《Java2面向對象程序設計基礎》第3章Java語法基礎

《Java2面向對象程序設計基礎》第3章Java語法基礎匯報人：AA2024-01-12目錄Java語言概述基本語法元素數組與字符串類與對象基礎接口和包異常處理機制輸入輸出流處理多線程編程基礎01Java語言概述010203起源Java最初是由SunMicrosystems公司在1990年代初期開發(fā)的，旨在設計一種能夠在各種平臺上運行的編程語言。發(fā)展歷程Java經歷了多個版本的發(fā)展，從最初的JDK1.0到最新的JDK17，不斷引入新的特性和改進性能。跨平臺性Java通過虛擬機（JVM）實現了跨平臺性，使得編寫的Java程序可以在任何支持JVM的平臺上運行。Java語言歷史與發(fā)展ABDC面向對象Java是一種純面向對象的編程語言，支持類和對象的概念，以及繼承、多態(tài)等面向對象特性。安全性Java提供了垃圾回收機制來自動管理內存，避免了內存泄漏和內存溢出等問題，同時Java也具有強類型檢查和異常處理機制來保證程序的健壯性。可移植性由于Java運行在虛擬機上，所以編寫的Java程序可以輕松地在不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺上運行。多線程支持Java內置對多線程編程的支持，可以方便地實現并發(fā)編程和多任務處理。Java語言特點與優(yōu)勢用于開發(fā)桌面應用程序和命令行工具，提供了基本的JavaAPI和工具。JavaSE（標準版）用于開發(fā)企業(yè)級應用程序，提供了Web開發(fā)、分布式計算、事務處理等企業(yè)級特性。JavaEE（企業(yè)版）用于開發(fā)移動設備和嵌入式設備上的應用程序，提供了針對移動設備優(yōu)化的API和工具。JavaME（移動版）Java廣泛應用于Web開發(fā)、企業(yè)級應用、移動開發(fā)、游戲開發(fā)、科學計算等領域。應用領域Java平臺及應用領域02基本語法元素標識符在Java中，標識符用于命名變量、方法、類、接口等程序元素。標識符可以由字母、數字、下劃線和美元符號組成，且第一個字符必須是字母、下劃線或美元符號。關鍵字Java中預定義了一些具有特殊含義的單詞，稱為關鍵字。例如，`class`、`public`、`static`等都是Java的關鍵字。關鍵字不能作為標識符使用。標識符與關鍵字Java是一種強類型語言，每個變量都必須聲明其數據類型。Java中的數據類型分為基本數據類型和引用數據類型兩大類?；緮祿愋桶ㄕ?、浮點型、字符型和布爾型等，而引用數據類型則包括類、接口和數組等。數據類型變量是程序中用于存儲數據的元素。在Java中，變量必須先聲明后使用，聲明時需要指定變量的數據類型和名稱。變量的命名應遵循標識符的命名規(guī)則。變量數據類型與變量Java中提供了豐富的運算符，用于執(zhí)行各種算術運算、比較運算、邏輯運算和位運算等。運算符的優(yōu)先級和結合性決定了表達式中運算的執(zhí)行順序。運算符表達式是由變量、常量、運算符和方法調用等元素組成的式子，用于計算并返回結果。表達式的類型由其組成部分的類型和運算符決定。表達式運算符與表達式Java中提供了`if`、`switch`等條件語句，用于根據條件執(zhí)行不同的代碼塊。條件語句可以實現程序的分支邏輯。條件語句Java中提供了`for`、`while`和`do-while`等循環(huán)語句，用于重復執(zhí)行一段代碼。循環(huán)語句可以實現程序的循環(huán)邏輯。循環(huán)語句Java中提供了`break`和`continue`等跳轉語句，用于在循環(huán)中提前結束本次循環(huán)或跳過本次循環(huán)的剩余部分。跳轉語句可以改變程序的執(zhí)行流程。跳轉語句流程控制語句03數組與字符串一維數組01一維數組是最簡單的數組，其元素按線性方式進行排列。