Java简介

Java由Sun Microsystems在1995年推出，是一款面向对象、跨平台的编程语言。它结合了C和C++的特性，具备丰富的类库和强大的运行时环境，使开发者能专注于编写高质量代码，无需深究底层细节。Java广泛应用于Web开发、移动应用、游戏、大数据分析与云计算等领域。其优势在于平台独立性、安全性、可移植性和丰富的生态系统。

Java开发环境搭建

选择Java IDE

开发Java程序通常需要集成开发环境（IDE），如Eclipse、IntelliJ IDEA或Visual Studio Code等。这些IDE提供了代码编辑、调试、项目管理和构建等功能，极大提升开发效率。

安装JDK

JDK（Java Development Kit）包含了Java运行环境和开发工具，可通过官方网站下载最新版本。Windows用户直接下载安装包，遵循提示完成安装；Mac用户可将JDK安装包拖拽至Applications目录或通过Homebrew等包管理器安装。

设置环境变量

为了在命令行中使用Java命令，需将JDK的bin目录添加到环境变量PATH中。在Windows环境下，通过“系统属性” -> “高级系统设置” -> “环境变量”，添加JAVA_HOME变量并设置JDK安装路径，接着在Path变量中添加JDK的bin目录路径。在Mac系统中，通过编辑/etc/paths文件或使用Homebrew等工具添加JAVA_HOME变量。

Java基础语法

变量与数据类型

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 25;
        String name = "John Doe";

        System.out.println("年龄: " + age);
        System.out.println("姓名: " + name);
    }
}

Java支持整型、浮点型、字符型、布尔型、字符串类型等基本数据类型。

运算符与表达式

public class Arithmetic {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 20;
        int b = 10;

        int sum = a + b;
        int difference = a - b;
        int product = a * b;
        int quotient = a / b;
        int remainder = a % b;

        System.out.println("和: " + sum);
        System.out.println("差: " + difference);
        System.out.println("积: " + product);
        System.out.println("商: " + quotient);
        System.out.println("余数: " + remainder);
    }
}

Java运算符包括算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等。

控制结构

public class ControlFlow {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 10;

        if (number > 0) {
            System.out.println("正数");
        } else if (number < 0) {
            System.out.println("负数");
        } else {
            System.out.println("零");
        }

        for (int i = 0; i <= 10; i++) {
            System.out.println(i);
        }

        int j = 0;
        while (j < 10) {
            System.out.println("while: " + j);
            j++;
        }
    }
}

Java提供if、else、for、while等控制结构实现流程控制。

面向对象编程

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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Alice", 30);
        System.out.println(person);
    }
}

封装、继承与多态

public class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void speak() {
        System.out.println("动物说话");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("狗叫");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal("Animal");
        Dog dog = new Dog("Bark");
        animal.speak(); // 输出"动物说话"
        dog.speak(); // 输出"狗叫"
    }
}

Java通过类、对象、继承和多态支持面向对象编程。

Java集合框架

List、Set与Map

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

        // List操作
        List<String> sortedNames = names.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("排序后的列表: " + sortedNames);

        // Set操作
        Set<String> uniqueNames = new HashSet<>(names);
        System.out.println("唯一元素集合: " + uniqueNames);

        // Map操作
        Map<String, Integer> nameAges = new HashMap<>();
        nameAges.put("Alice", 30);
        nameAges.put("Bob", 25);
        nameAges.put("Charlie", 35);
        System.out.println("姓名与年龄映射: " + nameAges);

        // 获取年龄大于30的名单
        List<String> adults = nameAges.entrySet().stream()
                .filter(entry -> entry.getValue() > 30)
                .map(Map.Entry::getKey)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("年龄大于30的人: " + adults);
    }
}

Java集合框架提供了List、Set和Map等集合类型，用于高效管理数据。

Java实战：小项目开发

设计与规划

设计一个简单的待办事项应用，允许用户添加、删除和查看任务列表。

代码实现

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

public class TodoList {
    private List<String> todos = new ArrayList<>();

    public void addTodo(String todo) {
        todos.add(todo);
    }

    public void removeTodo(int index) {
        if (index >= 0 && index < todos.size()) {
            todos.remove(index);
        }
    }

    public void printTodos() {
        for (int i = 0; i < todos.size(); i++) {
            System.out.println(i + ": " + todos.get(i));
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TodoList list = new TodoList();

        list.addTodo("学习Java");
        list.addTodo("阅读书籍");
        list.addTodo("健身");

        list.printTodos();

        list.removeTodo(1); // 删除"阅读书籍"

        list.printTodos();
    }
}

调试与测试

使用IDE的调试工具逐步执行代码，观察变量值的变化。

部署与发布

将代码打包成JAR文件或WAR文件，部署至本地或远程服务器运行。

附录：Java常用资源与学习社区

官方文档与教程

• Oracle官方文档：提供最官方、最权威的Java语言和开发工具文档。
• Java编程入门教程：适合初学者的在线教程，涵盖Java基础到进阶内容。

在线资源与论坛

• Maven仓库：管理Java项目依赖的仓库，提供丰富的开源组件。
• Stack Overflow：全球最大的开发者问答社区，解决编程过程中的各种问题。
• GitHub：托管项目、分享代码的平台，可找到丰富的Java开源项目和社区。

学习计划与挑战

• 慕课网：提供丰富的Java课程，包括基础、进阶、实战等不同等级。
• LeetCode：适合进行编程练习和挑战，提升算法与数据结构的掌握能力。

通过持续学习和实践，不断提高编程技能，成为一名熟练的Java开发者。