首頁手記 Java零基礎資料：新手必讀的入門教程

Java零基礎資料：新手必讀的入門教程

標簽：

Java

概述

这篇文章为Java零基础学习者提供了全面的入门教程，涵盖了Java语言的基础知识、开发环境搭建、基础语法和面向对象编程等内容。此外，文章还介绍了Java的高级特性和常用类库的使用，并通过实例帮助读者更好地理解和应用这些知识，是Java零基础资料的绝佳资源。

Java简介

Java的定义与特点

Java是一种广泛使用的编程语言，由Sun Microsystems（现已被Oracle收购）开发。它最初于1995年发布，旨在提供一种可移植、面向对象、健壮且安全的编程语言。Java的特点包括：

可移植性：Java程序可以在任何安装了Java虚拟机（JVM）的平台上运行，这意味着代码可以在不同的操作系统上运行而无需修改。
面向对象：Java支持面向对象的编程范式，可以创建类和对象，支持封装、继承和多态等特性。
健壮性：Java具有自动垃圾回收机制，能够自动管理内存，减少程序崩溃的可能性。
安全性：Java程序运行在一个受保护的环境中，可以防止恶意代码的执行。
简单性：Java的语法简单，易于学习。
多线程：Java支持多线程并发执行，可以有效地利用计算机的多核处理器。
平台无关性：Java的程序可以在多种平台上运行，包括Windows、Linux、macOS等。

Java的应用领域

Java的应用非常广泛，涵盖了从桌面应用到移动应用，再到大型企业级应用的多个方面。以下是一些常见的Java应用领域：

Web应用：Java在Web应用开发领域非常流行，例如Java Servlets、JSP（JavaServer Pages）、Spring Boot等框架。
移动应用：尽管Java不再广泛用于Android应用开发，但Java语言本身对于移动应用开发仍然有其应用场景。
企业应用：Java EE（Java Enterprise Edition）为企业级应用提供了丰富的功能，包括Web服务、企业级服务等。
游戏开发：Java也可以用于游戏开发，例如Minecraft就是使用Java编写的。
科学计算：Java在科学计算和数据分析领域也有一定的应用，例如Apache Maven、Apache Spark等。

Java的发展历程

Java的发展经历了多个版本，持续更新以保持其相关性和功能性。以下是Java的一些重要版本：

Java 1.0 (1995)：第一个Java版本发布。
Java 1.1 (1997)：增加了新的API，支持多线程和自动垃圾回收。
Java 1.2 (1998)：引入了集合框架和Swing图形库。
Java 1.4 (2002)：增加了正则表达式支持。
Java 5 (2004)：引入了泛型、自动拆装箱（Autoboxing）、枚举等新特性。
Java 6 (2006)：改进了性能和稳定性。
Java 7 (2011)：引入了try-with-resources和switch字符串等新特性。
Java 8 (2014)：引入了Lambda表达式和流（Stream）API。
Java 9 (2017)：引入了模块系统（Jigsaw）。
Java 10 (2018)：引入了局部变量类型推断（var）。
Java 11 (2018)：引入了ZGC（Z Garbage Collector）和Shenandoah垃圾回收器。
Java 12 (2019)：引入了switch表达式（Preview）。
Java 13 (2019)：引入了文本块（Text Blocks）（Preview）。
Java 14 (2020)：引入了switch表达式（Final）。
Java 15 (2020)：引入了密封类（Sealed Classes）（Preview）。
Java 16 (2021)：引入了Pattern Matching for instanceof（Preview）。
Java 17 (2021)：长期支持版本（LTS）。
Java 20 (2023)：引入了switch语句的模式匹配（Final）。

Java开发环境搭建

JDK的下载与安装

Java开发工具包（Java Development Kit，JDK）包含了Java运行环境（JRE）和开发工具。以下是下载和安装JDK的步骤：

访问Oracle的官方网站，下载适合你操作系统的JDK版本。
运行下载的安装文件，按照提示完成安装。

配置环境变量

为了使Java程序能够在命令行中运行，需要配置环境变量。以下是在Windows和Linux操作系统下配置环境变量的步骤：

Windows

打开“控制面板” -> “系统和安全” -> “系统” -> “高级系统设置”。
点击“环境变量”按钮。
在“系统变量”部分，找到“Path”变量，点击“编辑”。
点击“新建”，并添加JDK的安装路径（例如，C:\Program Files\Java\jdk-17）。

