墨爾本大學(xué)java課程課件chap

Java概述本章介紹Java編程語言的基礎(chǔ)知識，為學(xué)習(xí)后續(xù)章節(jié)奠定基礎(chǔ)。本章將介紹Java語言的歷史、特性、發(fā)展趨勢以及Java開發(fā)環(huán)境的搭建。Java語言簡介面向?qū)ο驤ava是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，這意味著它使用類和對象來構(gòu)建程序。平臺無關(guān)性Java代碼可以編譯成字節(jié)碼，并在任何支持Java虛擬機(jī)（JVM）的平臺上運行。安全Java提供了安全機(jī)制，例如沙箱和訪問控制，以保護(hù)系統(tǒng)免受惡意代碼的攻擊。網(wǎng)絡(luò)支持Java提供了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)編程功能，使開發(fā)人員可以輕松創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。Java應(yīng)用領(lǐng)域Web開發(fā)Java用于構(gòu)建Web應(yīng)用程序，包括服務(wù)器端邏輯、網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。移動應(yīng)用開發(fā)Android操作系統(tǒng)主要基于Java，因此Java廣泛用于構(gòu)建移動應(yīng)用程序。企業(yè)軟件Java用于開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用程序，例如銀行系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)。游戲開發(fā)Java可用于開發(fā)各種游戲，從簡單的移動游戲到大型多人在線游戲。Java平臺及特性Java平臺Java平臺是運行Java程序的軟件環(huán)境，提供API和運行時環(huán)境，支持Java應(yīng)用程序的開發(fā)和執(zhí)行。Java虛擬機(jī)（JVM）JVM是Java平臺的核心，負(fù)責(zé)執(zhí)行Java字節(jié)碼，屏蔽底層操作系統(tǒng)差異，實現(xiàn)跨平臺特性。平臺架構(gòu)Java平臺由多個層級組成，包括Java虛擬機(jī)、Java類庫和JavaAPI，共同構(gòu)成完整的開發(fā)和運行環(huán)境。Java語言特性Java具有面向?qū)ο?、跨平臺、安全、健壯、高效等多種特性，使其成為廣泛應(yīng)用的編程語言。Java基本語法1關(guān)鍵字Java語言中預(yù)留的標(biāo)識符2標(biāo)識符用戶定義的變量、類等命名3數(shù)據(jù)類型變量存儲值的類型4運算符用于執(zhí)行操作5語句代碼執(zhí)行的基本單位Java基本語法是學(xué)習(xí)Java編程的基石。掌握關(guān)鍵字、標(biāo)識符、數(shù)據(jù)類型、運算符和語句是理解Java代碼的關(guān)鍵。Java基本數(shù)據(jù)類型11.整型整型用于存儲整數(shù)，包括`byte`、`short`、`int`和`long`。22.浮點型浮點型用于存儲帶小數(shù)點的數(shù)字，包括`float`和`double`。33.字符型`char`類型用于存儲單個字符，通常用單引號括起來。44.布爾型`boolean`類型用于存儲真假值，只有`true`和`false`兩個取值。標(biāo)識符和關(guān)鍵字標(biāo)識符標(biāo)識符是程序員用來識別變量、方法、類和接口等的名稱。標(biāo)識符必須以字母、下劃線或美元符號開頭，后面可以是字母、數(shù)字、下劃線或美元符號。標(biāo)識符區(qū)分大小寫。例如，"myVariable"和"myvariable"是兩個不同的標(biāo)識符。關(guān)鍵字關(guān)鍵字是Java語言中預(yù)定義的標(biāo)識符，它們具有特殊的含義。關(guān)鍵字不能用作標(biāo)識符。例如，"public"、"private"、"class"、"interface"和"final"等都是關(guān)鍵字。變量及其作用域1變量聲明指定變量類型和名稱。2變量初始化為變量賦予初始值。3變量作用域變量可訪問的范圍。變量是程序中用于存儲數(shù)據(jù)的命名空間。作用域決定變量的可見性和生命周期，影響其在程序中的有效范圍。運算符及表達(dá)式算術(shù)運算符包括加減乘除模運算，用于數(shù)字計算。關(guān)系運算符用于比較兩個值，例如大于、小于、等于。邏輯運算符用于連接多個條件表達(dá)式，例如與、或、非。賦值運算符用于將一個值賦給一個變量，例如“=”。