Java编程基础：Java语言的基本语法与特性

# 1. 导论

## Java编程语言简介

Java是一种高级编程语言，最初由Sun Microsystems于1991年开发，后来被Oracle Corporation收购。它是一种面向对象的语言，具有跨平台特性，可以在不同操作系统上运行。Java编程语言以其简洁、稳定、安全等特点，成为了广泛应用于企业级应用开发、移动应用开发以及云计算等领域的一种主流编程语言。

## Java的应用领域

由于Java能够实现跨平台的特性，因此它被广泛应用于企业级应用开发中。很多大型系统和软件都是基于Java开发的，比如金融系统、电子商务平台、大型CRM系统等。同时，由于Android应用开发也采用Java语言，因此在移动应用开发领域也有着广泛的应用。此外，Java在云计算、大数据处理、物联网等领域也有广泛的应用。

## Java的发展历史

Java的发展历史可以追溯到1991年，当时Sun Microsystems的工程师James Gosling和他的团队开始开发一种新的编程语言，最初被称为Oak。后来，由于Internet的兴起，他们意识到这种语言适合于开发与Internet相关的应用程序，因此对语言进行了重新定位，改名为Java。1995年，Java正式发布。随着互联网的迅猛发展，Java也得到了迅速普及和发展，成为了当今世界上使用最广泛的编程语言之一。

# 2. 基本语法

Java语言作为一种高级编程语言，具有丰富的语法元素和特性，本章将介绍Java的基本语法，包括变量与数据类型、运算符和表达式、控制流语句等内容。

### 变量与数据类型

在Java中，变量用于存储数据，在使用变量之前需要定义其类型。Java的数据类型可以分为两类：基本数据类型和引用数据类型。基本数据类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型，而引用数据类型包括数组、类、接口等。

// 定义整型变量
int num = 10;

// 定义浮点型变量
double pi = 3.14;

// 定义字符型变量
char ch = 'A';

// 定义布尔型变量
boolean flag = true;

### 运算符和表达式

Java支持各种运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。表达式是由运算符和操作数组成的式子，可以进行计算得到一个值。

int a = 10;
int b = 20;

// 算术运算符
int sum = a + b;

// 关系运算符
boolean result = (a > b);

// 逻辑运算符
boolean logicalResult = (a < 100) && (b > 10);

### 控制流语句

控制流语句用于控制程序的执行流程，包括条件语句和循环语句。常见的控制流语句有if-else语句、switch语句和循环语句。

int score = 85;

// if-else语句
if (score >= 60) {
    System.out.println("及格");
} else {
    System.out.println("不及格");
}

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

// 循环语句
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

本章介绍了Java的基本语法要素，包括变量与数据类型、运算符和表达式、控制流语句等内容，这些是Java编程的基础，对于初学者来说至关重要。

# 3. 面向对象编程

面向对象编程是Java语言的核心特性之一，它通过类和对象的概念实现了代码的封装、继承和多态，让程序具有更好的可扩展性和可维护性。

#### 类与对象

在Java中，类是一种抽象数据类型，它定义了一组属性和方法来描述对象的特征和行为。对象是类的实例，通过关键字`new`来创建对象。下面是一个简单的类定义示例：

public class Car {
    // 属性
    String brand;
    int price;
    // 方法
    void run() {
        System.out.println("The " + brand + " is running");
    }
}

在这个例子中，`Car`类具有`brand`和`price`两个属性，以及`run`方法。可以用以下代码创建并操作`Car`对象：

Car myCar = new Car();
myCar.brand = "Toyota";
myCar.price = 20000;
myCar.run(); // 输出：The Toyota is running

#### 继承与多态

继承允许一个类继承另一个类的特性，子类可以重用父类的属性和方法，并且可以新增自己的属性和方法。下面是一个简单的继承示例：

public class ElectricCar extends Car {
    // 新增属性
    int batteryCapacity;
    // 重写父类方法
    @Override
    void run() {
        System.out.println("The " +