Java基本語法課件

java基本語法課件目錄CONTENCTJava語言概述Java基本語法元素Java面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)Java常用類庫與APIJava文件操作與I/O流Java多線程編程基礎(chǔ)01Java語言概述1991年，SunMicrosystems公司的JamesGosling等人開始開發(fā)一種名為“Oak”的語言，后更名為Java。1995年，SunMicrosystems公司正式發(fā)布Java語言，并推出了Java開發(fā)工具包（JDK）。Java語言經(jīng)歷了多個版本的發(fā)展，包括Java1.0、Java1.1、Java1.2（Java2平臺）、Java1.3、Java1.4等。2006年，SunMicrosystems公司將Java開源，并成立了OpenJDK項目。2009年，Oracle公司收購SunMicrosystems公司，成為Java的新東家。目前，Java已經(jīng)發(fā)展成為一個龐大的生態(tài)系統(tǒng)，包括多個版本、多個平臺和大量的開源項目和庫。Java語言的歷史與發(fā)展安全性面向?qū)ο罂缙脚_性多線程可移植性Java語言的特點與優(yōu)勢Java語言提供了垃圾回收機制、異常處理機制等安全措施，確保程序的穩(wěn)定性和可靠性。Java語言是一種純面向?qū)ο蟮恼Z言，支持類和對象的概念，以及繼承、多態(tài)等面向?qū)ο筇匦浴ava語言采用“編譯一次，到處運行”的方式，通過Java虛擬機（JVM）實現(xiàn)跨平臺運行。Java語言內(nèi)置對多線程的支持，可以方便地實現(xiàn)并發(fā)編程。Java語言的標準庫和API都是跨平臺的，可以輕松地移植到不同的操作系統(tǒng)和平臺上。0102030405企業(yè)級應(yīng)用移動開發(fā)桌面應(yīng)用大數(shù)據(jù)處理游戲開發(fā)Java語言的應(yīng)用領(lǐng)域Java在企業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)主導地位，包括Web應(yīng)用、分布式系統(tǒng)、企業(yè)信息系統(tǒng)等。Java是Android操作系統(tǒng)的官方開發(fā)語言，也是許多移動應(yīng)用的首選開發(fā)語言。雖然Java在桌面應(yīng)用領(lǐng)域的市場份額不如C和C#等語言，但仍然有一定的應(yīng)用。Java在大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，包括Hadoop、Spark等大數(shù)據(jù)處理框架都是用Java編寫的。雖然Java不是游戲開發(fā)的主流語言，但仍然有一些游戲使用Java編寫，例如Minecraft。02Java基本語法元素0102030405標識符規(guī)則命名規(guī)范關(guān)鍵字如用于命名變量、方法、類、接口等程序元素的名稱。由字母、數(shù)字、下劃線和美元符號組成，首字符不能是數(shù)字。采用駝峰命名法，類名首字母大寫，變量和方法名首字母小寫。Java語言中預定義的、有特殊含義的單詞，不能用作標識符。class、interface、public、private等。標識符與關(guān)鍵字數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型引用數(shù)據(jù)類型Java語言中的數(shù)據(jù)類型分為基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型。包括整型（byte、short、int、long）、浮點型（float、double）、字符型（char）和布爾型（boolean）。包括類（class）、接口（interface）、數(shù)組等。數(shù)據(jù)類型與變量變量聲明方式初始化方式分類數(shù)據(jù)類型與變量01020304用于存儲數(shù)據(jù)的容器，可以存儲不同類型的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型變量名;變量名=值;局部變量、成員變量和靜態(tài)變量。01運算符用于進行各種運算的符號，如算術(shù)運算符、比較運算符、邏輯運算符等。02算術(shù)運算符+、-、*、/、%、、--等。03比較運算符==、!=、>、<、>=、<=等。04邏輯運算符&&、||、!等。05表達式由運算符和操作數(shù)組成的式子，用于計算并返回結(jié)果。06分類算術(shù)表達式、比較表達式、邏輯表達式等。運算符與表達式80%80%100%控制流語句根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊。if(條件){代碼塊}else{代碼塊}switch(表達式){case值:代碼塊;break;default:代碼塊;}條件語句if語句switch語句03while循環(huán)while(條件){代碼塊}01循環(huán)語句用于重復執(zhí)行某段代碼，直到滿足退出條件。