《Java编程基础》课件

编程基础Java欢迎来到编程基础课程！本课程旨在为初学者提供全面的编程入门Java Java知识我们将从开发环境的搭建开始，逐步深入到语法基础、面向Java Java对象编程、异常处理以及常用类库的使用通过本课程的学习，您将能够掌握编程的核心概念和技能，为今后更深入的开发打下坚实的基础Java Java让我们一起开启编程之旅！Java课程简介与目标课程简介1本课程是为零基础或有少量编程经验的学员设计的入门课程，内Java容涵盖编程的核心概念和常用技术我们将通过理论讲解、实例Java演示和实践练习相结合的方式，帮助学员快速掌握编程的基本技Java能课程目标2完成本课程后，学员应能够理解编程的基本概念；•Java熟练掌握语法；•Java能够独立编写简单的程序；•Java掌握面向对象编程的基本思想；•了解常用类库的使用•Java为什么要学习？Java跨平台性广泛的应用领域强大的社区支持具有一次编写，到处运行的特性，被广泛应用于企业级应用开发、移拥有庞大的开发者社区，这意味着Java“”Java Java这意味着您编写的程序可以在不同动应用开发（）、应用开发、您可以轻松找到各种学习资源、解决问Java AndroidWeb的操作系统上运行，无需修改代码这大数据处理、云计算等领域掌握，题的方法以及与其他开发者交流的机会Java使得成为构建跨平台应用程序的理您将拥有广阔的职业发展前景社区的活跃性为您的学习和职业发Java Java想选择展提供了强有力的支持的应用领域Java企业级应用开发Java在企业级应用开发领域占据重要地位，许多大型企业使用Java构建其核心业务系统，如银行、金融、电信等行业移动应用开发（）AndroidAndroid操作系统是基于Java开发的，因此Java是Android移动应用开发的主要语言掌握Java，您可以开发各种Android应用应用开发WebJava在Web应用开发领域也有广泛应用，例如使用Spring、Struts等框架开发Web应用，为用户提供丰富的Web服务大数据处理Java在大数据处理领域也扮演着重要角色，许多大数据处理框架，如Hadoop、Spark等，都是使用Java开发的课程内容概述开发环境搭建Java1我们将学习如何安装JDK、配置环境变量，以及使用常用的Java集成开发环境（IDE），如IntelliJ IDEA和Eclipse语法基础Java2我们将学习Java的基本数据类型、变量、运算符、控制语句等，为编写Java程序打下坚实的基础面向对象编程3我们将深入学习面向对象编程的核心概念，如类、对象、封装、继承、多态等，掌握Java面向对象编程的思想异常处理与常用类库4我们将学习Java异常处理机制，以及如何使用Java常用类库，如Math类、Random类等，提高编程效率学习方法与资源阅读书籍在线学习实践练习阅读经典的编程书利用在线学习平台，如通过编写大量的程Java Java籍，如《核心技术、慕课网等，序，可以巩固所学知识，Java Coursera卷》等，可以帮助您系可以观看编程的视并提高编程能力可以Java统地学习知识频课程，并参与在线讨从简单的练习开始，逐Java论步挑战复杂的项目开发环境搭建Java下载安装配置环境变量验证安装JDK JDK从官网下载适合您操按照安装向导完成的安设置、、在命令行输入，Oracle JDKJAVA_HOME PATHjava-version作系统的版本装等环境变量如果显示版本信息，则JDK CLASSPATHJDK安装成功的安装与配置JDK安装21下载验证3（）是开发的核心工具包，包含了编译器、虚拟机（）以及各种类库安装是JDK JavaDevelopment KitJava Java Java JVM Java JDK进行编程的第一步请务必从官网下载最新版本的，并按照官方指南进行安装安装完成后，需要配置环境变量，以Java OracleJDK便在命令行中使用命令Java设置环境变量JAVA_HOME,PATH,CLASSPATHCLASSPATH1指定类路径PATH2指定命令路径JAVA_HOME3安装目录JDK设置环境变量是开发环境配置的重要步骤指向的安装目录，用于指定系统在哪些目录下可以找到Java