例如，int[]arr=newint[5];創(chuàng)建了一個可以存儲5個整數的數組。二維數組02二維數組可以看作是一個表格或矩陣，其中每個元素由兩個索引確定其位置。例如，int[][]matrix=newint[3][4];創(chuàng)建了一個3行4列的二維數組。多維數組03多維數組是二維數組的擴展，可以表示更復雜的數據結構。在Java中，可以使用多維數組來處理具有多個維度的數據。一維數組與多維數組字符串概念及操作字符串概念字符串是由零個或多個字符組成的一種數據類型，在Java中，字符串是不可變的，即一旦創(chuàng)建就不能修改。字符串操作Java提供了豐富的字符串操作方法，如連接、比較、查找、替換等。這些方法使得字符串處理變得非常簡單和高效。equals()和equalsIgnoreCase()：用于比較兩個字符串的內容是否相等，后者忽略大小寫。length()：返回字符串的長度。indexOf()和lastIndexOf()：返回指定字符或子串在字符串中第一次或最后一次出現的位置。010203常用字符串處理方法substring()：截取字符串的子串。replace()和replaceAll()：替換字符串中的指定字符或子串。toUpperCase()和toLowerCase()：將字符串轉換為大寫或小寫形式。trim()：去除字符串兩端的空白字符。01020304常用字符串處理方法04類與對象基礎將具有共同特征的事物抽象為類，類是對象的模板。將數據和操作封裝在類中，隱藏內部實現細節(jié)，提高安全性和可維護性。通過繼承已存在的類來創(chuàng)建新類，實現代碼重用和擴展。允許使用父類類型的引用指向子類的對象，實現接口重用和程序可擴展性。抽象封裝繼承多態(tài)面向對象程序設計思想使用`class`關鍵字定義類，包括類名、成員變量和方法。類定義類中定義的變量，用于存儲對象的狀態(tài)信息。成員變量類中定義的操作，用于實現對象的行為和功能。方法類定義及成員變量和方法使用`new`關鍵字和類構造函數創(chuàng)建對象。通過對象引用訪問對象的成員變量和方法。對象創(chuàng)建和使用對象使用對象創(chuàng)建將數據和操作封裝在類中，隱藏內部實現細節(jié)，只對外提供必要的接口。封裝性繼承性多態(tài)性子類可以繼承父類的屬性和方法，實現代碼重用和擴展。允許使用父類類型的引用指向子類的對象，調用子類重寫的方法或新增的方法。030201封裝性、繼承性和多態(tài)性簡介05接口和包接口定義接口是一種引用類型，在Java中它是完全抽象的，只能包含抽象方法的聲明，不能包含實例字段和實例方法的實現。接口使用`interface`關鍵字進行定義。接口實現一個類可以實現一個或多個接口，使用`implements`關鍵字表示。實現接口的類必須提供接口中所有抽象方法的實現。接口與抽象類的區(qū)別接口只能包含抽象方法的聲明，而抽象類可以包含抽象方法和非抽象方法。一個類只能繼承一個抽象類，但可以實現多個接口。010203接口定義和實現包是Java中用于組織類和接口的一種方式，它可以防止命名沖突并提供一種管理大型應用程序的方法。包概念通過將類和接口組織在不同的包中，可以避免不同類具有相同名稱的情況。防止命名沖突包可以提供訪問控制機制，使得某些類或接口只能被同一包中的其他類或接口訪問。訪問控制使用包可以將相關的類和接口組織在一起，便于代碼的維護和管理。便于管理包概念及作用ABCD訪問控制修飾符private被private修飾的成員只能被其所在的類訪問。protected被protected修飾的成員可以被同一個包中的其他類以及不同包中的子類訪問。default（無修飾符）默認訪問修飾符表示該成員可以被同一個包中的其他類訪問。public被public修飾的成員可以被任何類訪問。06異常處理機制異常概念及分類異常是程序在執(zhí)行過程中出現的非正常情況或錯誤，例如除以零、數組越界等。