Linux

打开终端。

编辑~/.bashrc或~/.profile文件，添加以下内容：

export JAVA_HOME=/path/to/jdk-17
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

保存文件并运行source ~/.bashrc或source ~/.profile使更改生效。

简单程序的编写与运行

编写一个简单的Java程序，输出“Hello, World!”：

使用文本编辑器创建一个文件，命名为HelloWorld.java。

输入以下代码：

public class HelloWorld {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("Hello, World!");
   }
}

在命令行中，切换到包含HelloWorld.java的目录。
编译Java程序：
```
javac HelloWorld.java
```
运行编译后的程序：
```
java HelloWorld
```
输出结果应该是：
```
Hello, World!
```

Java基础语法

变量与数据类型

在Java中，变量用于存储数据。在声明变量时，需要指定变量的类型和名称。Java的数据类型分为两类：基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型

类型	描述	大小（位）	默认值
`boolean`	布尔值，表示真或假	1	`false`
`byte`	字节类型，有符号整数	8	`0`
`short`	短整型，有符号整数	16	`0`
`int`	整型，有符号整数	32	`0`
`long`	长整型，有符号整数	64	`0L`
`float`	单精度浮点数	32	`0.0f`
`double`	双精度浮点数	64	`0.0`
`char`	字符类型，表示单个字符	16	`'\u0000'`

示例代码：

public class DataTypes {
    public static void main(String[] args) {
        boolean bool = true;
        byte b = 127;
        short s = 32767;
        int i = 2147483647;
        long l = 9223372036854775807L;
        float f = 3.14f;
        double d = 3.141592653589793;
        char ch = 'A';
        System.out.println("Boolean: " + bool);
        System.out.println("Byte: " + b);
        System.out.println("Short: " + s);
        System.out.println("Int: " + i);
        System.out.println("Long: " + l);
        System.out.println("Float: " + f);
        System.out.println("Double: " + d);
        System.out.println("Char: " + ch);
    }
}

引用数据类型

引用数据类型指的是类和接口。类通常用来封装数据和功能，接口用于定义行为规范。

示例代码：

public class SampleClass {
    public static void main(String[] args) {
        String str = new String("Hello");
        System.out.println(str);
    }
}

基本运算符

Java提供了多种运算符，用于执行数学运算、逻辑运算等。

数学运算符

运算符	功能	示例	结果
`+`	加法	`int a = 5 + 3;`	`8`
`-`	减法	`int b = 5 - 3;`	`2`
`*`	乘法	`int c = 5 * 3;`	`15`
`/`	除法	`int d = 5 / 3;`	`1`
`%`	取余	`int e = 5 % 3;`	`2`

示例代码：

public class ArithmeticOperators {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5 + 3;
        int b = 5 - 3;
        int c = 5 * 3;
        int d = 5 / 3;
        int e = 5 % 3;
        System.out.println("Addition: " + a);
        System.out.println("Subtraction: " + b);
        System.out.println("Multiplication: " + c);
        System.out.println("Division: " + d);
        System.out.println("Modulo: " + e);
    }
}

逻辑运算符

运算符	功能	示例	结果
`&&`	逻辑与	`boolean a = (5 > 3) && (3 > 2);`	`true`
`\|\|`	逻辑或	`boolean b = (5 > 3) \|\| (3 > 5);`	`true`
`!`	逻辑非	`boolean c = !(5 > 3);`	`false`

示例代码：

public class LogicalOperators {
    public static void main(String[] args) {
        boolean a = (5 > 3) && (3 > 2);
        boolean b = (5 > 3) || (3 > 5);
        boolean c = !(5 > 3);
        System.out.println("Logical AND: " + a);
        System.out.println("Logical OR: " + b);
        System.out.println("Logical NOT: " + c);
    }
}

控制结构

Java中的控制结构包括条件语句、循环语句和跳转语句。

条件语句

条件语句包括if、if-else、switch等。

示例代码：

public class ConditionalStatements {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 5;
        if (num > 0) {
            System.out.println("Positive");
        } else if (num < 0) {
            System.out.println("Negative");
        } else {
            System.out.println("Zero");
        }

        switch (num) {
            case 0:
                System.out.println("Zero");
                break;
            case 1:
                System.out.println("One");
                break;
            default:
                System.out.println("Other");
        }
    }
}

