Java語法基礎詳解

一、數據類型

Java是強類型語言，對於每一個變數都必須指定明確的數據類型。Java提供了兩種基本數據類型：原始數據類型和引用數據類型。其中原始數據類型包括：byte、short、int、long、float、double、char、boolean，引用數據類型包括類、介面、數組和枚舉。

原始數據類型除了boolean型只有true和false兩個值之外，其他數據類型都可以表示正數、負數和小數。數據類型之間可以進行類型轉換，但需要注意的是：基本數據類型可以直接賦值給同樣類型的變數；不同類型之間進行賦值時會自動進行類型轉換，但可能會發生精度丟失或數據溢出的情況。

// 定義變數，指定數據類型
int a = 100;
double b = 3.1415926;
char c = 'A';
// 類型轉換
int d = (int) b; // 強制類型轉換，d的值為3
double e = a; // e的值為100.0
byte f = 128; // 編譯錯誤，byte的取值範圍為-128到127

二、控制流程

控制流程是程序執行的邏輯流程，Java提供了if-else、while、do-while、for等多種流程式控制制語句。if-else語句用於分支判斷，while和do-while語句用於循環執行，for語句可以實現多種循環操作。除此之外，Java中還提供了關鍵字break和continue，用於在循環中跳出循環或跳過本次循環。

// if-else語句
if (a > b) {
    System.out.println("a is greater than b");
} else if (a < b) {
    System.out.println("a is less than b");
} else {
    System.out.println("a is equal to b");
}

// while語句
while (i < n) {
    System.out.println(i);
    i++;
}

// do-while語句
do {
    System.out.println(i);
    i++;
} while (i < n);

// for語句
for (int i = 0; i < n; i++) {
    System.out.println(i);
}

// break和continue語句
for (int i = 0; i < n; i++) {
    if (i == 5) {
        break; // 跳出循環
    }
    if (i % 2 == 0) {
        continue; // 跳過本次循環
    }
    System.out.println(i);
}

三、數組

數組是一種存儲多個相同類型數據的容器，Java中的數組是動態創建的對象。Java數組的長度是不可變的，一旦創建後無法改變。數組下標從0開始，最後一個下標為length-1。Java提供了方便的數組初始化方式，同時也提供了Arrays類和System類中的sort、binarySearch等方法方便數組的操作。

// 創建數組並初始化
int[] array1 = new int[] {1, 2, 3};
int[] array2 = {4, 5, 6};

// 數組遍歷
for (int i = 0; i < array1.length; i++) {
    System.out.println(array1[i]);
}
for (int element : array2) {
    System.out.println(element);
}

// 數組複製
int[] array3 = Arrays.copyOf(array1, 5); // 延長數組長度
int[] array4 = Arrays.copyOfRange(array1, 0, 2); // 截取部分數組

// 數組排序和查找
Arrays.sort(array1);
int index = Arrays.binarySearch(array1, 2);

四、面向對象

Java是一種面向對象的語言，每個對象都具有數據和行為。Java中的類是描述對象屬性和行為的模板，對象是根據類創建的實例。Java中的封裝、繼承和多態是面向對象的三大特徵。

封裝是指將對象的屬性和行為包裝在一起，以實現信息的隱藏和保護。Java中可以通過訪問控制符（public、private、protected）來限制對對象的訪問。繼承是指在已有的類的基礎上，派生出新的類。Java中使用關鍵字extends實現繼承。多態是指同一對象在不同情況下具有不同的形態和表現。Java中多態的實現方式有方法重載和方法重寫。

// 定義類
public class Student {
    private int id;
    private String name;

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

    // 方法
    public void study() {
        System.out.println(name + " is studying");
    }
}

// 創建對象
Student student = new Student(1, "Tom");
student.study();

// 繼承
public class Teacher extends Student {
    private String subject;

    public Teacher(int id, String name, String subject) {
        super(id, name);
        this.subject = subject;
    }
}

// 多態
public class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes sound");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}
public class Cat extends Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Cat meows");
    }
}
Animal animal1 = new Dog();
Animal animal2 = new Cat();
animal1.makeSound();
animal2.makeSound();