Java程序设计基础与实践

Java程序设计是一门计算机科学与技术专业的必修课程，它主要介绍了Java语言的基本语法、编程思想、面向对象编程、异常处理、文件操作、图形用户界面设计等方面的知识，Java程序设计的目的是培养学生的编程能力和解决实际问题的能力，为学生进一步学习其他计算机专业课程和从事软件开发工作打下坚实的基础。

二、Java语言简介

Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems公司于1995年推出，Java语言具有跨平台性、安全性、可移植性等特点，广泛应用于企业级应用开发、移动应用开发、嵌入式系统开发等领域，Java程序运行在Java虚拟机（JVM）上，JVM负责将Java字节码翻译成底层操作系统的机器指令执行。

三、Java程序设计基本语法

1、Java程序结构

一个Java程序通常包括一个或多个类，每个类包含一组方法（函数）和变量，Java程序的基本结构如下：

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

2、数据类型与变量

Java支持的数据类型有整数类型（int）、浮点类型（float）、字符类型（char）、布尔类型（boolean）等，变量用于存储数据，其声明格式为：

数据类型 变量名；

int age;
float height;
char gender;
boolean isStudent;

3、运算符与表达式

Java支持常见的算术运算符（+、-、*、/、%）、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，例如：

int a = 10;
int b = 20;
int sum = a + b; // 算术表达式
boolean result = a > b; // 关系表达式
boolean flag = a != 0 && b != 0; // 逻辑表达式

4、控制语句

Java支持常见的控制语句，如顺序结构（使用分号分隔语句）、选择结构（if-else语句）、循环结构（for循环、while循环）等。

// 顺序结构
int x = 10;
int y = 20;
int z = x + y;

// 选择结构
int score = 85;
if (score >= 90) {
    System.out.println("优秀");
} else if (score >= 80) {
    System.out.println("良好");
} else if (score >= 60) {
    System.out.println("及格");
} else {
    System.out.println("不及格");
}

// 循环结构（for循环）
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    System.out.println("i的值为：" + i);
}

四、面向对象编程

面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它将现实世界中的事物抽象成对象，通过对象之间的交互来完成程序的功能，Java是一种面向对象的编程语言，它支持封装、继承、多态等面向对象的特性。

1、类与对象

类是对象的模板，用于描述对象的属性（成员变量）和方法（成员函数），对象是类的实例，具有类所描述的属性和方法，定义一个表示学生的类：

public class Student {
    private String name; // 姓名属性
    private int age; // 年龄属性
    private String id; // 学号属性
    private double score; // 成绩属性
    // ...其他成员函数...
}

创建一个学生对象：

Student student = new Student(); // 创建对象实例化对象student，默认调用构造函数初始化对象属性值...student.name = "张三"; student.age = 18; student.id = "S001"; student.score = 90.5; ...其他成员函数调用...student.getName(); student.getAge(); student.getId(); student.getScore(); ...其他成员函数调用...student.setName("李四"); student.setAge(20); student.setId("S002"); student.setScore(95.0); ...其他成员函数调用...student.getName(); student.getAge(); student.getId(); student.getScore(); ...其他成员函数调用...student.toString(); ...其他成员函数调用...student = null; // 释放对象引用...System.gc(); // 建议JVM进行垃圾回收...