循环语句

循环语句包括for、while、do-while。

示例代码：

public class LoopStatements {
    public static void main(String[] args) {
        // for loop
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(i);
        }

        // while loop
        int j = 0;
        while (j < 5) {
            System.out.println(j);
            j++;
        }

        // do-while loop
        int k = 0;
        do {
            System.out.println(k);
            k++;
        } while (k < 5);
    }
}

跳转语句

跳转语句包括break、continue、return。

示例代码：

public class JumpStatements {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            if (i == 5) {
                break;
            }
            System.out.println(i);
        }

        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            if (j == 2 || j == 7) {
                continue;
            }
            System.out.println(j);
        }

        int result = method();
        System.out.println(result);

        int num = 10;
        if (num > 0) {
            return;
        }
        System.out.println("This won't be printed");
    }

    public static int method() {
        return 10;
    }
}

Java面向对象编程

类与对象

面向对象编程（OOP）是一种编程范式，强调使用对象（类的实例）来表示现实世界中的事物。Java是一种纯粹的面向对象语言，所有的代码都必须包含在类中。

类的定义

类是一个抽象的模板，用于定义对象的结构和行为。类可以包含属性（变量）和方法（函数）。

示例代码：

public class Car {
    // 属性
    String brand;
    int year;

    // 方法
    void start() {
        System.out.println("Car is starting");
    }

    void stop() {
        System.out.println("Car is stopping");
    }
}

对象的创建

对象是类的实例。使用new关键字创建对象。

示例代码：

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        car.brand = "Toyota";
        car.year = 2020;
        car.start();
        car.stop();
    }
}

构造函数与析构函数

构造函数用于初始化对象，而析构函数用于释放对象所占用的资源。

构造函数

构造函数是一种特殊的方法，用于初始化对象。构造函数与类同名，并且没有返回类型。

示例代码：

public class Car {
    String brand;
    int year;

    // 构造函数
    public Car(String brand, int year) {
        this.brand = brand;
        this.year = year;
    }

    void start() {
        System.out.println("Car is starting");
    }

    void stop() {
        System.out.println("Car is stopping");
    }
}

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car("Toyota", 2020);
        car.start();
        car.stop();
    }
}

析构函数

Java中没有析构函数的概念，但可以通过finalize()方法来实现类似的清理工作。然而，finalize()方法在Java 9之后已经被标记为废弃。

示例代码：

public class Car {
    String brand;
    int year;

    public Car(String brand, int year) {
        this.brand = brand;
        this.year = year;
    }

    void start() {
        System.out.println("Car is starting");
    }

    void stop() {
        System.out.println("Car is stopping");
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
        super.finalize();
        System.out.println("Car is being finalized");
    }
}

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car("Toyota", 2020);
        car.start();
        car.stop();

        car = null;
        System.gc();  // 通知垃圾回收器运行
    }
}

继承与多态

继承是面向对象编程的核心特性之一，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。

继承

使用extends关键字实现继承。

示例代码：

public class Car {
    String brand;
    int year;

    public Car(String brand, int year) {
        this.brand = brand;
        this.year = year;
    }

    void start() {
        System.out.println("Car is starting");
    }

    void stop() {
        System.out.println("Car is stopping");
    }
}

public class ElectricCar extends Car {
    boolean isCharging;

    public ElectricCar(String brand, int year, boolean isCharging) {
        super(brand, year);
        this.isCharging = isCharging;
    }

    void charge() {
        System.out.println("Car is charging");
    }
}

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ElectricCar car = new ElectricCar("Tesla", 2022, true);
        car.start();
        car.charge();
        car.stop();
    }
}

多态

多态是指通过父类引用访问子类对象的能力。

示例代码：

public class Car {
    String brand;
    int year;

    public Car(String brand, int year) {
        this.brand = brand;
        this.year = year;
    }

    void start() {
        System.out.println("Car is starting");
    }

    void stop() {
        System.out.println("Car is stopping");
    }
}

public class ElectricCar extends Car {
    boolean isCharging;

    public ElectricCar(String brand, int year, boolean isCharging) {
        super(brand, year);
        this.isCharging = isCharging;
    }

    void charge() {
        System.out.println("Car is charging");
    }
}

public class CarDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new ElectricCar("Tesla", 2022, true);
        car.start();
        if (car instanceof ElectricCar) {
            ((ElectricCar) car).charge();
        }
        car.stop();
    }
}