JAVA_HOME JDKPATH Java命令，用于指定类库的路径正确配置环境变量可以确保程序能够顺利编译和运行CLASSPATH Java Java使用IDE IntelliJ IDEA,EclipseIntelliJ IDEAEclipse是一款功能强大的集成开发环境，具有智能代是另一款流行的集成开发环境，也是开源的IntelliJIDEAJava EclipseJava码提示、代码重构、调试等功能，可以提高开发效率它具有强大的插件机制，可以通过安装各种插件来扩展其Java Eclipse提供了友好的用户界面和丰富的插件支持，是许多开发者功能也是许多开发者常用的工具之一Java EclipseJava的首选工具创建第一个程序Java新建文件Java在中新建一个文件，命名为IDE JavaHelloWorld.java编写代码在文件中编写程序代码HelloWorld.java HelloWorld编译代码使用或命令行编译代码IDE Java运行程序运行编译后的程序，查看输出结果Java编写程序Hello Worldpublic class HelloWorld{public staticvoid mainString[]args{System.out.printlnHello,World!;}}这段代码是Java编程的经典入门程序，用于在控制台输出“Hello,World!”public classHelloWorld定义了一个名为HelloWorld的类，publicstatic voidmainString[]args是Java程序的主方法，程序从这里开始执行，System.out.printlnHello,World!;用于在控制台输出字符串编译代码Java使用命令javac打开命令行，切换到代码所在的目录，输入Java javac命令，即可编译代码HelloWorld.java Java生成文件.class编译成功后，会在当前目录下生成一个名为HelloWorld.class的字节码文件，这是虚拟机可以执行的文件Java编译代码是将源代码转换为虚拟机可以执行的字节码的过程Java Java Java是编译器，可以将文件编译成文件编译是程序javac Java.java.class Java运行的前提运行程序Java虚拟机执行Java使用命令java虚拟机（）会加载并执行文件中的字节Java JVMHelloWorld.class打开命令行，切换到Java代码所在的目录，输入java HelloWorld码，将“Hello,World!”输出到控制台命令，即可运行程序Java运行程序是指虚拟机（）加载并执行字节码的过程命令用于启动虚拟机，并指定要执行的类运Java JavaJVMJavajava Java Java行是程序最终实现功能的过程Java理解程序结构Java类（）方法（）变量（）Class MethodVariable程序的基本组成单元，所有代码都必类中定义的执行特定任务的代码块用于存储数据的内存单元Java须放在类中程序是面向对象的，因此程序的基本组成单元是类一个程序可以包含多个类，每个类可以包含多个方法和变量主方JavaJavaJava法是程序的入口点，程序从主方法开始执行理解程序结构是编写程序的基础JavaJavaJava语法基础Java数据类型1Java支持多种数据类型，包括整型、浮点型、字符型、布尔型等变量2变量用于存储数据，必须先声明后使用运算符3Java提供了丰富的运算符，用于进行各种运算控制语句4控制语句用于控制程序的执行流程Java语法是编写Java程序的基础掌握Java语法，可以编写各种功能的Java程序Java语法包括数据类型、变量、运算符、控制语句等理解Java语法，可以编写高效、可靠的Java程序数据类型整型、浮点型、字符型、布尔型数据类型描述占用空间取值范围整型字节int4-2147483648~2147483647单精度浮点型字节约float4±