判斷與選擇結(jié)構(gòu)if語句當(dāng)滿足指定條件時執(zhí)行代碼塊，否則跳過。else語句當(dāng)if語句條件不滿足時，執(zhí)行else代碼塊。elseif語句用于多條件判斷，如果前一個if條件不滿足，則判斷下一個elseif條件。switch語句用于多個選項的判斷，根據(jù)表達(dá)式的值選擇執(zhí)行相應(yīng)的代碼塊。循環(huán)結(jié)構(gòu)1for循環(huán)for循環(huán)是Java中最常用的循環(huán)結(jié)構(gòu)之一，它允許您在滿足特定條件時重復(fù)執(zhí)行代碼塊。2while循環(huán)while循環(huán)是一種預(yù)測試循環(huán)，它在每次循環(huán)之前評估條件，如果條件為真，則執(zhí)行循環(huán)體。3do-while循環(huán)do-while循環(huán)是一種后測試循環(huán)，它在每次循環(huán)之后評估條件，如果條件為真，則繼續(xù)循環(huán)。第1章課后習(xí)題本章習(xí)題旨在鞏固本章所學(xué)知識，并練習(xí)Java編程基本語法。習(xí)題涵蓋了Java語言的概述、基本語法、數(shù)據(jù)類型、運算符、控制結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，并包含了不同難度的練習(xí)，幫助學(xué)生逐步掌握J(rèn)ava編程基礎(chǔ)。建議學(xué)生認(rèn)真完成本章習(xí)題，并積極思考、嘗試不同方法解決問題。通過練習(xí)，學(xué)生能夠更好地理解Java語言的特性，并為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。Java課程課件-第2章：面向?qū)ο缶幊瘫菊聦⑸钊虢榻B面向?qū)ο缶幊?OOP)的核心概念，包括類、對象、封裝、繼承和多態(tài)。通過學(xué)習(xí)這些概念，您可以更好地理解Java語言的設(shè)計理念，并運用OOP的思想編寫更清晰、更易維護(hù)的代碼。面向?qū)ο缶幊谈拍?1.數(shù)據(jù)抽象通過定義數(shù)據(jù)類型和操作，隱藏實現(xiàn)細(xì)節(jié)，提供簡潔的接口。22.封裝將數(shù)據(jù)和操作封裝在一起，形成一個獨立的單元，提高代碼可維護(hù)性和安全性。33.繼承子類繼承父類的屬性和方法，實現(xiàn)代碼復(fù)用和擴(kuò)展。44.多態(tài)同一個方法可以根據(jù)對象類型進(jìn)行不同的解釋，提高代碼靈活性和可擴(kuò)展性。類與對象類類是對象的模板，定義了對象的屬性和方法。對象對象是類的實例，擁有類的屬性和方法，可以執(zhí)行操作。實例化通過類創(chuàng)建對象的過程稱為實例化。封裝和信息隱藏數(shù)據(jù)保護(hù)封裝將數(shù)據(jù)和方法隱藏在類內(nèi)部，防止外部直接訪問和修改，確保數(shù)據(jù)完整性和一致性。安全訪問控制通過定義訪問權(quán)限（public、private、protected），控制對類成員的訪問，增強(qiáng)代碼安全性。代碼復(fù)用性封裝將代碼組織成獨立模塊，方便代碼維護(hù)和復(fù)用，提高開發(fā)效率。繼承概念繼承是面向?qū)ο缶幊讨械闹匾拍?。它允許創(chuàng)建新的類，稱為子類，繼承現(xiàn)有類的屬性和方法，稱為父類。繼承機(jī)制提高代碼復(fù)用性，減少代碼冗余，并支持代碼組織和擴(kuò)展。好處代碼重用代碼組織代碼擴(kuò)展多態(tài)性支持使用使用`extends`關(guān)鍵字來聲明繼承關(guān)系，子類可以訪問父類的非私有成員。子類可以重寫父類的方法，實現(xiàn)方法的定制化，體現(xiàn)多態(tài)性。多態(tài)11.概念多態(tài)性是面向?qū)ο缶幊讨兄匾母拍?。它允許對象根據(jù)其類型以不同的方式響應(yīng)相同的調(diào)用。22.實現(xiàn)方式多態(tài)性可以通過繼承和接口實現(xiàn)。子類可以覆蓋父類的方法，而接口則定義了方法簽名。33.優(yōu)點多態(tài)性增強(qiáng)了代碼的可讀性和可維護(hù)性，并使得代碼更易于擴(kuò)展。44.應(yīng)用場景多態(tài)性廣泛應(yīng)用于各種編程場景中，例如圖形庫、數(shù)據(jù)庫訪問等。抽象類和接口抽象類抽象類是一種特殊的類，不能直接實例化。接口接口是一種規(guī)范，定義了類應(yīng)該具有的方法。繼承與實現(xiàn)子類可以繼承抽象類，實現(xiàn)接口，繼承抽象類或?qū)崿F(xiàn)接口的類需要實現(xiàn)抽象方法。