Java 编程入门与实践

# 1. Java 编程基础

1.1 Java 的历史和概述

1.2 Java 开发环境的搭建

1.3 第一个 Java 程序：Hello World

1.4 数据类型和变量

1.5 运算符和表达式

# 2. 控制流与函数

2.1 条件语句：if-else 和 switch

2.2 循环结构：for、while 和 do-while

2.3 函数的定义和调用

2.4 函数参数和返回值

2.5 递归函数

# 3. 面向对象编程

面向对象编程是Java编程语言的核心特性之一，它提供了一种处理现实世界中复杂问题的思维方式和工具。在本章中，我们将深入探讨Java中的面向对象编程内容，包括类和对象的概念、封装、继承和多态、接口和抽象类、访问控制修饰符以及异常处理。

#### 3.1 类和对象的概念

在Java中，一切皆为对象。对象是类的实例，类则是对象的模板。通过定义类，我们可以创建对象并对其进行操作。在本节中，我们将学习如何定义类、创建对象以及使用对象的属性和方法。

// 定义一个简单的类
public class Dog {
    // 对象的属性
    String breed;
    int age;
    String color;

    // 对象的方法
    void barking() {
        System.out.println("汪汪汪！");
    }

    void hungry() {
        System.out.println("我饿了！");
    }
}

#### 3.2 封装、继承和多态

封装、继承和多态是面向对象编程的三大特性。它们可以帮助我们提高代码的复用性和可维护性。在本节中，我们将分别介绍这三个特性的概念和应用。

// 封装示例
public class EncapsulationDemo {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String newName) {
        name = newName;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int newAge) {
        if (newAge > 0) {
            age = newAge;
        }
    }
}

#### 3.3 接口和抽象类

接口和抽象类是Java中用于实现多态性的重要手段。它们可以定义规范并被多个类实现，从而提供统一的接口。在本节中，我们将学习如何定义接口和抽象类，以及它们的使用场景。

// 接口示例
interface Animal {
    void sound();
    void eat();
}

// 抽象类示例
abstract class Shape {
    abstract void draw();
}

#### 3.4 访问控制修饰符

在Java中，我们可以使用访问控制修饰符来限制类、属性和方法的访问权限，以提高代码的安全性和封装性。在本节中，我们将介绍Java中的访问控制修饰符及其使用方法。

// 访问控制修饰符示例
public class MyClass {
    public int publicVar;
    private int privateVar;
    protected int protectedVar;

    public void myMethod() {
        // 方法内容
    }
}

#### 3.5 Java 中的异常处理

异常处理是Java中的重要主题，它可以帮助我们处理程序中可能出现的错误情况，避免程序意外终止。在本节中，我们将学习Java中的异常类别、异常处理的语法和常见的异常处理方式。

// 异常处理示例
public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = 10 / 0;
            System.out.println("结果：" + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为0！");
        }
    }
}

通过本章的学习，我们将全面掌握Java中面向对象编程的核心知识，为进一步的Java项目实践打下坚实的基础。

# 4. 集合框架与泛型

#### 4.1 集合框架概述

在 Java 编程中，集合框架是一组用于存储和操作对象的类和接口。它提供了各种数据结构如列表、集合、队列和映射等，能够以一种统一的方式来处理各种数据。Java 的集合框架位于 `java.util` 包中，是 Java 开发中非常重要的一部分。

#### 4.2 常用集合类：ArrayList、LinkedList、HashSet 等

在集合框架中，常用的集合类包括 ArrayList、LinkedList、HashSet 等。这些类都实现了常用的数据结构，并提供了丰富的方法来操作和管理数据。

以 ArrayList 为例，它实现了动态数组的数据结构，可以根据需要动态地增加或减少数组的大小。使用 ArrayList 可以方便地对一组对象进行管理，同时也提供了快速访问和修改元素的方法。

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个 ArrayList
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        // 添加元素
        list.add("Java");
        list.add("Python");
        list.add("Go");

        // 访问元素
        System.out.println(list.get(0)); // 输出 Java

        // 修改元素
        list.set(2, "JavaScript");
        System.out.println(list); // 输出 [Java, Python, JavaScript]

        // 删除元素
        list.remove(1);
        System.out.println(list); // 输出 [Java, JavaScript]
    }
}

**代码总结：**
- `ArrayList` 是一个动态数组的实现类
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