常用类库的使用

String类与字符串操作

String类在Java中非常重要，用于表示和操作字符串数据。

创建字符串

可以通过字符串字面量或构造函数创建字符串。

示例代码：

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello, World!";
        String str2 = new String("Hello, World!");

        System.out.println(str1);
        System.out.println(str2);
    }
}

字符串操作

String类提供了许多方法来操作字符串，例如连接字符串、查找子串、替换字符等。

示例代码：

public class StringOperations {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello, World!";

        // 字符串连接
        String newStr = str + " Welcome!";
        System.out.println(newStr);

        // 查找子串
        int index = str.indexOf("World");
        System.out.println("Index of 'World': " + index);

        // 替换字符
        String replacedStr = str.replace("World", "Java");
        System.out.println(replacedStr);

        // 字符串分割
        String[] parts = str.split(",");
        for (String part : parts) {
            System.out.println(part);
        }
    }
}

数组与集合框架

Java提供了多种数据结构来存储和操作集合数据，包括数组、ArrayList、HashSet、HashMap等。

数组

数组是一种固定大小的数据结构，用于存储相同类型的元素。

示例代码：

public class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int num : numbers) {
            System.out.println(num);
        }

        String[] names = new String[3];
        names[0] = "Alice";
        names[1] = "Bob";
        names[2] = "Charlie";
        for (int i = 0; i < names.length; i++) {
            System.out.println(names[i]);
        }
    }
}

ArrayList

ArrayList是一种动态数组，可以在运行时添加或删除元素。

示例代码：

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        numbers.add(5);

        System.out.println(numbers);
        numbers.remove(2);
        System.out.println(numbers);

        for (int num : numbers) {
            System.out.println(num);
        }
    }
}

HashSet

HashSet是一种不支持重复元素的集合。

示例代码：

import java.util.HashSet;

public class HashSetDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashSet<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        numbers.add(5);
        numbers.add(5);  // 重复元素

        System.out.println(numbers);

        numbers.remove(2);
        System.out.println(numbers);

        for (int num : numbers) {
            System.out.println(num);
        }
    }
}

HashMap

HashMap是一种键值对的映射集合。

示例代码：

import java.util.HashMap;

public class HashMapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("Alice", 25);
        map.put("Bob", 30);
        map.put("Charlie", 35);

        System.out.println(map);

        map.remove("Bob");
        System.out.println(map);

        for (String key : map.keySet()) {
            System.out.println(key + ": " + map.get(key));
        }
    }
}

文件与IO流操作

Java提供了丰富的文件操作和IO流操作的支持，包括File类、BufferedReader、BufferedWriter等。

文件操作

File类用于文件和目录的基本操作，如创建、重命名、删除等。

示例代码：

import java.io.File;

public class FileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("example.txt");
        try {
            if (file.createNewFile()) {
                System.out.println("File created: " + file.getName());
            } else {
                System.out.println("File already exists.");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        if (file.delete()) {
            System.out.println("File deleted: " + file.getName());
        } else {
            System.out.println("Failed to delete file.");
        }
    }
}

IO流操作

BufferedReader和BufferedWriter用于读取和写入文本数据。

示例代码：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;

public class IODemo {
    public static void main(String[] args) {
        String fileName = "example.txt";
        String content = "Hello, World!";

        try {
            // 写入文件
            BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(fileName));
            writer.write(content);
            writer.close();

            // 读取文件
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(fileName));
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
            reader.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Java项目实践

创建简单的Java项目

创建一个简单的Java项目，例如一个计算器程序。

项目目录结构

Calculator
├── src
│   ├── main
│   │   └── java
│   │       └── com
│   │           └── example
│   │               └── Calculator.java
│   └── resources
└── build.gradle

实现代码

示例代码：

package com.example;

import java.util.Scanner;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("Enter first number: ");
        int num1 = scanner.nextInt();

        System.out.print("Enter second number: ");
        int num2 = scanner.nextInt();

        System.out.println("1. Addition");
        System.out.println("2. Subtraction");
        System.out.println("3. Multiplication");
        System.out.println("4. Division");

