清华大学Java课件l

课程概述Java本课程涵盖编程语言的基础知识，包括语法、数据类型、控制流程、面向Java对象编程等学生将学习如何使用编写程序，并通过各种练习和项目，培养解决问题的Java能力和编程技巧语言特点Java跨平台性面向对象安全健壮性代码可编译成字节码，可是一种纯粹的面向对象编具有安全机制，例如字节提供垃圾回收机制，自动Java Java Java Java在任何安装了Java虚拟机（程语言，支持封装、继承和多码验证、沙箱机制等，有效防管理内存，减少内存泄漏的可JVM）的平台上运行态等特性止恶意代码的执行能性，提高代码的稳定性的发展历程Java起源Java最初由Sun Microsystems的James Gosling领导的团队于1991年开发早期版本1995年，Java

1.0发布，主要用于网络应用程序开发快速发展Java

1.1加入了反射和内部类等新功能，并开始流行起来跨平台Java的“一次编写，到处运行”的特性使其成为跨平台开发的理想选择开源2007年，Sun Microsystems将Java开源，促进了其发展和普及最新版本目前最新版本是Java19，持续更新以满足不断变化的技术需求基本语法与语义关键字标识符12Java语言包含一组保留字，用标识符用于命名变量、类、方于定义语言结构法等元素，遵循特定规则数据类型运算符34Java语言提供基本数据类型，运算符用于执行各种操作，例用于表示不同类型的数据如算术、比较、逻辑运算数据类型和变量基本数据类型变量声明数据类型转换Java语言提供了八种基本数使用关键字“var”来声明变量可以将不同数据类型之间的值据类型，例如整数、浮点数，并为其指定一个类型和名称进行转换，但需要谨慎处理以、字符和布尔值这些类型表变量存储程序运行期间的值避免数据丢失或精度问题示不同类型的数值和字符运算符与表达式算术运算符比较运算符逻辑运算符赋值运算符Java支持常见的算术运算符，比较运算符用于比较两个操作逻辑运算符用于组合多个布尔赋值运算符将一个值赋给一个例如加号、减号、乘号和除号数的值，例如大于、小于、等表达式，例如与、或、非变量，例如等于号于、不等于程序流程控制顺序结构1程序按照代码的顺序逐行执行，是最基本的控制结构，没有分支或循环分支结构2根据条件判断的结果，选择执行不同的代码块，例如语if-else句，语句switch循环结构3重复执行一段代码，直到满足特定条件为止，包括循环、for循环和循环while do-while数组与排序数组概念1存储相同类型数据的集合数组操作2创建、访问、修改、遍历排序算法3冒泡排序、插入排序、选择排序高级排序4归并排序、快速排序、堆排序数组是一种数据结构，用于存储相同类型的一组数据数组提供了一种高效的方式来管理和访问数据，并支持多种操作，包括创建、访问、修Java改和遍历面向对象基础封装继承隐藏对象的内部实现细节，只暴子类继承父类的属性和方法，实露必要的接口，提高代码的安全现代码复用，并扩展新的功能性多态同一个方法可以根据不同的对象调用产生不同的结果，提高代码的灵活性面向对象设计原则

11.单一职责原则

22.开放封闭原则每个类只负责一个特定的功能对扩展开放，对修改封闭通，避免职责分散，提高代码的过接口或抽象类进行扩展，避可维护性和可复用性免修改现有代码，保证代码稳定性