1.4E-45~±

3.4E+38字符型字节char20~65535布尔型位或boolean1true false提供了多种基本数据类型，用于存储不同类型的数据整型用于存储整Java数，浮点型用于存储小数，字符型用于存储字符，布尔型用于存储真或假选择合适的数据类型可以节省内存空间，提高程序效率变量的声明与赋值int age;//声明一个整型变量ageage=20;//将20赋值给agefloat price=

99.9f;//声明一个浮点型变量price并赋值char gender=M;//声明一个字符型变量gender并赋值boolean isStudent=true;//声明一个布尔型变量isStudent并赋值变量是用于存储数据的内存单元，必须先声明后使用变量的声明包括变量的类型和名称变量的赋值是将数据存储到变量中支持在声明变量的Java同时进行赋值，也可以先声明变量，再进行赋值变量的类型必须与所存储的数据类型一致常量定义final doublePI=

3.14159;//定义一个double类型的常量PIfinal StringNAME=HelloWorld;//定义一个String类型的常量NAME常量是指在程序运行过程中值不能被改变的变量在中，使用关键Java final字来定义常量常量必须在声明时进行初始化，并且一旦初始化后，就不能再被修改常量通常用于存储不会改变的数据，如圆周率、文件名等运算符算术、关系、逻辑、位运算符运算符类型运算符描述算术运算符+、-、*、/、%加、减、乘、除、取余关系运算符==、!=、、、=、=等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于逻辑运算符、||、!与、或、非位运算符、|、^、~、、按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移、右移Java提供了丰富的运算符，用于进行各种运算算术运算符用于进行数学运算，关系运算符用于进行比较运算，逻辑运算符用于进行逻辑运算，位运算符用于进行位运算掌握Java运算符可以编写各种复杂的程序控制语句条件语句语句语句1if2if-else用于在满足条件时执行一段代用于在满足条件时执行一段代码码，否则执行另一段代码语句3if-else if-else用于在多个条件中选择一个执行条件语句用于根据不同的条件执行不同的代码块提供了语句、Java if if-else语句和语句来实现条件判断条件语句是控制程序执行流程的if-else if-else重要工具语句ifint age=20;if age=18{System.out.printlnYou arean adult.;}语句用于在满足条件时执行一段代码如果语句中的条件为真，则执行if if if语句后面的代码块如果语句中的条件为假，则跳过语句后面的代码块ifif语句是条件语句中最基本的形式if语句if-elseint age=15;if age=18{System.out.printlnYou arean adult.;}else{System.out.printlnYou area minor.;}语句用于在满足条件时执行一段代码，否则执行另一段代码如果语if-else if句中的条件为真，则执行语句后面的代码块如果语句中的条件为假，则ifif执行语句后面的代码块语句可以实现二选一的逻辑else if-else语句if-else if-elseint score=85;if score=90{System.out.printlnExcellent;}else ifscore=80{System.out.printlnGood;}else ifscore=70{System.out.printlnAverage;}else{System.out.printlnFail;}if-elseif-else语句用于在多个条件中选择一个执行如果第一个if语句中的条件为真，则执行该if语句后面的代码块，并跳过后面的所有elseif和else语句如果第一个if语句中的条件为假，则判断下一个语句中的条件，如果为真，则执行该语句else