清華大學Java課程歡迎來到清華大學Java編程課程。本課程將全面介紹Java語言，從基礎知識到高級應用。讓我們開始這段編程之旅吧！Java概述跨平臺性Java的"一次編寫，隨處運行"特性使其成為最受歡迎的編程語言之一。面向對象Java是一種純面向對象的語言，支持封裝、繼承和多態等核心概念。安全性Java內置的安全機制使其成為開發企業級應用的理想選擇。Java歷史11991年詹姆斯·高斯林團隊開始開發Oak語言，這是Java的前身。21995年Sun公司正式發布Java語言，引起編程界轟動。32010年Oracle收購Sun公司，成為Java的新東家。Java語言特點跨平臺Java虛擬機實現"一次編寫，隨處運行"的理念。面向對象支持封裝、繼承、多態等面向對象編程概念。安全性高內置安全管理器，提供多層次的安全防護。安裝與配置下載JDK從Oracle官網下載最新版本的Java開發工具包（JDK）。安裝JDK按照安裝向導進行安裝，選擇適當的安裝路徑。配置環境變量設置JAVA_HOME和Path環境變量，確保系統能找到Java。驗證安裝打開命令提示符，輸入"java-version"驗證安裝是否成功。開發工具-Eclipse優點免費開源插件豐富輕量級缺點啟動較慢內存占用大界面不夠美觀開發工具-IntelliJIDEA智能代碼補全IDEA提供業界領先的代碼補全功能，大大提高編碼效率。強大的重構工具支持多種重構操作，幫助開發者優化代碼結構。版本控制集成與Git等版本控制系統無縫集成，方便團隊協作。豐富的插件生態提供大量高質量插件，可擴展IDE功能。編寫第一個Java程序1創建Java文件新建HelloWorld.java文件。2編寫代碼輸入publicclassHelloWorld{...}。3編譯程序使用javac命令編譯源文件。4運行程序使用java命令運行編譯后的類文件。Java基本數據類型Java提供八種基本數據類型，包括整型、浮點型、布爾型和字符型。它們是構建復雜數據結構的基礎。變量和常量變量變量是可以改變值的存儲單元。聲明格式：類型變量名=初始值;intage=25;Stringname="張三";常量常量是值不可改變的存儲單元。使用final關鍵字聲明。finaldoublePI=3.14159;finalintMAX_SIZE=100;運算符與表達式算術運算符+,-,*,/,%比較運算符==,!=,>,<,>=,<=邏輯運算符&&,||,!位運算符&,|,^,~,<<,>>,>>>控制語句-順序、分支、循環1順序結構按照代碼的編寫順序執行。2分支結構if-else,switch-case語句。3循環結構for,while,do-while循環。數組一維數組int[]numbers=newint[5];二維數組int[][]matrix=newint[3][4];數組初始化int[]scores={85,92,78,90,88};數組遍歷for(intnum:numbers){...}方法定義與調用定義方法publicstaticintadd(inta,intb){returna+b;}調用方法intresult=add(5,3);返回值System.out.println("結果："+result);方法重載概念方法重載允許在同一個類中定義多個同名但參數列表不同的方法。示例intadd(inta,intb){...}doubleadd(doublea,doubleb){...}intadd(inta,intb,intc){...}面向對象編程-類和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，代表具體的實體。屬性描述對象特征的變量。方法描述對象行為的函數。面向對象編程-封裝、繼承、多態封裝隱藏對象的內部細節，只暴露必要的接口。繼承子類繼承父類的屬性和方法，實現代碼重用。多態同一方法在不同對象上有不同的行為。異常處理1try塊包含可能拋出異常的代碼。2catch塊捕獲并處理特定類型的異常。3finally塊無論是否發生異常都會執行的代碼。4throw語句手動拋出異常。文件操作創建File對象Filefile=newFile("example.txt");讀取文件使用FileInputStream或BufferedReader。寫入文件使用FileOutputStream或BufferedWriter。關閉資源使用try-with-resources自動關閉。集合框架Java集合框架提供了豐富的數據結構實現，包括List、Set和Map等接口及其實現類。泛型編程類型安全編譯時類型檢查，減少運行時錯誤。代碼重用編寫一次，適用于多種數據類型。泛型類publicclassBox{privateTt;...}泛型方法publicvoidprintArray(E[]array){...}Lambda表達式語法(parameters)->expression(parameters)->{statements;}示例Listnames=Arrays.asList("Alice","Bob","Charlie");names.forEach(name->System.out.println(name));反射機制1獲取Class對象Classcls=Class.forName("java.lang.String");2創建實例Objectobj=cls.newInstance();3獲取方法Methodmethod=cls.getMethod("length");4調用方法Objectresult=method.invoke(obj);多線程編程創建線程繼承Thread類或實現Runnable接口。啟動線程調用start()方法啟動線程。同步使用synchronized關鍵字或Lock接口。線程通信使用wait()和notify()方法。IO操作-字節流和字符流字節流InputStreamOutputStream字符流ReaderWriterIO操作-文件操作創建文件Filefile=newFile("test.txt");file.createNewFile();寫入文件FileWriterwriter=newFileWriter(file);writer.write("Hello");讀取文件FileReaderreader=newFileReader(file);intch=reader.read();刪除文件file.delete();網絡編程-Socket通信1創建ServerSocketServerSocketserver=newServerSocket(8080);2等待連接Socketsocket=server.accept();3創建SocketSocketsocket=newSocket("localhost",8080);4數據交換使用InputStream和OutputStream進行數據交換。設計模式概述設計模式是解決軟件設計中常見問題的可復用方案。Java廣泛應用了各