Java通過異常處理機制來處理程序中的異常情況，以保證程序的穩(wěn)定性和可靠性。異常概念Java中的異?？煞譃閮纱箢悾礄z查型異常（CheckedExceptions）和非檢查型異常（UncheckedExceptions）。檢查型異常是編譯器要求必須處理的異常，如IOException等；非檢查型異常是運行時異常，如NullPointerException等，編譯器不會強制要求處理。異常分類try-catch-finally語句結構用于包含可能拋出異常的代碼段，當出現異常時，會立即跳出當前的執(zhí)行流程，轉而執(zhí)行相應的catch語句塊。catch語句塊用于捕獲并處理try語句塊中拋出的異常。可以定義多個catch語句塊來捕獲不同類型的異常，每個catch語句塊處理一種特定的異常。finally語句塊無論是否捕獲或處理異常，finally語句塊中的代碼都會被執(zhí)行。通常用于釋放資源、關閉文件等操作。try語句塊自定義異常類概念除了Java內置的異常類外，用戶還可以根據需要自定義異常類。自定義異常類通常繼承自Exception或其子類，以實現特定的異常處理邏輯。自定義異常類方法創(chuàng)建自定義異常類時，通常需要覆蓋父類的構造方法，并在其中添加自定義的異常信息。同時，可以在自定義異常類中定義其他方法或屬性，以滿足特定的業(yè)務需求。自定義異常類07輸入輸出流處理輸入輸出流概念Java中的輸入輸出流用于處理數據的傳輸，可以實現數據的讀取和寫入操作。輸入輸出流分類根據處理數據類型的不同，輸入輸出流可分為字節(jié)流和字符流。輸入輸出流的作用用于實現數據的持久化存儲、網絡通信、文件操作等功能。輸入輸出流概述InputStream用于讀取字節(jié)數據的抽象類，提供了基本的讀取方法。要點一要點二OutputStream用于寫入字節(jié)數據的抽象類，提供了基本的寫入方法。字節(jié)流和字符流操作示例：使用FileInputStream和FileOutputStream實現文件的復制操作。字節(jié)流和字符流操作123用于讀取字符數據的抽象類，提供了基本的讀取方法。Reader用于寫入字符數據的抽象類，提供了基本的寫入方法。Writer使用FileReader和FileWriter實現文本文件的讀寫操作。示例字節(jié)流和字符流操作030106050402文件讀取操作示例使用FileInputStream讀取文件內容，將讀取到的字節(jié)數據轉換為字符串并輸出。使用BufferedReader和FileReader結合讀取文本文件內容，按行讀取并輸出每一行的數據。使用BufferedWriter和FileWriter結合向文本文件中寫入數據，按行寫入并添加換行符。使用FileOutputStream向文件中寫入數據，將字符串轉換為字節(jié)數據并寫入文件。文件寫入操作示例文件讀寫操作示例08多線程編程基礎線程概念線程是程序執(zhí)行流的最小單元，一個進程可以包含多個線程，多線程可以實現并發(fā)執(zhí)行，提高程序執(zhí)行效率。創(chuàng)建線程方式Java中創(chuàng)建線程主要有兩種方式，一種是繼承Thread類并重寫run()方法，另一種是實現Runnable接口并實現run()方法。線程概念及創(chuàng)建方式VS當多個線程訪問共享資源時，為了保證資源的一致性和完整性，需要對線程進行同步。Java中提供了synchronized關鍵字和Lock接口來實現線程同步。線程通信線程之間可以通過共享內存或消息傳遞來進行通信。Java中提供了wait()、notify()和notifyAll()等方法來實現線程之間的通信。線程同步線程同步與通信方法生產者消費者問題是多線程編程中的經典問題，生產者生產數據放入緩沖區(qū)，消費者從緩沖區(qū)取出數據，需要保證生產者和消費者的同步和互斥。讀寫鎖是一種特