內(nèi)部類內(nèi)部類定義內(nèi)部類定義在另一個類的內(nèi)部，可以訪問外部類的所有成員變量和方法，但外部類無法直接訪問內(nèi)部類的私有成員。訪問外部類內(nèi)部類可以使用外部類的成員，例如，可以訪問外部類的私有成員，但需要通過外部類對象進(jìn)行訪問。使用外部類方法內(nèi)部類可以調(diào)用外部類的方法，甚至可以使用外部類的私有方法，但需要通過外部類對象進(jìn)行訪問。內(nèi)部類實例化內(nèi)部類實例化需要通過外部類對象進(jìn)行創(chuàng)建，例如，通過外部類對象調(diào)用內(nèi)部類的構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行實例化。對象的創(chuàng)建和銷毀在Java中，對象的生命周期包括創(chuàng)建和銷毀兩個階段。創(chuàng)建對象的過程稱為實例化，通過使用`new`關(guān)鍵字調(diào)用類的構(gòu)造函數(shù)來實現(xiàn)。當(dāng)不再需要對象時，Java的垃圾回收機(jī)制會自動回收對象占用的內(nèi)存空間。1對象創(chuàng)建分配內(nèi)存2初始化調(diào)用構(gòu)造函數(shù)3使用訪問成員變量和方法4垃圾回收回收不再使用的對象對象的銷毀是由Java虛擬機(jī)自動管理的。當(dāng)一個對象不再被任何引用指向時，它就成為了垃圾回收的候選對象。垃圾回收器會在適當(dāng)?shù)臅r候回收這些對象，釋放其占用的內(nèi)存空間。第2章課后習(xí)題本章課后習(xí)題旨在鞏固和檢驗學(xué)生對面向?qū)ο缶幊谈拍畹睦斫夂蛻?yīng)用能力。通過解答習(xí)題，學(xué)生可以加深對類、對象、封裝、繼承、多態(tài)等核心概念的掌握，并培養(yǎng)運用這些概念解決實際問題的技巧。習(xí)題涵蓋了本章內(nèi)容的各個方面，例如類的定義、對象的創(chuàng)建、方法的調(diào)用、繼承關(guān)系的構(gòu)建、多態(tài)性的應(yīng)用等等。建議學(xué)生在完成習(xí)題之前，認(rèn)真回顧本章知識點，并結(jié)合課本和課堂筆記進(jìn)行思考和練習(xí)。通過完成這些習(xí)題，學(xué)生將能夠更深入地理解面向?qū)ο缶幊痰乃枷牒头椒?，為后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜的Java程序打下堅實的基礎(chǔ)。Java課程課件-第3章：異常處理異常處理是Java編程中的重要機(jī)制。在程序運行過程中，可能會出現(xiàn)各種異常情況，例如文件找不到、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、數(shù)組越界等。什么是異常程序錯誤在程序運行時出現(xiàn)的意外事件，導(dǎo)致程序無法按照預(yù)期執(zhí)行。錯誤類型包括語法錯誤、邏輯錯誤和運行時錯誤，例如除零錯誤或數(shù)組越界。程序中斷異常發(fā)生時，程序會中斷正常執(zhí)行流程，可能會導(dǎo)致程序崩潰或意外退出。處理方法通過異常處理機(jī)制捕獲異常并進(jìn)行處理，避免程序異常終止，提高程序穩(wěn)定性。異常的分類和層次結(jié)構(gòu)異常的分類Java中的異常分為兩種類型：可檢查異常和不可檢查異常。可檢查異常必須在編譯時進(jìn)行處理，例如IOException和ClassNotFoundException。不可檢查異常是不需要在編譯時進(jìn)行處理的異常，例如NullPointerException和ArithmeticException。異常層次結(jié)構(gòu)Throwable是所有異常的根類，它有兩個直接子類：Error和Exception。Error類表示嚴(yán)重的系統(tǒng)錯誤，程序員通常無法恢復(fù)，例如OutOfMemoryError和StackOverflowError。Exception類表示程序員可以處理的異常，它又分為可檢查異常和不可檢查異常。異常的捕獲與處理1使用try-catch語句使用try塊包含可能拋出異常的代碼，并使用catch塊捕獲特定類型的異常。2處理異常在catch塊中，您可以采取措施處理異常，例如記錄錯誤信息、顯示提示消息或執(zhí)行其他恢復(fù)操作。3finally塊finally塊用于在try-catch語句執(zhí)行完畢后始終執(zhí)行的代碼，例如關(guān)閉資源或清理工作。throws和throw關(guān)鍵字throws關(guān)鍵字用于聲明方法可能拋出的異常類型。編譯器會檢查是否處理了這些異常，確保程序穩(wěn)定運行。throw關(guān)鍵字用于在程序中手動拋出異常。使用throw關(guān)鍵字，可以根據(jù)需要在任何地方拋出異常，并進(jìn)行相應(yīng)的