ifelse if后面的代码块，并跳过后面的所有elseif和else语句如果所有if和elseif语句中的条件都为假，则执行else语句后面的代码块if-elseif-else语句可以实现多选一的逻辑控制语句循环语句循环循环循环for while do-while用于重复执行一段代码，用于在满足条件时重复用于先执行一次代码，直到满足退出条件为止执行一段代码然后在满足条件时重复执行循环语句用于重复执行一段代码提供了循环、循环和Java forwhile do-循环来实现循环控制循环语句是控制程序执行流程的重要工具，可以while用于处理重复性的任务循环forfor inti=0;i10;i++{System.out.printlni;}循环用于重复执行一段代码，直到满足退出条件为止循环的语法包括for for初始化部分、条件判断部分和循环更新部分初始化部分用于初始化循环变量，条件判断部分用于判断是否继续循环，循环更新部分用于更新循环变量循环适用于已知循环次数的情况for循环whileint i=0;while i10{System.out.printlni;i++;}循环用于在满足条件时重复执行一段代码只要循环中的条件为while while真，就一直执行循环后面的代码块循环适用于循环次数未知的while while情况在使用循环时，需要注意循环条件的更新，避免出现死循环while循环do-whileint i=0;do{System.out.printlni;i++;}while i10;循环用于先执行一次代码，然后在满足条件时重复执行do-while do-while循环与循环的区别在于，循环至少会执行一次循环while do-whiledo-while适用于需要先执行一次，然后再判断是否继续循环的情况方法的定义与调用方法声明参数返回值定义方法的名称、参数方法接收的输入数据方法执行后返回的结果和返回值类型方法是程序中用于执行特定任务的代码块方法可以接收参数，并返回Java结果方法的定义包括方法声明、方法体和返回值方法的调用是指执行方法中的代码方法是程序模块化的重要手段Java方法的声明public static int addint a,int b{return a+b;}方法的声明包括方法的修饰符、返回值类型、方法名和参数列表表public示方法的访问权限，表示方法是静态方法，表示方法的返回值类型，staticint表示方法名，表示方法的参数列表方法的声明必须在类中add inta,int b进行方法的参数与返回值参数返回值方法可以接收零个或多个参数参数用于向方法传递数据参数方法可以返回一个值，也可以不返回任何值（）返回值是void可以是基本数据类型，也可以是对象类型参数的类型和顺序必方法执行后返回的结果返回值的类型必须与方法声明中的返回须与方法声明中的参数列表一致值类型一致如果方法没有返回值，则返回值类型为void方法的参数和返回值是方法与外界进行数据交互的桥梁通过参数，可以将数据传递给方法进行处理；通过返回值，可以将方法的处理结果返回给调用者合理使用方法的参数和返回值可以提高程序的灵活性和可复用性方法的重载public classCalculator{public intaddinta,int b{return a+b;}public doubleadddouble a,double b{return a+b;}}方法的重载是指在同一个类中定义多个方法名相同但参数列表不同的方法参数列表不同包括参数的类型、数量或顺序不同方法的重载可以提高程序的可读性和灵活性编译器会根据调用方法时传入的参数类型和数量来决定调用哪个重载方法数组数组声明数组初始化12声明数组的类型和名称为数组分配内存空间，并初始化数组元素数组元素访问3通过索引访问数组中的元素数组是用于存储相同类型数据的集合数组的长度在创建时确定，且不可改变数组中的每个元素都有一个索引，从开始数组可以存储基本数据类0型，也可以存储对象类型数组是程序中常用的数据结构Java数组的声明与初始化int[]numbers=new int