33.里氏替换原则

44.依赖倒置原则子类可以替换父类，保证程序依赖于抽象，而不是具体实现的正常运行，避免代码的错误通过接口或抽象类进行依赖和风险，提高代码的灵活性和可扩展性类的定义与封装类定义1定义类的属性和方法封装2隐藏数据，提供访问接口访问控制3控制属性和方法的访问权限构造方法4初始化类的实例成员变量5存储类的属性类的定义是Java面向对象编程的核心封装是将数据和操作数据的代码捆绑在一起，保护数据，提高代码的可维护性继承与多态继承继承是面向对象编程的核心概念之一它允许创建新的类，称为子类，继承现有类的属性和方法，称为父类子类可以扩展父类的功能，并添加新的属性和方法多态多态性允许程序员使用相同的方法名，但执行不同的操作，具体取决于对象的类型这提高了代码的可读性和可维护性代码示例通过继承和多态，可以创建更灵活和可扩展的代码，并减少重复代码异常处理异常类型异常处理机制finally块抛出异常•运行时错误try-catch语句捕捉异常，进无论异常是否被捕获，finally使用throw关键字手动抛出异行处理块始终执行常逻辑错误•资源错误•文件操作文件读写文件操作类文件系统访问提供了多种类库，例如中常用的文件操作类包括类提供了类来访问文件系统，Java JavaFile JavaFileInputStream、OutputStream、，用于创建、删除、重命名、获取文件开发者可以轻松地创建、删除、重命名FileReader、FileWriter等，用于实信息等操作此外，文件和目录，以及获取文件和目录的属现文件读写操作这些类库提供了一系RandomAccessFile类提供了随机访性信息列方法，方便开发者进行文件读写操作问文件的强大功能集合框架数据结构通用性效率集合框架提供了多种数集合框架中的接口和类集合框架提供了多种算Java Java Java据结构，例如列表、集合、映都是通用的，可以处理不同类法和数据结构，以确保高效的射等每种数据结构都有自己型的数据数据操作的优势和劣势，适合不同的使使用泛型，可以保证类型安全对于不同的使用场景，可以选用场景，并提高代码的可读性和可维择最合适的集合类，以提高应List、Set、Map是Java集护性用程序的性能合框架的核心接口泛型编程代码重用类型安全集合框架泛型编程通过使用类型参数来编写代码，使泛型编程可以帮助避免类型错误，提高代码Java集合框架大量使用了泛型，使集合类代码更具通用性，可用于不同数据类型的安全性，减少调试时间能够处理不同类型的对象，提高代码的灵活性和可维护性线程编程线程创建与启动1使用Thread类创建线程对象，并调用start方法启动线程线程同步2使用synchronized关键字或Lock接口实现线程同步，确保共享资源的安全性线程通信3使用wait、notify、notifyAll方法实现线程间通信，协调线程执行线程池4使用线程池管理线程，提高程序效率，降低资源消耗线程编程是Java语言的重要特性之一，它允许程序同时执行多个任务，提高程序效率Java提供了丰富的线程编程工具，包括Thread类、Runnable接口、synchronized关键字、Lock接口等网络编程网络通信模型1Java提供了丰富的网络编程API，包括Socket类、DatagramSocket类和URL类等Socket类用于建立基于TCP/IP的连接，DatagramSocket类用于建立基于UDP的连接，URL类用于访问网络资源网络协议2Java支持多种网络协议，包括TCP、UDP、HTTP、FTP等可以根据不同的应用场景选择合适的协议网络编程应用3Java网络编程可以用于开发各种网络应用，例如网络聊天软件、Web服务器、FTP客户端等学习网络编程可以帮助你深入理解网络通信原理，并开发出功能强大的网络应用编程Java GUI编程使用和库创建图形用户界面Java GUISwing AWT提供了丰富的组件，例如按钮、文本框、下拉菜单、表格Swing等，可用于构建各种交互式应用程序编程允许开发者创建具有视觉吸引力和用户友好界面的Java GUI应用程序，以增强用户体验图形界面Swing是提供的用于创建图形用户界面的工具包它包含丰富的组件库Swing Java，例如按钮、文本框、列表框等具有跨平台性，可以在不同操作系统Swing上保持一致的外观和行为基于架构，将界面设计、数据模型和业务逻辑分离，提高了代码Swing MVC的可维护性和可扩展性提供灵活的布局管理器，可以轻松地定制界面Swing布局，满足各种需求组件JavaBean可重用性可视化设计属性和方法组件是可重用、可移植的软件组组件可以用于可视化开发环境中组件通过属性和方法来定义其行JavaBean JavaBeanJavaBean件，可以轻松地集成到不同的应用程序中，允许开发人员拖放组件以构建用户界面为，允许应用程序与组件进行交互小程序Applet什么是Applet Applet的运行机制Applet的代码Applet的安全性是一个小的程序当用户访问包含的网的代码是用语言运行在一个沙箱环境中Applet Java Applet AppletJavaApplet，可以在网页浏览器中运行页时，浏览器会下载并运行编写，并打包成JAR文件，限制了其访问系统资源的能Applet力，确保安全数据库编程JDBCJDBC概述核心概念连接数据库操作数据JDBC是一种Java API，允许•驱动程序通过JDBC驱动程序建立与数使用PreparedStatement程序员连接到各种数据库据库的连接对象执行预编译的SQL语句•连接提供了一种标准方法，•语句使用连接对象执行语句，使用对象检索查询JDBC SQLResultSet以独立于数据库的方式访问数•结果集例如查询、插入、更新和删除结果，并将其映射到Java对据库数据象单元测试与调试单元测试调试测试框架测试代码的最小单元，例如单个方法或查找和修复代码中的错误JUnit、TestNG等框架简化了测试过类程使用调试器逐行执行代码•验证代码是否按预期工作创建和运行测试用例•查看变量的值和代码执行路径••提高代码质量和稳定性提供断言和测试结果报告••中的设计模式Java

