Java語言基礎知識概述

Java語言是一種廣泛使用的計算機編程語言，具有簡單、安全、跨平台等特點。本文將從多個方面闡述Java語言的基礎知識，幫助初學者更好地了解和應用Java語言。

一、Java語言基礎數據類型

Java語言中有8種基本數據類型，分別是byte、short、int、long、float、double、char和boolean。其中，byte、short、int和long用於存儲整數類型數據，float和double用於存儲浮點型數據，char用於存儲單個字元，boolean用於存儲true或false。

Java語言還支持自動類型轉換和強制類型轉換。自動類型轉換指從小類型到大類型的轉換，例如byte類型可以自動轉換為int類型；強制類型轉換則需要使用強制類型轉換符，將大類型轉換為小類型，例如int類型強制轉換為byte類型。

public class DataTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        byte a = 1;
        int b = a;
        System.out.println(b); // 輸出1，自動類型轉換byte到int

        int c = 300;
        byte d = (byte) c;
        System.out.println(d); // 輸出44，強制類型轉換int到byte，精度丟失
    }
}

二、Java語言控制流程語句

Java語言中常見的控制流程語句包括if語句、switch語句、for循環、while循環和do-while循環。

if語句用於根據條件判斷是否執行某個語句塊，switch語句用於根據條件執行不同的語句塊，for循環用於指定循環次數，while循環和do-while循環則根據條件循環執行相應語句塊，其中do-while循環至少執行一次循環體。

public class ControlFlowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int score = 90;
        if (score >= 90) {
            System.out.println("優秀");
        } else if (score >= 80) {
            System.out.println("良好");
        } else if (score >= 70) {
            System.out.println("中等");
        } else if (score >= 60) {
            System.out.println("及格");
        } else {
            System.out.println("不及格");
        }

        int dayOfWeek = 3;
        switch (dayOfWeek) {
            case 1:
                System.out.println("星期一");
                break;
            case 2:
                System.out.println("星期二");
                break;
            case 3:
                System.out.println("星期三");
                break;
            default:
                System.out.println("其他");
        }

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("循環" + i);
        }

        int j = 0;
        while (j < 5) {
            System.out.println("循環" + j);
            j++;
        }

        int k = 0;
        do {
            System.out.println("循環" + k);
            k++;
        } while (k < 5);
    }
}

三、Java語言類和對象

Java語言是一種面向對象編程語言，支持類和對象的概念。類是一種抽象的模板，用於定義對象的屬性和行為；對象是由類實例化而來，具有一定的屬性和方法。Java語言中的類可以繼承自其他類，也可以實現介面，並且支持訪問控制修飾符。

public class Person {
    private String name; // 私有成員變數
    private int age;

    // 構造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 成員方法
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, my name is " + name + ", I'm " + age + " years old.");
    }

    // 靜態方法
    public static void sayHi() {
        System.out.println("Hi!");
    }

    // getter/setter方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

public class ObjectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Tom", 18); // 創建對象
        person.sayHello(); // 調用成員方法
        Person.sayHi(); // 調用靜態方法
        System.out.println(person.getName()); // 調用getter方法
        person.setAge(20); // 調用setter方法
    }
}

四、Java語言異常處理

Java語言中的異常處理機制可以有效地避免程序崩潰和錯誤信息泄露。Java語言中的異常分為受檢異常和未受檢異常，受檢異常必須進行處理或者聲明拋出，未受檢異常則不需要處理。

Java語言中使用try-catch語句塊來捕獲異常，並可以使用finally語句塊在任何情況下執行特定的代碼塊。同時，Java語言還支持自定義異常類來處理特定異常情況。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] arr = new int[10];
            System.out.println(arr[11]);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("數組越界！");
        } finally {
            System.out.println("執行finally塊");
        }

        try {
            readFile();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件不存在！");
        }
    }

    public static void readFile() throws FileNotFoundException {
        File file = new File("test.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
    }
}

五、Java語言常用API

Java語言具有豐富的API，包括常用的數據類型、集合類、日期和時間類、正則表達式類等。其中，java.lang包是Java語言的核心包，包含了常見的類和介面，例如String、Object、Throwable等。

public class APIDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // String類
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "world";
        String str3 = str1 + " " + str2; // 字元串拼接
        System.out.println(str3); // 輸出Hello world

        // ArrayList類
        ArrayList list = new ArrayList();
        list.add("Java");
        list.add("Python");
        list.add("C++");
        System.out.println(list); // 輸出[Java, Python, C++]

        // Date類
        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        System.out.println(format.format(date)); // 輸出當前時間

        // Pattern類和Matcher類
        String str = "abc123def456";
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
        Matcher matcher = pattern.matcher(str);
        while (matcher.find()) {
            System.out.print(matcher.group() + " "); // 輸出123 456
        }
    }
}

本文對Java語言的基礎知識進行了詳細的闡述，包括數據類型、控制流程語句、類和對象、異常處理和常用API等。希望本文能夠幫助初學者更好地了解和應用Java語言。