Java简介

历史与优势

Java 由 James Gosling 于1990年代初在Sun Microsystems 创建，后被Oracle公司收购。它最初设计为可嵌入式设备和跨平台应用程序的语言，旨在提高可移植性、安全性、可靠性和可维护性。Java 的优势包括跨平台兼容性、面向对象编程支持、丰富的类库和强大的内存管理，使其成为开发大型企业级应用、Web应用、移动应用和嵌入式系统等的理想选择。

应用领域

Java 在以下领域广泛使用：

• Web开发：通过JAVA EE（企业级Java）框架，如Spring、Hibernate，构建企业级应用。
• 移动开发：通过Android SDK，主要使用Java编写Android应用。
• 桌面应用：使用JavaFX或Swing构建跨平台GUI应用。
• 服务器端应用：如使用Java编写后端服务，如RESTful API。
• 游戏开发：通过Java的游戏框架，如JavaFX 3D。

Java开发环境搭建

安装JDK

在开始之前，首先需要在计算机上安装Java Development Kit（JDK）。JDK包含了Java运行环境（JRE）以及Java开发工具。

步骤1：访问Oracle官方网站下载最新版本的JDK（[https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk17-downloads.html](https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk17-downloads.html））。

步骤2：下载完成后，运行安装程序。在安装过程中，确保选择合适的安装选项，比如将JDK添加到系统的PATH环境变量中。

配置环境变量

为了在命令行中使用Java命令，需要将JDK的bin目录添加到系统的PATH环境变量中。

步骤：打开系统属性(win+R输入sysdm.cpl)，选择高级选项卡，点击环境变量按钮。

步骤：在“系统变量”区域，找到Path变量，点击编辑按钮。新添加JDK的bin目录路径，如C:\Program Files\Java\jdk-17.0.1\bin。

确认：添加路径后，确保终端命令行使用更新后的环境变量，重新开启命令行或重启电脑即可生效。

Java基本语法

变量与数据类型

在Java中，变量用于存储数据，而数据类型定义了可存储的值的种类。Java的数据类型包括基本类型（如int、double、char、boolean）和引用类型（如String、Object）。

示例代码：

public class Variables {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 25;
        double height = 175.5;
        char gender = 'M';
        boolean isMarried = false;
        String name = "John Doe";

        System.out.println("Age: " + age);
        System.out.println("Height: " + height);
        System.out.println("Gender: " + gender);
        System.out.println("Married: " + isMarried);
        System.out.println("Name: " + name);
    }
}

运算符与流程控制

Java中的运算符包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等。流程控制语句包括if、else、switch、for循环等。

示例代码：

public class ControlFlow {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        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");
        }

        if (num % 2 == 0) {
            System.out.println("Number is even");
        } else {
            System.out.println("Number is odd");
        }
    }
}

类与对象

类的定义与使用

类是Java中封装数据和行为的模板。创建类时，需要定义属性（数据成员）和方法（操作成员）。

示例代码：

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

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

    public void study() {
        System.out.println("Student " + name + " is studying.");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

创建对象

使用类的实例化方法（构造器）创建对象，并调用其方法。

示例代码：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student john = new Student("John Doe", 20);
        john.study();

        System.out.println("Name: " + john.getName());
        System.out.println("Age: " + john.getAge());
    }
}

数组与集合

数组

数组是一种存储相同类型元素的线性结构，可以通过索引访问元素。

示例代码：

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

        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            System.out.println(numbers[i]);
        }
    }
}

集合

集合是Java中用于存储对象的容器。常见的集合类包括List（顺序存储）、Set（不重复元素）和Map（键值对）。

示例代码：

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");

        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

Java程序实战

实战项目：简易的文本编辑器

为了将理论知识应用于实践，我们将构建一个简单的文本编辑器，支持打开、创建、保存和关闭文本文件。

项目步骤：

1. 创建文件操作：实现文件读写功能。
2. 界面设计：基于命令行或图形界面，显示当前打开的文件名和文本内容。
3. 用户交互：允许用户执行打开文件、创建新文件、保存文件、关闭文件等操作。

示例代码：

import java.io.*;
import java.util.*;

class TextEditor {
    private Map<String, String> files = new HashMap<>();

    public void openFile(String filename) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filename))) {
            String text = reader.lines().collect(Collectors.joining(System.lineSeparator()));
            files.put(filename, text);
            System.out.println("File " + filename + " opened.");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Error opening file: " + e.getMessage());
        }
    }

    public void createFile(String filename) {
        files.put(filename, "");
        System.out.println("File " + filename + " created.");
    }

    public void saveFile(String filename) {
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(filename))) {
            writer.write(files.get(filename));
            System.out.println("File " + filename + " saved.");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Error saving file: " + e.getMessage());
        }
    }

    public void closeFile(String filename) {
        files.remove(filename);
        System.out.println("File " + filename + " closed.");
    }

    public static void main(String[] args) {
        TextEditor editor = new TextEditor();

        editor.openFile("example.txt");
        editor.saveFile("example.txt");
        editor.closeFile("example.txt");
    }
}

通过本课程的一步步学习和实践，您将掌握Java语言的基础语法和面向对象编程的核心概念，并能通过实际项目加深理解和应用所学知识。建议在学习过程中结合在线资源和实践项目，如慕课网等平台，以巩固和扩展您的Java技能。