Java編程基礎知識

Java是一種面向對象、跨平台的編程語言，由Sun Microsystems公司於1995年推出。它具有可移植性、面向對象等特點，廣泛應用於互聯網、企業級應用、嵌入式開發、遊戲開發等領域。本文將從多個方面介紹Java編程的基礎知識，幫助讀者掌握Java編程技能。

一、Java基礎語法

1、Java程序的結構
Java程序的結構包括：包聲明、導入包、類聲明、類體。其中，包聲明和導入包是可選的，一個Java程序可以包含多個類，但只有一個類可以聲明為public，且Java程序的文件名必須與public類的類名一致。

package com.example.demo; //包聲明

import java.util.ArrayList; //導入包

public class Main { //類聲明

    public static void main(String[] args) { //類體
       //代碼
    }
}

2、變數
Java的變數可以分為基本數據類型和引用數據類型。基本數據類型包括int、short、byte、long、float、double、char、boolean，它們分別代表整數、浮點數、字元和布爾類型。引用數據類型包括String、數組、類等。

int age = 20; //定義整型變數age，初始值為20
double salary = 5000.00; //定義雙精度浮點型變數salary，初始值為5000.00
String name = "張三"; //定義字元串變數name，初始值為"張三"
int[] nums = {1, 2, 3, 4}; //定義整型數組nums，初始值為{1, 2, 3, 4}

3、運算符
Java的運算符包括算術運算符、關係運算符、邏輯運算符、位運算符、賦值運算符等，具體用法和其他編程語言類似。

int a = 5, b = 3;
System.out.println(a + b); //輸出8，加法運算符
System.out.println(a > b); //輸出true，關係運算符
System.out.println((a > b) && (a < 10)); //輸出true，邏輯運算符
System.out.println(~a); //輸出-6，位運算符

二、Java面向對象

1、類和對象
Java是一種面向對象的編程語言，類是Java面向對象編程的基本組成單位，它描述了具有相同屬性和行為的對象的集合。對象是類的一個實例，它可以調用類中的方法和屬性。

public class Student {
    //屬性
    private String name;
    private int age;
    //方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Student stu = new Student(); //實例化對象
        stu.setName("小明");
        stu.setAge(18);
        System.out.println(stu.getName() + "的年齡是" + stu.getAge());
    }
}

2、繼承
Java中的繼承是指一個子類可以繼承父類中的屬性和行為。子類可以重寫父類的方法，也可以新增自己的方法。

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("動物在吃飯");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗在吃骨頭");
    }
    public void bark() {
        System.out.println("狗在汪汪叫");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.eat();
        dog.bark();
    }
}

3、多態
Java中的多態是指一個對象可以擁有多種形態。它可以使代碼更加靈活和可擴展，提高代碼的可重用性。

public class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("繪製圖形");
    }
}

public class Circle extends Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("繪製圓形");
    }
}

public class Rectangle extends Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("繪製矩形");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape = new Circle();
        shape.draw();
        shape = new Rectangle();
        shape.draw();
    }
}

三、Java高級特性

1、異常處理
Java中的異常處理機制可以避免程序崩潰，提高程序的穩定性和可靠性。一個方法可以拋出多個異常，而調用者可以選擇捕獲其中的一個或多個異常。

public static void main(String[] args) {
    try {
        int a = 10 / 0;
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println("除數不能為0");
    } finally {
        System.out.println("程序結束");
    }
}

2、IO流操作
Java通過流的方式實現對文件的讀寫操作，包括位元組流和字元流兩種方式。其中，位元組流可以處理所有類型的數據，字元流更適用於處理文本類型的數據。

//位元組流操作
try {
    FileInputStream file = new FileInputStream("example.txt");
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len = file.read(bytes);
    System.out.println(new String(bytes, 0, len));
    file.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

//字元流操作
try {
    FileReader file = new FileReader("example.txt");
    BufferedReader reader = new BufferedReader(file);
    String line;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
    reader.close();
    file.close();
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

3、多線程編程
Java中的多線程編程可以充分利用CPU資源，提高程序的執行效率。Java通過Thread類和Runnable介面實現多線程編程。

public class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("線程1：" + i);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread1 = new MyThread();
        thread1.start(); //啟動線程1
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("主線程：" + i);
        }
    }
}

總結

本文從Java基礎語法、面向對象編程、高級特性三個方面介紹了Java編程的基礎知識。學習Java編程需要不斷實踐和總結，希望本文能夠幫助讀者掌握Java編程技能。