Java 语言教程 - 技术栈

Java 语言全面教程

一、Java 概述

Java 是一种面向对象的编程语言，具有"一次编写，到处运行"(Write Once, Run Anywhere)的跨平台特性。它的核心思想是面向对象编程(OOP)，围绕封装、继承、多态三大特性展开。

二、Java 基础语法

1. 基本数据类型（8种）

整型：byte、short、int(最常用)、long
浮点型：float、double(最常用)
字符型：char(存储单个字符，如 'A')
布尔型：boolean(只有 true 和 false 两个值)

2. 变量声明与使用

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int age = 25;          // 整型变量
String name = "张三";    // 引用类型变量

3. 程序逻辑控制

运算符：算术运算符(+, -, *, /, %)、关系运算符(>, <, ==, !=)、逻辑运算符(&&, ||, !)等
条件语句：if-else、switch-case
循环语句：for、while、do-while

三、面向对象编程(OOP)

1. 类与对象

类：是对象的蓝图或模板，定义了对象的属性(字段)和行为(方法)
对象：是类的实例，是真实存在的个体

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// 类的定义
public class Person {
    // 成员变量（属性）
    String name;
    int age;
    
    // 成员方法（行为）
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, I'm " + name);
    }
}

// 创建和使用对象
Person person = new Person();
person.name = "张三";
person.sayHello();

2. 构造器

构造器用于初始化对象，具有以下特点：

必须与类名相同
没有返回类型，也不能写void
使用new关键字创建对象时会自动调用构造器

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public class Person {
    String name;
    
    // 无参构造器
    public Person() {
        name = "默认名称";
    }
    
    // 有参构造器
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

3. 面向对象三大特性

(1) 封装

将数据(字段)和操作数据的方法绑定在一起，并隐藏内部实现细节。通常通过将字段设为private，然后提供公共的getter和setter方法来访问和修改。

(2) 继承

允许一个类(子类)继承另一个类(父类)的字段和方法，实现代码复用。使用extends关键字。

java 复制代码

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物需要进食");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

(3) 多态

同一个方法在不同对象上有不同的实现。多态的实现需要满足三个条件：继承、方法重写、父类引用指向子类对象。

四、接口

1. 接口的定义与特点

接口是抽象方法的集合，通常用interface关键字声明：

方法默认都是public abstract
变量默认是public static final
接口不能被实例化，需要被实现
实现接口的类必须实现所有方法，否则必须声明为抽象类

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interface IPay {
    int MONEY = 100;  // 相当于 public static final int MONEY = 100;
    
    void pay();       // 相当于 public abstract void pay();
}

class Alipay implements IPay {
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("支付宝支付");
    }
}

2. 接口的继承与实现

接口可以继承另一个接口，使用extends关键字
一个类可以实现多个接口，用逗号分隔

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interface IOnlinePay extends IPay {}
class WeChatPay implements IPay, IOnlinePay {
    // 实现方法
}

3. JDK 8 接口新特性

static方法：接口中可以有static方法，必须有方法实现体，接口名直接调用
default方法：接口中新增default关键字修饰的方法，必须有方法体，可以在子类或子接口中被重写

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interface IPay {
    static void staticMethod() {
        System.out.println("接口中的静态方法");
    }
    
    default void defaultMethod() {
        System.out.println("接口中的默认方法");
    }
}

五、常用API与数据结构

1. Collections框架

Java的Collections框架提供了一套用于存储和操作数据的接口和类：

(1) List接口

有序集合，允许重复元素
常用实现类：ArrayList、LinkedList

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

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");

(2) Set接口

无序集合，不允许重复元素
常用实现类：HashSet、TreeSet

(3) Map接口

键值对集合，不允许重复键
常用实现类：HashMap、TreeMap

2. 常用工具类

String：字符串操作类
StringBuilder/StringBuffer：可变字符串，用于高效拼接字符串
Date/Calendar：日期时间处理
Math：数学运算方法
Arrays：数组操作工具类

六、异常处理

Java使用异常机制来处理程序运行时可能出现的错误：

java 复制代码

try {
    // 可能发生异常的代码
    int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {
    // 捕获并处理异常
    System.out.println("发生算术异常：" + e.getMessage());
} finally {
    // 无论是否发生异常都会执行的代码
    System.out.println("程序结束");
}

七、Java高级特性

泛型：提供编译时类型安全检测机制
反射：运行时动态获取类的信息和调用方法
注解：为代码添加元数据信息
多线程：并发编程支持
IO流：文件和网络操作

八、学习建议

循序渐进：从基础语法开始，逐步掌握面向对象编程
多写代码：理论结合实践，通过大量练习巩固知识
阅读源码：学习Java标准库和优秀开源框架的实现
参与项目：通过实际项目提升编程能力

Java是一门功能强大且广泛应用的编程语言，掌握好Java基础知识对后续学习框架和深入理解编程思想都至关重要。