清華大學Java課件 n

清華大學Java課件歡迎學習Java編程課程！Java語言概述Java是一種面向?qū)ο缶幊陶Z言，由SunMicrosystems公司于1995年推出，現(xiàn)在屬于Oracle公司。Java以其跨平臺性而聞名，這意味著用Java編寫的程序可以在不同的操作系統(tǒng)上運行。Java廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括Web開發(fā)、移動應(yīng)用開發(fā)、企業(yè)級應(yīng)用程序開發(fā)等。Java歷史發(fā)展11991SunMicrosystems的JamesGosling領(lǐng)導團隊開始開發(fā)Oak語言。21995Oak更名為Java，正式發(fā)布。32000Java2平臺發(fā)布，包含J2SE、J2EE和J2ME。42004SunMicrosystems發(fā)布Java5，引入泛型和增強for循環(huán)。Java的基本特點面向?qū)ο驤ava是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，它將代碼組織成類和對象，使代碼更易于理解、維護和擴展。平臺無關(guān)性Java的“一次編寫，到處運行”特性意味著代碼可以在不同的操作系統(tǒng)上運行，無需重新編譯。安全Java提供了一套安全機制，例如沙箱模型和字節(jié)碼驗證，防止惡意代碼運行。易于學習Java語法簡潔，易于理解，適合初學者學習。Java的編程環(huán)境Java編程環(huán)境包含了開發(fā)、編譯、運行和調(diào)試Java程序所需的工具和軟件。主要包括以下幾個部分：JDK(JavaDevelopmentKit):Java開發(fā)工具包，包含了Java編譯器、解釋器、類庫等。IDE(IntegratedDevelopmentEnvironment):集成開發(fā)環(huán)境，提供了代碼編輯、調(diào)試、編譯、運行等功能，常用的IDE包括Eclipse、IntelliJIDEA、NetBeans等。JVM(JavaVirtualMachine):Java虛擬機，負責執(zhí)行Java字節(jié)碼，將Java代碼轉(zhuǎn)換為計算機可以理解的機器碼。變量與數(shù)據(jù)類型整型用于表示整數(shù)，例如10,-5,0.浮點型用于表示小數(shù)，例如3.14,-2.5.布爾型用于表示真假值，例如true,false.字符型用于表示單個字符，例如'A','b','1'.運算符與表達式1算術(shù)運算符Java支持基本的算術(shù)運算符，例如加、減、乘、除、取余。2關(guān)系運算符用來比較兩個操作數(shù)的值，例如大于、小于、等于、不等于。3邏輯運算符用于組合多個條件表達式，例如與、或、非。4位運算符對操作數(shù)的二進制位進行操作，例如按位與、按位或、按位異或。流程控制語句1順序結(jié)構(gòu)語句按順序執(zhí)行2選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同語句3循環(huán)結(jié)構(gòu)重復執(zhí)行特定語句數(shù)組數(shù)據(jù)存儲數(shù)組是存儲相同類型數(shù)據(jù)的容器。索引訪問通過索引可以快速訪問數(shù)組中的元素。內(nèi)存連續(xù)數(shù)組元素在內(nèi)存中連續(xù)存放，提高訪問效率。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計抽象從現(xiàn)實世界中抽象出對象模型，并使用類和對象來表示這些模型。封裝將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法封裝在對象中，以保護數(shù)據(jù)并提高代碼的可維護性。繼承允許創(chuàng)建新的類繼承現(xiàn)有類的屬性和方法，從而實現(xiàn)代碼重用和擴展。多態(tài)通過接口和抽象類，允許不同的對象以不同的方式響應(yīng)相同的調(diào)用，實現(xiàn)代碼的靈活性和可擴展性。類與對象類類是對象的藍圖，它定義了對象的屬性和方法。對象對象是類的實例，它擁有類的屬性和方法。封裝與隱藏1保護數(shù)據(jù)封裝將數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的方法捆綁在一起,保護數(shù)據(jù)免受外部代碼的直接訪問。2控制訪問通過訪問修飾符(public,private,protected)控制對數(shù)據(jù)和方法的訪問權(quán)限。3提高可維護性封裝使代碼更易于維護和修改,因為改變類的內(nèi)部實現(xiàn)不會影響外部代碼。繼承代碼復用繼承允許子類繼承父類的屬性和方法，減少重復代碼，提高代碼效率。擴展功能子類可以添加新的屬性和方法，擴展父類的功能，實現(xiàn)更復雜的應(yīng)用。多態(tài)性基礎(chǔ)繼承是多態(tài)性的基礎(chǔ)，通過繼承，可以實現(xiàn)對不同對象的相同方法的不同實現(xiàn)。多態(tài)多種形式多態(tài)允許同一個方法名在不同的類中具有不同的實現(xiàn)方式，根據(jù)對象的類型調(diào)用不同的方法版本。代碼重用多態(tài)通過繼承和接口實現(xiàn)代碼的重用，減少重復代碼，提高代碼可維護性。靈活性和擴展性多態(tài)使程序更加靈活，易于擴展，可以輕松添加新的子類，而無需修改現(xiàn)有代碼。抽象類與接口抽象類抽象類是不能被實例化的類,用于定義其他類的共同特征接口接口是一種特殊的抽象類,只包含常量和抽象方法多態(tài)抽象類和接口支持多態(tài),使程序更加靈活和可擴展包和訪問控制包的作用組織代碼，避免命名沖突，提高代碼的可維護性和可重用性。訪問控制控制類、成員變量、方法的訪問權(quán)限，確保代碼安全和穩(wěn)定。訪問修飾符public,protected,private,default，分別代表不同訪問權(quán)限級別。異常處理機制1錯誤捕獲處理程序運行時出現(xiàn)的錯誤，例如除以零或文件不存在。