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Java資料大全：初學者的必備指南

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雜七雜八
概述

掌握Java资料是Java编程学习的基础，本文提供全面指南，从Java入门基础知识、面向对象编程、集合框架与数组，到异常处理、IO流与文件操作、基础工具类与常用API等，全方位覆盖Java编程技能，助您从初学者成长为精通Java的开发者。

Java资料大全：初学者的必备指南
Java入门基础知识

Java简介与开发环境搭建

Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems在1995年发布。它的设计目标是提供一种通用的、跨平台的、可靠的编程语言，使得开发者可以编写一次，到处运行。Java广泛应用于企业级应用、桌面应用、移动应用（如Android应用）等多个领域。

为了开始Java编程之旅，首先需要安装Java Development Kit (JDK)。JDK包含了Java运行环境（JRE）和Java工具集。你可以从Oracle的官方网站下载最新版本的JDK。安装完成后，通过命令行验证Java安装情况，运行以下命令：

java -version

如果一切安装成功，你会看到类似于以下的输出：

java version "1.8.0_281"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_281-b06)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.281-b06, mixed mode)

Java基本语法：变量、数据类型、运算符

在Java中，变量用于存储数据。数据类型定义了变量可以存储的值的类型。Java的基本数据类型包括整型（如int、long）、浮点型（如float、double）、字符型（char）、布尔型（boolean）等。

变量声明与数据类型

int age;         // int型变量
float rate;      // float型变量
char grade;      // char型变量
boolean isPass;  // boolean型变量

运算符与表达式

Java中的运算符分为算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、位运算符等。

int x = 10, y = 5;
int sum = x + y;  // 算术运算
int product = x * y; // 算术运算
int diff = x - y;  // 算术运算
int quotient = x / y; // 算术运算
int remainder = x % y; // 算术运算

boolean isEqual = (x == y); // 比较运算，检查两个值是否相等
boolean isNotEqual = (x != y); // 比较运算，检查两个值是否不相等
boolean isGreater = (x > y); // 比较运算，检查第一个值是否大于第二个值
boolean isLess = (x < y); // 比较运算，检查第一个值是否小于第二个值

boolean isTrue = (x > 0) && (y > 0); // 逻辑运算，两个条件同时为真时结果为真

控制结构：循环、分支、条件判断

控制结构用于控制程序流程，Java提供了if、else、switch、循环（for、while、do-while）等控制结构。

条件判断

int num = 10;
if (num > 0) {
    System.out.println("Number is positive.");
} else if (num < 0) {
    System.out.println("Number is negative.");
} else {
    System.out.println("Number is zero.");
}

循环

循环用于重复执行一段代码，直到满足特定条件。

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

int j = 1;
while (j <= 5) {
    System.out.println(j);
    j++;
}

int k = 1;
do {
    System.out.println(k);
    k++;
} while (k <= 5);

函数与方法的基本使用

方法是执行特定任务的代码块，可以带有参数和返回值。使用void关键字定义没有返回值的方法。

public void sayHello() {
    System.out.println("Hello, World!");
}

public static void main(String[] args) {
    sayHello();
}
面向对象编程

类与对象的概念

类是具有相同属性和方法的对象的模板。对象是类的实例，具有其属性的值。

class Person {
    String name;
    int age;

    void introduce() {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person john = new Person();
        john.name = "John Doe";
        john.age = 30;
        john.introduce();
    }
}

封装、继承、多态的基本原则

封装

封装是隐藏对象的实现细节，只暴露公共接口。通过设置属性的访问控制来实现。

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
    }
}

继承

继承允许创建新类，该类继承现有类的属性和方法。子类可以重写父类的方法。

class Student extends Person {
    int courses;

    void introduce() {
        super.introduce();
        System.out.println("Courses: " + courses);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.name = "Alice";
        student.age = 20;
        student.courses = 4;
        student.introduce();
    }
}

多态

多态允许父类引用指向子类对象。Java通过方法重载和方法覆盖实现多态。

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Generic animal sound");
    }
}

class Cat extends Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        animal.makeSound();
    }
}

