Java编程基础

Java语言是一种高级、面向对象的编程语言。它可以在不同的平台上运行，具有跨平台性的特点，并且在企业级应用程序中被广泛应用。本文将从Java语言的基础语法、面向对象编程、异常处理、文件IO等几个方面对Java编程基础做详细的阐述。

一、基础语法

1、变量和数据类型

在Java中，变量是指存储数据的容器。要声明一个变量，需要指定它的数据类型和名称。Java中的基本数据类型有：byte、short、int、long、float、double、char和boolean。其中，整型int类型是使用最广泛的。

// 定义变量
int i = 10;
double d = 3.1415926;
char c = 'a';
boolean flag = false;

// 常量
final double PI = 3.1415926;

2、运算符和表达式

在Java中，常见的运算符有：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和位运算符。在进行运算时，需要使用表达式。表达式由运算符和操作数组成。

// 算术运算符示例
int a = 10;
int b = 3;
int c = a + b; // 加法
int d = a - b; // 减法
int e = a * b; // 乘法
int f = a / b; // 整除
int g = a % b; // 取余

3、流程控制语句

在Java中，常见的流程控制语句有：if语句、循环语句和switch语句。这些语句可以实现根据条件进行分支、循环和多路选择的功能。

// if语句示例
int a = 10;
if (a > 5) {
    System.out.println("a大于5");
} else {
    System.out.println("a小于等于5");
}

// 循环语句示例
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println("1到100的和为：" + sum);

// switch语句示例
int score = 85;
switch (score / 10) {
case 9:
case 10:
    System.out.println("优秀");
    break;
case 8:
    System.out.println("良好");
    break;
case 7:
    System.out.println("中等");
    break;
case 6:
    System.out.println("及格");
    break;
default:
    System.out.println("不及格");
}

二、面向对象编程

面向对象编程是Java的一大特色。在Java中，一切皆对象。面向对象编程的三大特征是：封装、继承和多态。

1、类和对象

在Java中，类是对象的模板，而对象是类的实例。一个Java类包含数据域和方法。通过类可以创建多个对象。类的定义使用关键字class。

// 定义一个Person类
class Person {
    String name;
    int age;

    void introduce() {
        System.out.println("我叫" + name + "，今年" + age + "岁");
    }
}

// 创建Person对象
Person p = new Person();
p.name = "张三";
p.age = 28;
p.introduce();

2、封装

封装是把数据和对数据的操作封装在一起，对外部世界隐藏数据的实现细节，只提供公共的访问方式。在Java中，可以使用访问修饰符public、private、protected和default来限定成员变量和成员方法的作用域。

// 封装示例
class Person {
    private String name; // 私有成员变量
    private int age;

    public void setName(String name) { // 公共成员方法
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

3、继承

继承是从一个已有的类中派生出一个新的类，并且新的类具有原有类的属性和方法。在Java中，使用extends关键字实现继承。

// 继承示例
class Student extends Person {
    private String school;

    public void setSchool(String school) {
        this.school = school;
    }

    public String getSchool() {
        return school;
    }
    ...
}

4、多态

多态是指同一个方法在不同的对象上执行时会产生不同的结果。Java中的多态是通过重写父类的方法实现的。

// 多态示例
class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("我是一个形状");
    }
}

class Circle extends Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("我是一个圆形");
    }
}

class Square extends Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("我是一个正方形");
    }
}

Shape shape = new Circle();
shape.draw(); // 输出结果为“我是一个圆形”

三、异常处理

// 异常处理示例
int a = 10;
int b = 0;
try {
    int c = a / b;
    System.out.println(c);
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为0");
} finally {
    System.out.println("程序结束");
}

// 文件读取示例
try (FileReader reader = new FileReader("input.txt")) {
    int ch;
    while ((ch = reader.read()) != -1) {
        System.out.print((char) ch);
    }
} catch (IOException e) {
    System.out.println("文件读取失败");
}

// 文件写入示例
try (FileWriter writer = new FileWriter("output.txt")) {
    String str = "Hello, world!";
    writer.write(str);
} catch (IOException e) {
    System.out.println("文件写入失败");
}