        System.out.print("Choose operation (1-4): ");
        int choice = scanner.nextInt();

        int result = 0;
        switch (choice) {
            case 1:
                result = num1 + num2;
                break;
            case 2:
                result = num1 - num2;
                break;
            case 3:
                result = num1 * num2;
                break;
            case 4:
                result = num1 / num2;
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid choice");
                System.exit(0);
        }

        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

调试与异常处理

调试是开发过程中的重要环节，用于找出和修复程序中的错误。Java提供了多种调试工具，例如Eclipse、IntelliJ IDEA。

异常处理

异常处理使用try-catch语句来捕获并处理运行时错误。

示例代码：

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
            System.out.println(numbers[10]);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("Array index out of bounds");
        }

        try {
            int result = 10 / 0;
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Arithmetic error");
        }
    }
}

代码优化与维护

代码优化和维护是为了提高代码的可读性、可维护性和性能。

代码优化

减少冗余代码：避免重复代码，使用函数或类来封装重复的逻辑。
使用合适的数据结构：选择合适的数据结构，例如数组、列表、集合等，可以提高程序的效率。
重构代码：将复杂的代码分解成更小、更易维护的模块。

代码维护

编写文档：为代码编写清晰的注释和文档，方便后续的维护。
代码审查：定期进行代码审查，找出潜在的问题。
版本控制：使用版本控制系统，例如Git，管理代码的变更历史。

示例代码：

public class CodeOptimization {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例1: 使用合适的数据结构
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            numbers.add(i);
        }

        // 示例2: 代码重构
        int result = optimizeSum(10000);
        System.out.println("Sum: " + result);
    }

    public static int optimizeSum(int n) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
}

总结

通过以上内容，你已经掌握了Java的基础知识和基本实践。建议进一步学习Java的高级特性和框架，例如Spring Boot、Hibernate、JavaFX等，以进一步提高编程技能。推荐的学习网站是慕课网，上面有许多优质的Java课程和资源。

继续学习和实践，祝你在Java编程道路上越走越远！

點擊查看更多內容

為 TA 點贊

若覺得本文不錯，就分享一下吧！

評論

評論

共同學習，寫下你的評論

評論加載中...

展開查看更多評論

作者其他優質文章

正在加載中

慕蓋茨4494581

手記
篇

粉絲

12

獲贊與收藏

29

關注作者，訂閱最新文章

閱讀免費教程

Java并發工具

23個小節 19845 321

Java 并發原理入門教程

26個小節 40025 580

Java 入門教程

50個小節 351803 3256

推薦

評論

收藏

共同學習，寫下你的評論



感謝您的支持，我會繼續努力的～

掃碼打賞，你說多少就多少

贊賞金額會直接到老師賬戶

支付方式

打開微信掃一掃，即可進行掃碼打賞哦

今天注冊有機會得

100積分直接送

付費專欄免費學

大額優惠券免費領

立即參與放棄機會

點擊
抽獎

慕課手記新用戶專享福利

恭喜你，你的運氣太好了，居然抽中了 100個積分！

恭喜你，抽中了價值元的專欄！

太棒了，直接落到你賬戶里！

積分商城里的羅技鼠標、機械鍵盤、
Kindle 閱讀器、小米平衡車
Apple iPad （10.2英寸）、大額優惠券
在等著你去兌換了噢

作者：

免費贈送

兌換碼：1111222211 復制

優惠券可用于購買實戰課、體系課
無門檻使用

先去看看，有什么好東西馬上兌換我愛學習，選課去


亚洲在线久爱草,狠狠天天香蕉网,天天搞日日干久草,伊人亚洲日本欧美

熱搜

最近搜索清空

Java零基礎資料：新手必讀的入門教程

Java的定义与特点

Java的应用领域

Java的发展历程

JDK的下载与安装

配置环境变量

Windows

Linux

简单程序的编写与运行

变量与数据类型

基本数据类型

引用数据类型

基本运算符

数学运算符

逻辑运算符

控制结构

条件语句

循环语句

跳转语句

类与对象

类的定义

对象的创建

构造函数与析构函数

构造函数

析构函数

继承与多态

继承

多态

String类与字符串操作

创建字符串

字符串操作

数组与集合框架

数组

ArrayList

HashSet

HashMap

文件与IO流操作

文件操作

IO流操作

创建简单的Java项目

项目目录结构

实现代码

调试与异常处理

异常处理

代码优化与维护

代码优化

代码维护

閱讀免費教程