接口与抽象类

接口定义了一组方法，类可以实现这些接口来提供实现。

interface AnimalInterface {
    void makeSound();
}

class Cat implements AnimalInterface {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalInterface cat = new Cat();
        cat.makeSound();
    }
}

构造函数与析构函数

构造函数在创建对象时被调用，用于初始化对象。析构函数在对象被垃圾回收前被调用。

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void introduce() {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person john = new Person("John Doe", 30);
        john.introduce();
    }
}
集合框架与数组

Java集合框架介绍

Java集合框架提供了一组集合类和接口，用于管理和操作数据集。

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

常用集合类：List、Set、Map

List（列表）

列表允许存储有序元素，并且允许重复的元素。

import java.util.List;
import java.util.LinkedList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new LinkedList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        System.out.println(fruits);
    }
}

Set（集合）

集合不存储重复元素，并且元素的顺序是不确定的。

import java.util.Set;
import java.util.HashSet;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> fruits = new HashSet<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        System.out.println(fruits);
    }
}

Map（映射）

映射用于存储键值对，允许通过键来查找值。

import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> fruits = new HashMap<>();
        fruits.put("Apple", "Red");
        fruits.put("Banana", "Yellow");
        System.out.println(fruits.get("Apple")); // 输出: Red
    }
}

数组的使用与操作

数组是一种存储相同类型元素的数据结构。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int number : numbers) {
            System.out.println(number);
        }
        System.out.println(numbers.length); // 输出数组长度
    }
}

集合与数组的转换

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        List<Integer> numberList = new ArrayList<>(Arrays.asList(numbers));
        for (Integer number : numberList) {
            System.out.println(number);
        }
    }
}
异常处理

异常的概念与分类

Java使用异常机制来处理运行时错误，异常可以分为两类：检查性异常（编译器要求捕获的异常）和非检查性异常（编译器不强制捕获的异常）。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println(10 / 0); // 会抛出ArithmeticException
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Cannot divide by zero");
        }
    }
}

try、catch、finally块的使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(10, 0);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Cannot divide by zero");
        } finally {
            System.out.println("Finally block executed");
        }
    }

    public static int divide(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

自定义异常类

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new MyException("Custom exception message");
        } catch (MyException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    public static class MyException extends Exception {
        public MyException(String message) {
            super(message);
        }
    }
}
IO流与文件操作

文件与目录的基本操作

使用java.io.File类可以实现文件和目录的基本操作。

import java.io.File;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("example.txt");
        if (file.exists()) {
            System.out.println("File exists");
        } else {
            System.out.println("File does not exist");
        }

        File dir = new File("myDir");
        if (!dir.exists()) {
            dir.mkdirs();
            System.out.println("Directory created");
        }
    }
}

字节流与字符流的基本使用

import java.io.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("example.txt");
             PrintWriter writer = new PrintWriter(fos)) {
            writer.println("Hello, World!");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Error occurred");
        }
    }
}
基础工具类与常用API

类型转换与包装类

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        long l = i; // 自动类型转换
        System.out.println(l);

        String str = "Hello";
        byte[] bytes = str.getBytes(); // 字符串转字节数组

        int num = Integer.parseInt("123"); // 字符串转整型
    }
}

数学、日期、字符串处理API

Java的java.math和java.time包提供了强大的数学和日期时间处理功能。

import java.math.BigDecimal;
import java.time.LocalDate;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal sum = BigDecimal.valueOf(10).add(BigDecimal.valueOf(20));
        System.out.println("Sum: " + sum);

        LocalDate today = LocalDate.now();
        System.out.println("Today's date: " + today);
    }
}

测试框架JUnit的基本使用

JUnit是一个流行于Java社区的单元测试框架，用于编写和执行单元测试。

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.assertEquals;

public class CalculatorTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        Calculator calc = new Calculator();
        int result = calc.add(10, 5);
        assertEquals(15, result);
    }
}

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

以上内容提供了Java编程的初步指南，从基础知识到高级概念，涵盖了Java编程中常用的各个方面。希望这篇指南能帮助你开始或深化你的Java编程之旅。

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