[5];//声明一个长度为5的整型数组String[]names={Alice,Bob,Charlie};//声明并初始化一个字符串数组数组的声明包括数组的类型和名称数组的初始化是指为数组分配内存空间，并初始化数组元素支持静态初始化和动态初始化两种方式静态初始Java化是指在声明数组的同时为数组元素赋值，动态初始化是指先声明数组，然后再为数组元素赋值数组元素的访问int[]numbers={1,2,3,4,5};System.out.printlnnumbers

[0];//访问数组的第一个元素，输出1numbers

[2]=10;//修改数组的第三个元素System.out.printlnnumbers

[2];//输出10数组元素的访问通过索引进行数组的索引从开始，到数组长度结束0-1可以通过索引读取数组元素的值，也可以通过索引修改数组元素的值在使用数组时，需要注意数组越界的问题，即访问了超出数组索引范围的元素多维数组int[][]matrix=new int

[3]

[4];//声明一个3行4列的整型二维数组matrix

[0]

[0]=1;//修改第一行第一列的元素int value=matrix

[1]

[2];//读取第二行第三列的元素多维数组是指数组中的元素也是数组支持多维数组，可以创建二维数组、三维数组等多维数组的声明和初始化与一维数组类Java似，只是需要指定多个维度的长度多维数组的元素访问也需要指定多个维度的索引字符串类不可变性常用方法String中使用类来表示字符串对象是不可变的，一旦创建就不类提供了许多常用的方法，如Java String String String能被修改、、等length substring equals字符串是程序中常用的数据类型，用于存储文本数据中使用类来表示字符串对象是不可变的，一旦创建就JavaJavaStringString不能被修改类提供了许多常用的方法，可以对字符串进行各种操作String类的常用方法String方法名描述示例length返回字符串的长度Hello.length//返回5substringint beginIndex,返回字符串的子字符串Hello.substring1,4//int endIndex返回ellequalsObject obj比较字符串是否相等Hello.equalshello//返回falseindexOfString str返回子字符串在字符串Hello.indexOfl//返中第一次出现的索引回2String类提供了许多常用的方法，用于对字符串进行各种操作length方法用于获取字符串的长度，方法用于截取字符串的子字符串，方法用于比较字符串substringequals是否相等，indexOf方法用于查找子字符串在字符串中第一次出现的索引掌握String类的常用方法可以方便地对字符串进行处理字符串的连接与比较字符串连接字符串比较可以使用运算符或方法连接字符串使用运算符可以使用方法或方法比较字符串“+”concat“+”equals compareToequals连接字符串时，如果其中一个操作数不是字符串，则会自动转换方法比较字符串的内容是否相等，方法比较字符串compareTo为字符串方法只能连接字符串的大小关系方法返回一个布尔值，方法concat equalscompareTo返回一个整数字符串的连接与比较是字符串操作中常用的操作提供了多种方式来实现字符串的连接与比较，开发者可以根据实际情况选择合Java适的方式与StringBuffer StringBuilderStringBuffer是线程安全的，适用于多线程环境StringBufferStringBuilder是线程不安全的，适用于单线程环境StringBuilder和都是用于构建可变字符串的类是线StringBuffer StringBuilderStringBuffer程安全的，是线程不安全的在单线程环境下，的StringBuilder StringBuilder性能优于在多线程环境下，建议使用StringBuffer StringBuffer面向对象编程基础类与对象1类是对象的模板，对象是类的实例封装2将数据和方法封装在类中，隐藏实现细节继承3子类继承父类的属性和方法多态4同一个方法可以有不同的实现方式面向对象编程（）是一种编程思想，将程序看作是由对象组成的集合OOP OOP的核心概念包括类与对象、封装、继承和多态可以提高程序的可读性、可维OOP护性和可复用性是一种面向对象的编程语言Java类与对象概念描述类（）是对象的模板，描述了对象的属Class性和行为对象（）是类的实例，是具有具体属性值Object和行为的实体类是对象的抽象，对象是类的具体实例一个类可以创建多个对象对象具有状态（属性）和行为（方法）类定义了对象的属性和方法，对象则拥有具体的属性值和方法实现类的定义public classPerson{String name;int age;public voidsayHello{System.out.printlnHello,my nameis+name+,I am+age+years old.;}}类的定义包括类的声明、属性定义和方法定义类的声明使用关键字，class属性定义用于描述对象的状态，方法定义用于描述对象的行为类的定义是创建对象的基础对象的创建Person person=new Person;//创建一个Person对象person.name=Alice;//设置对象的属性值person.age=20;person.sayHello;//调用对象的方法对象的创建使用关键字创建对象后，可以设置对象的属性值，并调用new对象的方法对象是类的具体实例，可以执行类中定义的操作类的属性与方法1属性方法2属性用于描述对象的状态，方法用于描述对象的行为属性可以是基本数据类型，也可以是对象类型方法可以接收参数，并返回结果属性和方法是类的两个重要组成部分封装、继承与多态封装继承多态封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性封装隐藏对象的实现细节，继承实现代码的复用，多态实现同一个方法可以有不同的实现方式掌握封装、继承和多态是理解面向对象编程的关键封装的概念与实现public classPerson{private String name;//将name属性设置为私有public StringgetName{return name;}public voidsetNameString name{this.name=name;}}封装是指将数据和方法封装在类中，隐藏实现细节通过将属性设置为私有（），可以防止外部直接访问和修改属性的值通过提供公共的和private getter方法，可以控制对属性的访问和修改封装可以提高程序的安全性和可维护setter性继承的概念与实现public class Animal{String name;public voideat{System.out.printlnAnimal