02for循環(huán)for(初始化;條件;更新){代碼塊}控制流語句do{代碼塊}while(條件);do-while循環(huán)用于改變程序執(zhí)行流程，如break和continue。跳轉(zhuǎn)語句用于退出當前循環(huán)或switch語句。break語句用于跳過本次循環(huán)剩余代碼，進入下一次循環(huán)。continue語句控制流語句03Java面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)01020304類（Class）對象（Object）屬性（Field）方法（Method）類與對象的概念屬性是類的成員變量，用于描述對象的特征或狀態(tài)。屬性可以是基本數(shù)據(jù)類型或引用數(shù)據(jù)類型。對象是類的實例，具有類所定義的屬性和行為。對象是具體存在的，每個對象都有其獨特的屬性和狀態(tài)。類是對象的模板或藍圖，定義了對象的基本結(jié)構(gòu)和行為。類是一種抽象的概念，描述了具有相同屬性和方法的對象的集合。方法是類的成員函數(shù)，用于描述對象的行為或操作。方法可以接受參數(shù)，執(zhí)行特定的操作，并返回結(jié)果。封裝（Encapsulation）封裝是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€重要特性，它隱藏了對象的內(nèi)部狀態(tài)和實現(xiàn)細節(jié)，只對外提供必要的接口。封裝提高了代碼的可維護性和安全性。繼承（Inheritance）繼承是面向?qū)ο缶幊痰牧硪粋€重要特性，它允許一個類繼承另一個類的屬性和方法。子類可以繼承父類的所有非私有成員，并可以添加新的屬性和方法或覆蓋父類的方法。多態(tài)（Polymorphism）多態(tài)是面向?qū)ο缶幊痰牡谌齻€重要特性，它允許一個接口多種形態(tài)。多態(tài)通過方法重載和方法重寫實現(xiàn)，使得程序可以根據(jù)對象的實際類型來調(diào)用相應(yīng)的方法。封裝、繼承和多態(tài)接口（Interface）抽象類（AbstractClass）接口與抽象類接口是一種特殊的類型，用于定義一組方法的簽名，但不包含方法的實現(xiàn)。實現(xiàn)接口的類必須提供接口中所有方法的實現(xiàn)。接口允許不同的類共享相同的方法簽名，從而實現(xiàn)代碼的復用和多態(tài)性。抽象類是一種特殊的類，不能被實例化。抽象類可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法是一種只有聲明沒有實現(xiàn)的方法，子類必須實現(xiàn)抽象類中的所有抽象方法才能被實例化。抽象類提供了一種模板設(shè)計模式，用于定義一組相關(guān)類的通用行為。異常（Exception）try-catch語句throw語句finally語句異常處理機制異常是程序在運行時出現(xiàn)的非正常情況，如除以零、數(shù)組越界等。Java使用異常處理機制來處理程序中的異常情況，保證程序的穩(wěn)定性和可靠性。try-catch語句是Java中處理異常的基本結(jié)構(gòu)。try塊包含可能拋出異常的代碼，catch塊用于捕獲并處理異常。try-catch語句可以有多個catch塊，用于處理不同類型的異常。throw語句用于顯式地拋出一個異常。當程序中出現(xiàn)異常情況時，可以使用throw語句拋出一個異常對象，然后由相應(yīng)的catch塊捕獲并處理該異常。finally語句是可選的異常處理結(jié)構(gòu)，無論是否捕獲到異常都會執(zhí)行finally塊中的代碼。finally語句通常用于釋放資源或執(zhí)行必要的清理操作。04Java常用類庫與API字符串替換字符串連接使用“+”運算符或StringBuilder/StringBuffer類實現(xiàn)字符串的連接。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。通過直接賦值、new關(guān)鍵字或String類的靜態(tài)方法創(chuàng)建字符串對象。字符串創(chuàng)建字符串比較使用equals()方法比較兩個字符串的內(nèi)容是否相同，使用compareTo()方法比較兩個字符串的大小。使用replace()或replaceAll()方法替換字符串中的某個或某些字符。字符串處理類String數(shù)組操作類Arrays數(shù)組創(chuàng)建通過直接賦值或使用Arrays類的靜態(tài)方法創(chuàng)建數(shù)組。數(shù)組排序使用Arrays類的sort()方法對數(shù)組進行排序。數(shù)組查找使用Arrays類的binarySearch()方法在排序后的數(shù)組中查找指定元素。數(shù)組復制使用Arrays類的copyOf()或copyOfRange()方法復制數(shù)組。數(shù)組轉(zhuǎn)換為列表使用Arrays類的asList()方法將數(shù)組轉(zhuǎn)換為列表。數(shù)學常量數(shù)學函數(shù)取整運算隨機數(shù)生成數(shù)學運算類MathMath類提供了一些常用的數(shù)學常量，如PI表示圓周率。Math類提供了ceil()、floor()和round()方法進行取整運算。