Java 是一种广泛使用的面向对象编程语言，由詹姆斯·高斯林（James Gosling）在 Sun Microsystems 开发，后被 Oracle 收购。其设计目标是提供一种跨平台解决方案，实现一次编码、到处运行（WORA）。Java 的优势体现在丰富的类库、强大的异常处理机制、静态类型检查以及内存管理支持，使其成为企业级应用、移动应用（如 Android 系统）和 Web 开发的关键工具。

选择与安装Java开发工具

为高效编写 Java 代码，推荐使用 IntelliJ IDEA 或 Eclipse 等集成开发环境（IDE）。这类工具提供强大的功能，如代码自动完成、调试和版本控制集成等。

设置开发环境

安装Java JDK

1. 访问 Oracle 官网下载最新版本的 JDK。
2. 安装过程中，确保选择添加 JDK 到系统环境变量，以全局可用。

下载并安装IDE

1. 访问 IntelliJ IDEA 官网或通过第三方平台下载最新版本。
2. 按照安装向导完成 IntelliJ IDEA 的安装。

配置环境变量

配置环境变量确保 IDE 正确找到 JDK：

1. 打开 IntelliJ IDEA，点击“File” -> “Settings” -> “Build, Execution, Deployment” -> “Build Tools” -> “Unix Makefiles” 或 “JDK”。
2. 配置 JDK 路径。

变量与数据类型

Java 中声明变量时需指定数据类型。常见的数据类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型。

int age = 25;
double price = 123.45;
char grade = 'A';
boolean isStudent = true;

控制结构：流程控制

Java 提供丰富的流程控制结构，包括 if 语句、循环（for、while）和 switch 语句。

int number = 10;

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

int x = 5;
int y = 10;

while (x < y) {
    x++;
    System.out.println(x);
}

函数与方法

类与对象是 Java 中的核心概念。

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

    public static double multiply(double x, double y) {
        return x * y;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int result1 = MathOperations.add(3, 4);
        double result2 = MathOperations.multiply(3.5, 4.2);
        System.out.println("Addition: " + result1);
        System.out.println("Multiplication: " + result2);
    }
}

面向对象编程是 Java 的核心。

类与对象

public class Person {
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("Alice", 25);
        System.out.println("Name: " + person1.getName() + ", Age: " + person1.getAge());
    }
}

封装、继承与多态

Java 支持封装、继承和多态。

public class Vehicle {
    public void drive() {
        System.out.println("Driving...");
    }
}

public class Car extends Vehicle {
    public void drive() {
        System.out.println("Driving a car...");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle vehicle = new Car();
        vehicle.drive(); // 输出 "Driving a car..."
    }
}

数组的使用与操作

数组用于存储相同类型元素的连续数据。

public class ArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        System.out.println(numbers[0]);
        numbers[0] = 10;
        System.out.println(numbers[0]);
    }
}

集合框架的介绍与使用

Java 集合框架提供用于存储和操作对象的接口和实现类。

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

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");

        System.out.println(fruits);
        System.out.println(fruits.size());
        System.out.println(fruits.get(1));
        fruits.remove("Apple");
        System.out.println(fruits);
    }
}

设计与规划项目

假设我们要开发一个简单的客户管理系统。系统功能包括添加、删除客户信息以及查询客户信息。

实现与测试

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

public class CustomerManager {
    private List<Customer> customers = new ArrayList<>();

    public void addCustomer(String name, int age) {
        customers.add(new Customer(name, age));
    }

    public void removeCustomer(String name) {
        customers.removeIf(customer -> customer.getName().equals(name));
    }

    public Customer findCustomer(String name) {
        for (Customer customer : customers) {
            if (customer.getName().equals(name)) {
                return customer;
            }
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CustomerManager manager = new CustomerManager();
        manager.addCustomer("Alice", 30);
        manager.addCustomer("Bob", 25);
        manager.addCustomer("Charlie", 20);

        System.out.println(manager.findCustomer("Bob")); // 输出 "Customer{name='Bob', age=25}"
        manager.removeCustomer("Alice");
        System.out.println(manager.findCustomer("Alice")); // 输出 "null"
        System.out.println(manager.customers);
    }
}

在这个过程中，我们从基础语法开始，逐步深入面向对象编程概念，实践 Java 数组与集合框架。通过简单的项目实例，加深对 Java 编程语言的理解与应用。