iseating.;}}public classDog extendsAnimal{//Dog类继承自Animal类public voidbark{System.out.printlnDog isbarking.;}}继承是指子类继承父类的属性和方法子类可以继承父类的所有公共属性和方法，也可以重写父类的方法继承可以实现代码的复用，提高程序的扩展性使用extends关键字来实现继承多态的概念与实现public classAnimal{public void makeSound{System.out.printlnAnimal ismaking sound.;}}public classDog extendsAnimal{@Overridepublic voidmakeSound{System.out.printlnDog isbarking.;}}public classCat extendsAnimal{@Overridepublic voidmakeSound{System.out.printlnCat ismeowing.;}}多态是指同一个方法可以有不同的实现方式多态可以通过方法重写和接口实现在运行时，根据对象的实际类型来调用相应的方法实现多态可以提高程序的灵活性和可扩展性抽象类与接口抽象类接口抽象类不能被实例化，只能被继承抽象类可以包含抽象方法和接口是一种完全抽象的类型，只包含抽象方法和常量一个类可非抽象方法抽象方法必须在子类中被实现以实现多个接口接口用于定义规范，实现类必须实现接口中的所有方法抽象类和接口都是中实现抽象的重要手段抽象类可以提供部分实现，而接口则只定义规范选择使用抽象类还是接口取决于具Java体的需求抽象类的定义与使用public abstractclassAnimal{Stringname;public abstractvoidmakeSound;//抽象方法public voideat{System.out.printlnAnimal iseating.;}}public classDog extendsAnimal{@Overridepublic voidmakeSound{System.out.printlnDog isbarking.;}}抽象类使用abstract关键字来定义抽象类不能被实例化，只能被继承抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法抽象方法必须在子类中被实现抽象类用于定义一种模板，子类必须实现模板中的抽象方法接口的定义与实现public interfaceFlyable{void fly;//抽象方法}publicclassBird implementsFlyable{//Bird类实现Flyable接口@Overridepublic voidfly{System.out.printlnBird isflying.;}}接口使用interface关键字来定义接口是一种完全抽象的类型，只包含抽象方法和常量一个类可以实现多个接口接口用于定义一种规范，实现类必须实现接口中的所有方法使用implements关键字来实现接口异常处理异常概念程序在运行过程中发生的错误语句try-catch用于捕获和处理异常语句finally无论是否发生异常，都会执行的代码块抛出异常使用throw关键字抛出异常异常处理是指程序在运行过程中发生错误时，采取的措施Java提供了异常处理机制，可以捕获和处理异常，保证程序的稳定性异常处理包括异常的概念、try-catch语句、finally语句和抛出异常异常的概念受检异常非受检异常必须在代码中显式处理的异常，例如不需要在代码中显式处理的异常，例如IOException NullPointerException异常是指程序在运行过程中发生的错误中的异常分为受检异常和非受检异常受检异常必须在代码中显式处理，否则无法通过Java编译非受检异常可以不显式处理，但可能会导致程序崩溃语句try-catchtry{//可能会发生异常的代码int result=10/0;}catch ArithmeticExceptione{//捕获并处理异常System.out.println发生算术异常+e.getMessage;}语句用于捕获和处理异常块包含可能会发生异常的代码，try-catch try块包含捕获和处理异常的代码如果块中的代码发生异常，则会跳catch try转到相应的块执行可以有多个块来捕获不同类型的异常catch catch语句finallytry{//可能会发生异常的代码int result=10/0;}catch ArithmeticExceptione{//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.printlnfinally代码块执行;}语句用于定义无论是否发生异常，都会执行的代码块语句通常finally finally用于释放资源，例如关闭文件、关闭数据库连接等即使块中发生了异常，try并且没有被块捕获，块也会执行语句保证了资源的释放catch finallyfinally抛出异常public voiddivideint a,int bthrowsArithmeticException{if b==0{throw newArithmeticException除数不能为0;}int result=a/b;}使用关键字可以抛出异常抛出异常会将异常传递给调用者，由调用throw者来处理可以在方法声明中使用关键字来声明方法可能会抛出的异throws常类型抛出异常是一种主动报告错误的方式常用类库Java类类Math Random提供常用的数学计算方法生成随机数提供了丰富的类库，可以方便地进行各种操作常用类库包括JavaJavaMath类、类等掌握常用类库可以提高编程效率Random Java类Math方法名描述示例Math.absint a返回绝对值Math.abs-10//返回10Math.maxint a,int b返回最大值Math.max10,20//返回20Math.minint a,int b返回最小值Math.min10,20//返回10Math.powdouble a,double b返回a的b次方Math.pow2,3//返回

8.0Math类提供了常用的数学计算方法，例如求绝对值、最大值、最小值、幂等Math类中的方法都是静态方法，可以直接通过类名调用Math类可以方便地进行各种数学计算类RandomRandom random=new Random;//创建一个Random对象int randomNumber=random.nextInt100;//生成一个0-99的随机整数System.out.println生成的随机数+randomNumber;类用于生成随机数可以使用方法生成一个随机整数，可以Random nextInt指定随机数的范围可以使用方法生成一个随机小数nextDouble类可以用于生成各种随机数，例如用于游戏、模拟等Random。