Math類提供了一些常用的數(shù)學函數(shù)，如sin()、cos()、tan()等三角函數(shù)，以及sqrt()、pow()等。Math類提供了random()方法生成一個0到1之間的隨機浮點數(shù)。時區(qū)處理使用TimeZone類處理時區(qū)問題，如獲取當前時區(qū)、轉(zhuǎn)換時區(qū)等。日期時間創(chuàng)建通過直接賦值或使用Date類的構(gòu)造方法創(chuàng)建日期時間對象。日期時間格式化使用SimpleDateFormat類對日期時間進行格式化，如將日期時間轉(zhuǎn)換為指定格式的字符串，或?qū)⒅付ǜ袷降淖址馕鰹槿掌跁r間對象。日期時間運算使用Calendar類進行日期時間的加減運算，如增加一天、減少一個月等。日期時間處理類Date05Java文件操作與I/O流File類的常用方法文件路徑的表示文件遍歷文件操作類File絕對路徑和相對路徑的表示方法，以及路徑分隔符在不同操作系統(tǒng)中的差異。使用File類遍歷指定目錄下的所有文件和子目錄。包括創(chuàng)建文件、刪除文件、重命名文件、判斷文件是否存在等方法。InputStream和OutputStream，用于處理二進制數(shù)據(jù)，可以讀寫任意類型的數(shù)據(jù)。字節(jié)流字符流編碼問題Reader和Writer，用于處理文本數(shù)據(jù)，可以讀寫字符和字符串。字符流涉及編碼問題，需要指定正確的字符集，否則可能出現(xiàn)亂碼。030201字節(jié)流與字符流BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter，通過緩沖區(qū)提高I/O效率。緩沖流直接使用InputStream、OutputStream、Reader和Writer進行I/O操作，效率相對較低。非緩沖流適用于大量數(shù)據(jù)的讀寫操作，可以減少I/O次數(shù)，提高性能。緩沖流的使用場景緩沖流與非緩沖流將Java對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列的過程，可以通過ObjectOutputStream將對象寫入文件或網(wǎng)絡(luò)傳輸。對象序列化對象反序列化序列化的條件序列化版本控制將字節(jié)序列恢復為Java對象的過程，可以通過ObjectInputStream從文件或網(wǎng)絡(luò)讀取對象。被序列化的類需要實現(xiàn)Serializable接口，并且所有屬性也必須是可序列化的。通過serialVersionUID屬性控制序列化的版本，確保不同版本的對象可以互相兼容。對象序列化與反序列化06Java多線程編程基礎(chǔ)線程的概念線程是操作系統(tǒng)能夠進行運算調(diào)度的最小單位，是進程中的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。線程的創(chuàng)建方式在Java中，創(chuàng)建線程主要有兩種方式，一種是繼承Thread類，另一種是實現(xiàn)Runnable接口。線程的概念與創(chuàng)建方式線程的生命周期線程的生命周期包括新建、就緒、運行、阻塞和死亡五種狀態(tài)。當一個線程被創(chuàng)建后，它將進入新建狀態(tài)；當線程被啟動后，它將進入就緒狀態(tài)，等待CPU的調(diào)度；當線程獲得CPU資源后，它將進入運行狀態(tài)；在運行過程中，線程可能由于某些原因進入阻塞狀態(tài)，等待某些條件的滿足；當線程完成任務(wù)或者發(fā)生異常時，它將進入死亡狀態(tài)。要點一要點二線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在就緒、運行和阻塞三種狀態(tài)之間。當線程獲得CPU資源時，由就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運行狀態(tài)；當線程由于某些原因需要等待時，由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)；當?shù)却臈l件滿足時，由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)。線程的生命周期與狀態(tài)轉(zhuǎn)換線程的同步是指多個線程在執(zhí)行過程中需要協(xié)調(diào)它們的動作，以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。Java中提供了synchronized關(guān)鍵字來實現(xiàn)線程的同步。synchronized可以修飾方法或者代碼塊，被修飾的方法或者代碼塊在同一時刻只能被一個線程訪問。線程的同步線程的互斥訪問控制是指多個線程在訪問共享資源時，需要保證同一時刻只有一個線程能夠訪問該資源。Java中提供了Lock接口和相關(guān)的實現(xiàn)類來實現(xiàn)線程的互斥訪問控制。使用Lock接口可以更加靈活地控制線程的訪問，比如可以實現(xiàn)公平鎖和非公平鎖等。線程的互斥訪問控制線程的同步與互斥訪問控制線程間通信與等待/通知機制線程間通信是指多個線程之間需要進行數(shù)據(jù)交換