11.结构型模式

22.行为型模式结构型模式关注类和对象的组行为型模式关注类和对象之间合，例如适配器模式、桥接模的交互和职责分配，例如模板式和装饰器模式方法模式、观察者模式和策略模式

33.创建型模式创建型模式关注对象的创建过程，例如工厂模式、抽象工厂模式和单例模式开发Java EEWebServlet技术JSP技术是中用于处理（）允Servlet JavaEE JSPJavaServer Pages请求的核心技术，提供了一许在中嵌入代码，Web HTMLJava种标准机制来创建动态Web内容使页面更加动态和交互性强，适合开发展示型Web页面JSF技术EJB技术（）是一（JSF JavaServerFaces EJBEnterprise JavaBeans个基于组件的框架，简化了）提供了用于构建企业级Web Java应用开发过程，使开发人员应用的组件模型，包含会话Web专注于业务逻辑Bean、实体Bean和消息驱动的Bean常见框架与工具Spring框架是一个开源框架，它为企业级应用程序提供了全面的基础架构支持Spring JavaHibernate框架是一个开源的框架，它简化了应用程序与关系型数据库的交互Hibernate ORMJavaMaven构建工具是一个项目管理和构建工具，它简化了项目的构建、依赖管理和发布过程Maven Java项目管理Maven依赖管理构建生命周期提供强大的依赖管理功能，通过文件定义项目的依定义了一套标准的构建生命周期，包含编译、测试、打包Maven POMMaven赖关系、部署等阶段从中央仓库或私服下载依赖的库文件，自动解决依赖冲突用户可以通过插件扩展功能，实现自定义的构建过程Maven Maven未来发展趋势云原生人工智能12正积极拥抱云原生技术，提供更强的可移植性，优化在机器学习和深度学习方面发挥重要作用，为数据科Java Java容器化部署，提升微服务架构的适应能力学和人工智能领域提供强大的开发工具物联网区块链34被广泛应用于物联网设备的开发，为智能家居、工业在区块链技术的开发中扮演重要角色，为去中心化应JavaJava自动化等领域提供灵活的编程解决方案用和数字资产管理提供安全可靠的基础学习建议勤于练习注重基础积极交流是一门实践性很强的语言，实践是最的基础知识非常重要，要打好基础，学习过程中，遇到问题时，要积极寻JavaJavaJava好的学习方法多写代码，多做项目，才才能学得更深入求帮助，与其他同学进行交流，互相学习能真正掌握Java。