《清华大学Java》课件

清华大学Java课程欢迎来到清华大学Java编程课程。本课程将全面介绍Java语言，从基础知识到高级应用。让我们开始这段编程之旅吧！Java概述跨平台性Java的"一次编写，随处运行"特性使其成为最受欢迎的编程语言之一。面向对象Java是一种纯面向对象的语言，支持封装、继承和多态等核心概念。安全性Java内置的安全机制使其成为开发企业级应用的理想选择。Java历史11991年詹姆斯·高斯林团队开始开发Oak语言，这是Java的前身。21995年Sun公司正式发布Java语言，引起编程界轰动。32010年Oracle收购Sun公司，成为Java的新东家。Java语言特点跨平台Java虚拟机实现"一次编写，随处运行"的理念。面向对象支持封装、继承、多态等面向对象编程概念。安全性高内置安全管理器，提供多层次的安全防护。安装与配置下载JDK从Oracle官网下载最新版本的Java开发工具包（JDK）。安装JDK按照安装向导进行安装，选择适当的安装路径。配置环境变量设置JAVA_HOME和Path环境变量，确保系统能找到Java。验证安装打开命令提示符，输入"java-version"验证安装是否成功。开发工具-Eclipse优点免费开源插件丰富轻量级缺点启动较慢内存占用大界面不够美观开发工具-IntelliJIDEA智能代码补全IDEA提供业界领先的代码补全功能，大大提高编码效率。强大的重构工具支持多种重构操作，帮助开发者优化代码结构。版本控制集成与Git等版本控制系统无缝集成，方便团队协作。丰富的插件生态提供大量高质量插件，可扩展IDE功能。编写第一个Java程序1创建Java文件新建HelloWorld.java文件。2编写代码输入publicclassHelloWorld{...}。3编译程序使用javac命令编译源文件。4运行程序使用java命令运行编译后的类文件。Java基本数据类型Java提供八种基本数据类型，包括整型、浮点型、布尔型和字符型。它们是构建复杂数据结构的基础。变量和常量变量变量是可以改变值的存储单元。声明格式：类型变量名=初始值;intage=25;Stringname="张三";常量常量是值不可改变的存储单元。使用final关键字声明。finaldoublePI=3.14159;finalintMAX_SIZE=100;运算符与表达式算术运算符+,-,*,/,%比较运算符==,!=,>,<,>=,<=逻辑运算符&&,||,!位运算符&,|,^,~,<<,>>,>>>控制语句-顺序、分支、循环1顺序结构按照代码的编写顺序执行。2分支结构if-else,switch-case语句。3循环结构for,while,do-while循环。数组一维数组int[]numbers=newint[5];二维数组int[][]matrix=newint[3][4];数组初始化int[]scores={85,92,78,90,88};数组遍历for(intnum:numbers){...}方法定义与调用定义方法publicstaticintadd(inta,intb){returna+b;}调用方法intresult=add(5,3);返回值System.out.println("结果："+result);方法重载概念方法重载允许在同一个类中定义多个同名但参数列表不同的方法。示例intadd(inta,intb){...}doubleadd(doublea,doubleb){...}intadd(inta,intb,intc){...}面向对象编程-类和对象类类是对象的模板，定义了对象的属性和方法。对象对象是类的实例，代表具体的实体。属性描述对象特征的变量。方法描述对象行为的函数。面向对象编程-封装、继承、多态封装隐藏对象的内部细节，只暴露必要的接口。继承子类继承父类的属性和方法，实现代码重用。多态同一方法在不同对象上有不同的行为。异常处理1try块包含可能抛出异常的代码。2catch块捕获并处理特定类型的异常。3finally块无论是否发生异常都会执行的代码。4throw语句手动抛出异常。文件操作创建File对象Filefile=newFile("example.txt");读取文件使用FileInputStream或BufferedReader。写入文件使用FileOutputStream或BufferedWriter。关闭资源使用try-with-resources自动关闭。集合框架Java集合框架提供了丰富的数据结构实现，包括List、Set和Map等接口及其实现类。泛型编程类型安全编译时类型检查，减少运行时错误。代码重用编写一次，适用于多种数据类型。泛型类publicclassBox{privateTt;...}泛型方法publicvoidprintArray(E[]array){...}Lambda表达式语法(parameters)->expression(parameters)->{statements;}示例Listnames=Arrays.asList("Alice","Bob","Charlie");names.forEach(name->System.out.println(name));反射机制1获取Class对象Classcls=Class.forName("java.lang.String");2创建实例Objectobj=cls.newInstance();3获取方法Methodmethod=cls.getMethod("length");4调用方法Objectresult=method.invoke(obj);多线程编程创建线程继承Thread类或实现Runnable接口。启动线程调用start()方法启动线程。同步使用synchronized关键字或Lock接口。线程通信使用wait()和notify()方法。IO操作-字节流和字符流字节流InputStreamOutputStream字符流ReaderWriterIO操作-文件操作创建文件Filefile=newFile("test.txt");file.createNewFile();写入文件FileWriterwriter=newFileWriter(file);writer.write("Hello");读取文件FileReaderreader=newFileReader(file);intch=reader.read();删除文件file.delete();网络编程-Socket通信1创建ServerSocketServerSocketserver=newServerSocket(8080);2等待连接Socketsocket=server.accept();3创建SocketSocketsocket=newSocket("localhost",8080);4数据交换使用InputStream和OutputStream进行数据交换。设计模式概述设计模式是解决软件设计中常见问题的可复用方案。Java广泛应用了各