java基本語法課件目錄CONTENCTJava語言概述Java基本語法元素Java面向對象編程基礎Java常用類庫與APIJava文件操作與I/O流Java多線程編程基礎01Java語言概述1991年，SunMicrosystems公司的JamesGosling等人開始開發一種名為“Oak”的語言，后更名為Java。1995年，SunMicrosystems公司正式發布Java語言，并推出了Java開發工具包（JDK）。Java語言經歷了多個版本的發展，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已經發展成為一個龐大的生態系統，包括多個版本、多個平臺和大量的開源項目和庫。Java語言的歷史與發展安全性面向對象跨平臺性多線程可移植性Java語言的特點與優勢Java語言提供了垃圾回收機制、異常處理機制等安全措施，確保程序的穩定性和可靠性。Java語言是一種純面向對象的語言，支持類和對象的概念，以及繼承、多態等面向對象特性。Java語言采用“編譯一次，到處運行”的方式，通過Java虛擬機（JVM）實現跨平臺運行。Java語言內置對多線程的支持，可以方便地實現并發編程。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和平臺上。0102030405企業級應用移動開發桌面應用大數據處理游戲開發Java語言的應用領域Java在企業級應用領域中占據主導地位，包括Web應用、分布式系統、企業信息系統等。Java是Android操作系統的官方開發語言，也是許多移動應用的首選開發語言。雖然Java在桌面應用領域的市場份額不如C和C#等語言，但仍然有一定的應用。Java在大數據處理領域也有廣泛應用，包括Hadoop、Spark等大數據處理框架都是用Java編寫的。雖然Java不是游戲開發的主流語言，但仍然有一些游戲使用Java編寫，例如Minecraft。02Java基本語法元素0102030405標識符規則命名規范關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、數字、下劃線和美元符號組成，首字符不能是數字。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。標識符與關鍵字數據類型基本數據類型引用數據類型Java語言中的數據類型分為基本數據類型和引用數據類型。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）、數組等。數據類型與變量變量聲明方式初始化方式分類數據類型與變量01020304用于存儲數據的容器，可以存儲不同類型的數據。數據類型變量名;變量名=值;局部變量、成員變量和靜態變量。01運算符用于進行各種運算的符號，如算術運算符、比較運算符、邏輯運算符等。02算術運算符+、-、*、/、%、、--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組成的式子，用于計算并返回結果。06分類算術表達式、比較表達式、邏輯表達式等。運算符與表達式80%80%100%控制流語句根據條件判斷執行不同的代碼塊。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while(條件){代碼塊}01循環語句用于重復執行某段代碼，直到滿足退出條件。02for循環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循環用于改變程序執行流程，如break和continue。跳轉語句用于退出當前循環或switch語句。break語句用于跳過本次循環剩余代碼，進入下一次循環。continue語句控制流語句03Java面向對象編程基礎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。屬性可以是基本數據類型或引用數據類型。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。類是對象的模板或藍圖，定義了對象的基本結構和行為。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，用于描述對象的行為或操作。方法可以接受參數，執行特定的操作，并返回結果。封裝（Encapsulation）封裝是面向對象編程的一個重要特性，它隱藏了對象的內部狀態和實現細節，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）繼承是面向對象編程的另一個重要特性，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（Polymorphism）多態是面向對象編程的第三個重要特性，它允許一個接口多種形態。多態通過方法重載和方法重寫實現，使得程序可以根據對象的實際類型來調用相應的方法。封裝、繼承和多態接口（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。實現接口的類必須提供接口中所有方法的實現。接口允許不同的類共享相同的方法簽名，從而實現代碼的復用和多態性。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的方法，子類必須實現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計模式，用于定義一組相關類的通用行為。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的非正常情況，如除以零、數組越界等。Java使用異常處理機制來處理程序中的異常情況，保證程序的穩定性和可靠性。try-catch語句是Java中處理異常的基本結構。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，然后由相應的catch塊捕獲并處理該異常。finally語句是可選的異常處理結構，無論是否捕獲到異常都會執行finally塊中的代碼。finally語句通常用于釋放資源或執行必要的清理操作。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關鍵字或String類的靜態方法創建字符串對象。字符串創建字符串比較使用equals()方法比較兩個字符串的內容是否相同，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數組操作類Arrays數組創建通過直接賦值或使用Arrays類的靜態方法創建數組。數組排序使用Arrays類的sort()方法對數組進行排序。數組查找使用Arrays類的binarySearch()方法在排序后的數組中查找指定元素。數組復制使用Arrays類的copyOf()或copyOfRange()方法復制數組。數組轉換為列表使用Arrays類的asList()方法將數組轉換為列表。數學常量數學函數取整運算隨機數生成數學運算類MathMath類提供了一些常用的數學常量，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學函數，如sin()、cos()、tan()等三角函數，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。時區處理使用TimeZone類處理時區問題，如獲取當前時區、轉換時區等。日期時間創建通過直接賦值或使用Date類的構造方法創建日期時間對象。日期時間格式化使用SimpleDateFormat類對日期時間進行格式化，如將日期時間轉換為指定格式的字符串，或將指定格式的字符串解析為日期時間對象。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，用于處理二進制數據，可以讀寫任意類型的數據。字節流字符流編碼問題Reader和Writer，用于處理文本數據，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，否則可能出現亂碼。030201字節流與字符流BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader和BufferedWriter，通過緩沖區提高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據的讀寫操作，可以減少I/O次數，提高性能。緩沖流的使用場景緩沖流與非緩沖流將Java對象轉換為字節序列的過程，可以通過ObjectOutputStream將對象寫入文件或網絡傳輸。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序列恢復為Java對象的過程，可以通過ObjectInputStream從文件或網絡讀取對象。被序列化的類需要實現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多線程編程基礎線程的概念線程是操作系統能夠進行運算調度的最小單位，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多個線程，每條線程并行執行不同的任務。線程的創建方式在Java中，創建線程主要有兩種方式，一種是繼承Thread類，另一種是實現Runnable接口。線程的概念與創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。當一個線程被創建后，它將進入新建狀態；當線程被啟動后，它將進入就緒狀態，等待CPU的調度；當線程獲得CPU資源后，它將進入運行狀態；在運行過程中，線程可能由于某些原因進入阻塞狀態，等待某些條件的滿足；當線程完成任務或者發生異常時，它將進入死亡狀態。要點一要點二線程的狀態轉換線程的狀態轉換主要發生在就緒、運行和阻塞三種狀態之間。當線程獲得CPU資源時，由就緒狀態轉換為運行狀態；當線程由于某些原因需要等待時，由運行狀態轉換為阻塞狀態；當等待的條件滿足時，由阻塞狀態轉換為就緒狀態。線程的生命周期與狀態轉換線程的同步是指多個線程在執行過程中需要協調它們的動作，以保證數據的完整性和一致性。Java中提供了synchronized關鍵字來實現線程的同步。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接口和相關的實現類來實現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據交換