据的集合。2声明使用数据类型和方括号声明数组，例如int[]numbers=newint[5]。3访问通过下标访问数组元素，下标从0开始。4应用数组在各种应用中广泛使用，例如存储学生成绩、商品价格等。方法方法定义方法是执行特定任务的代码块。它们有助于组织代码并提高代码的可重用性。方法参数方法可以接受参数，这些参数是方法执行所需的信息。方法返回值方法可以返回一个值，代表方法执行的结果。方法调用通过方法名和参数调用方法，执行方法代码并返回结果。面向对象编程概述面向对象编程(OOP)是一种重要的编程范式，它将程序看作是一组相互作用的对象。OOP的核心概念包括封装、继承和多态，这些概念为构建复杂应用程序提供了强大的工具。类与对象类类是一种抽象的概念，它定义了对象共同的特征和行为。它是对象的模板或蓝图，描述了一组对象的共同属性和方法。对象对象是类的实例，它拥有类的属性和方法，是程序中的具体实体，代表现实世界中的具体事物。封装数据隐藏封装将数据和操作数据的代码隐藏起来，防止外部直接访问。它提高了代码的安全性。代码复用封装可以将代码模块化，方便重复使用，减少代码冗余。简化维护封装简化了代码的结构，便于维护和修改。继承代码复用继承允许子类继承父类的属性和方法，避免重复代码。扩展功能子类可以添加新的属性和方法，扩展父类的功能。多态性子类可以重写父类的方法，实现不同的行为。多态多种形态多态是指同一个方法调用，根据不同的对象，执行不同的操作，实现代码复用。代码简化多态使用接口或抽象类，提供统一的调用方式，简化代码，易于维护。抽象类与接口抽象类抽象类用abstract关键字声明。抽象类不能直接实例化，只能通过继承创建子类。抽象类可以包含抽象方法，子类必须实现抽象方法。接口接口用interface关键字声明。接口不能直接实例化，只能通过类实现。接口只包含方法声明，不包含方法实现。实现接口的类必须实现接口中的所有方法。异常处理11.异常概念异常是指程序运行过程中出现的错误或意外事件。22.异常处理机制Java提供try-catch-finally语句块用于捕获和处理异常。33.异常类Java提供丰富的异常类，如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。44.自定义异常开发者可定义自己的异常类来处理特定场景的错误。集合框架概述Java集合框架提供了一套强大的数据结构和算法，用于存储和操作对象。它提供了各种接口和类，用于实现不同的数据结构，例如列表、集合、映射等，以及操作这些数据结构的方法。List集合有序集合List接口存储元素的顺序，可重复，可以通过索引访问元素。常用实现类ArrayList和LinkedList是常见的List实现，它们在性能方面各有优劣。操作方法List接口提供添加、删除、修改、查找等操作方法，方便操作集合元素。Set集合无序集合Set集合中的元素没有顺序，元素可以按照插入的顺序进行排列，也可以按照其他排序规则进行排列。不可重复Set集合中不允许存在重复的元素，每个元素在Set集合中只能出现一次。常用方法add(Ee)remove(Ee)contains(Ee)常见实现类HashSetLinkedHashSetTreeSetMap集合键值对Map集合存储键值对，每个键映射到一个值，实现高效的元素查找。哈希表实现HashMap是Map集合的常用实现类，基于哈希表数据结构，提供快速检索。迭代遍历使用迭代器或增强型for循环遍历Map集合，访问每个键值对。IO流机制IO流机制是Java中用于处理数据输入和输出的关键概念。它提供了一种标准化的方式来读取和写入各种数据源，例如文件、网络连接、内存等等。文件操作11.文件读取程序可读取文件内容，例如文本文件、图片、音频等。22.文件写入程序可以将数据写入文件，例如保存用户数据、日志等。33.文件创建与删除程序可以创建新的文件和删除已存在的文件。44.文件重命名程序可以修改文件名称。线程编程线程概述线程是轻量级进程，一个进程可以拥有多个线程。多线程编程允许程序同时执行多个任务，提高程序效率。线程的创建和管理Java提供了Thread类来创建和管理线程。可以使用继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。线程同步当多个线程访问共享资源时，需要使用同步机制来防止数据竞争和不一致，例如使用synchronized关键字或Lock接口。网络编程网络协议Java提供了丰富的网络编程接