2異常類型Java提供了各種內(nèi)置的異常類，如NullPointerException，IOException等。3異常處理使用try-catch塊捕獲異常，并使用finally塊進行清理工作。集合框架數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集合框架提供了各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如列表、集合、映射等，允許您以不同的方式存儲和訪問數(shù)據(jù)。泛型使用泛型可以確保類型安全，并避免在運行時出現(xiàn)類型錯誤，提高代碼的可讀性和可維護性。迭代器迭代器提供了一種標準的方式來遍歷集合中的元素，而無需了解集合的底層實現(xiàn)。IO流數(shù)據(jù)輸入輸出JavaIO流用于處理數(shù)據(jù)輸入和輸出操作，如讀取文件內(nèi)容或?qū)?shù)據(jù)寫入文件。流的分類IO流可分為字節(jié)流和字符流，分別用于處理字節(jié)數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)。流操作常用的流操作包括讀取、寫入、關(guān)閉和重定向等操作，可用于處理各種數(shù)據(jù)源和目的地。線程并發(fā)執(zhí)行線程允許程序同時執(zhí)行多個任務(wù)，提高效率。共享資源多個線程可以共享同一進程的內(nèi)存空間和資源。上下文切換操作系統(tǒng)在不同線程之間切換，模擬同時運行。網(wǎng)絡(luò)編程網(wǎng)絡(luò)協(xié)議了解常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TCP/IP、HTTP、HTTPS等，以及它們在網(wǎng)絡(luò)編程中的作用。Socket編程掌握Socket編程的概念，包括Socket的創(chuàng)建、連接、數(shù)據(jù)傳輸和關(guān)閉等操作。網(wǎng)絡(luò)安全學習網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識，例如數(shù)據(jù)加密、身份驗證和防火墻等，以保護網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的安全。圖形界面編程Java提供了豐富的圖形界面庫，如AWT和Swing，用于創(chuàng)建各種類型的應(yīng)用程序界面，例如按鈕、文本框、下拉菜單、窗口等。這些庫允許您使用Java代碼輕松地設(shè)計和實現(xiàn)交互式用戶界面。JDBC數(shù)據(jù)庫編程連接數(shù)據(jù)庫學習如何建立與數(shù)據(jù)庫的連接，并使用JDBCAPI進行連接管理。執(zhí)行SQL語句掌握使用PreparedStatement和CallableStatement執(zhí)行各種SQL語句，包括查詢、插入、更新和刪除數(shù)據(jù)。處理結(jié)果集了解如何使用ResultSet獲取查詢結(jié)果，并將其轉(zhuǎn)換為應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)類型。事務(wù)管理學習如何使用JDBC進行事務(wù)控制，確保數(shù)據(jù)庫操作的原子性和一致性。Servlet和JSP1ServletServlet是運行在服務(wù)器端的Java程序，用于處理來自客戶端的請求并生成動態(tài)網(wǎng)頁內(nèi)容。2JSPJSP是一種基于Java的網(wǎng)頁技術(shù)，將Java代碼嵌入到HTML頁面中，用于生成動態(tài)網(wǎng)頁內(nèi)容。3兩者結(jié)合Servlet和JSP協(xié)同工作，Servlet負責處理業(yè)務(wù)邏輯，JSP負責生成用戶界面。框架和庫Spring框架Spring框架是一種輕量級的開源框架，旨在簡化JavaEE應(yīng)用程序的開發(fā)。它提供了多種功能，例如依賴注入、面向切面編程、事務(wù)管理和數(shù)據(jù)訪問，旨在幫助開發(fā)人員構(gòu)建可維護、可擴展和可測試的應(yīng)用程序。Maven構(gòu)建工具Maven是一種強大的構(gòu)建工具，用于管理Java項目的依賴關(guān)系、構(gòu)建過程和部署。它通過其XML配置文件來定義項目結(jié)構(gòu)、依賴項和構(gòu)建步驟，簡化了項目的構(gòu)建過程，并確保了項目的一致性和可重復性。Spring輕量級框架Spring是一個開源框架，提供了完整的應(yīng)用程序開發(fā)解決方案，并以輕量級、非侵入式的方式實現(xiàn)。依賴注入Spring使用依賴注入（DI）模式將對象之間的依賴關(guān)系解耦，提高了代碼的可測試性和可維護性。面向切面編程Spring支持面向切面編程（AOP），可以將橫切關(guān)注點，如日志記錄、安全性和事務(wù)管理，從業(yè)務(wù)邏輯中分離出來，提高代碼的模塊化和可重用性。數(shù)據(jù)訪問Spring提供了對各種持久化技術(shù)的支持，包括JDBC、Hibernate和MyBatis，簡化了數(shù)據(jù)訪問操作。Maven1構(gòu)建自動化Maven可以自動構(gòu)建、打包和部署Java項目，簡化項目管理。2依賴管理Maven可以管理項目依賴關(guān)系，確保所有庫的版本一致，減少沖突。3代碼標準化Maven可以強制執(zhí)行代碼標準，提高代碼質(zhì)量，便于團隊協(xié)作。前沿技術(shù)云計算微服務(wù)函數(shù)式編程人工智能就業(yè)方向軟件工程師Java是許多軟件應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，因此Java程序員在軟件開發(fā)領(lǐng)域有著廣泛的就業(yè)機會。Android開發(fā)Android是全球最流行的移動操作系統(tǒng)之一，Java是其主要開發(fā)語言。大數(shù)據(jù)和云計算Java在處理大數(shù)據(jù)和云計算應(yīng)用方面扮演著重要角色，為相關(guān)行業(yè)提供了大量工作機會。