Java主流技术入门：从基础到实践

本文全面介绍Java基础知识，涵盖数据类型、控制流程、异常处理、类和对象定义，以及集合框架应用。通过实践案例，如图书管理系统，深入理解Java面向对象编程特性，为构建复杂应用奠定基础。

Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems于1995年推出。它以简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、可移植性、高性能、多线程和动态性这七大特性著称。下面我们将逐步了解Java基础知识，从数据类型、控制流程、异常处理到类和对象的定义。

Java数据类型

Java的数据类型分为两大类：基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型

整型

整型数据类型有四种：byte、short、int、long。

byte b = 5; // byte类型，取值范围-128到127
short s = 500; // short类型，取值范围-32768到32767
int i = 1000; // int类型，取值范围取决于系统，通常为-2^31到2^31-1
long l = 20000000000L; // long类型，取值范围-2^63到2^63-1

浮点型

浮点型数据类型有float和double。

float f = 1.5f; // float类型
double d = 2.5; // double类型，精度更高

布尔型

布尔型只有两种值：true和false。

boolean b1 = true; // 布尔型变量

字符型

字符型数据类型为char，每个字符占用16位。

char c = 'A'; // 字符型变量

引用数据类型

Java中主要有类、接口和数组这几种引用数据类型。

class Person {
    String name;
    int age;

    Person(String n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }
}

Person p = new Person("John", 30); // 类

控制流程与异常处理

Java提供了丰富的控制流程结构，包括条件语句（if-else）、循环（for、while、do-while）和分支结构（switch）。

int x = 10;
if (x > 5) {
    System.out.println("x is greater than 5");
} else {
    System.out.println("x is 5 or less");
}

Java还支持异常处理机制，通过try-catch-finally块来处理可能发生的异常。

try {
    int result = divide(10, 0);
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("Cannot divide by zero");
} finally {
    System.out.println("This is a final block");
}

Java是面向对象的编程语言，类是对象的模板，对象则是类的实例。

class Employee {
    String name;
    int id;

    Employee(String name, int id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    void display() {
        System.out.println("Name: " + name + ", ID: " + id);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Employee emp = new Employee("John Doe", 1001);
        emp.display();
    }
}

Java提供了一个强大的集合框架，包括List、Set、Map等。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;

public class CollectionExample {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(1);
        list.add(2);
        list.add(3);

        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("One", 1);
        map.put("Two", 2);
        map.put("Three", 3);
    }
}

为了将理论知识应用到实际中，我们可以构建一个简单的图书管理系统。以下是一个基础的图书管理系统示例，包括图书类、读者类以及图书管理类。

图书类(Book)

public class Book {
    private String title;
    private String author;
    private int year;

    public Book(String title, String author, int year) {
        this.title = title;
        this.author = author;
        this.year = year;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }
}

读者类(Reader)

public class Reader {
    private String name;
    private ArrayList<Book> borrowedBooks;

    public Reader(String name) {
        this.name = name;
        this.borrowedBooks = new ArrayList<>();
    }

    public void borrowBook(Book book) {
        borrowedBooks.add(book);
    }

    public void returnBook(Book book) {
        borrowedBooks.remove(book);
    }

    public void displayBorrowedBooks() {
        System.out.println("Books borrowed by " + name);
        for (Book book : borrowedBooks) {
            System.out.println("Title: " + book.getTitle() + ", Author: " + book.getAuthor() + ", Year: " + book.getYear());
        }
    }
}

图书管理系统(BookManager)

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BookManager {
    private List<Book> books;

    public BookManager() {
        books = new ArrayList<>();
    }

    public void addBook(Book book) {
        books.add(book);
    }

    public void removeBook(Book book) {
        books.remove(book);
    }

    public void displayBooks() {
        System.out.println("Books in the library:");
        for (Book book : books) {
            System.out.println("Title: " + book.getTitle() + ", Author: " + book.getAuthor() + ", Year: " + book.getYear());
        }
    }
}

主函数(Main)

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BookManager manager = new BookManager();
        Book book1 = new Book("Java Programming", "John Doe", 2020);
        Book book2 = new Book("C++ Primer", "Stephen Prata", 2019);

        manager.addBook(book1);
        manager.addBook(book2);

        manager.displayBooks();

        Reader reader1 = new Reader("Alice");
        reader1.borrowBook(book1);
        reader1.displayBorrowedBooks();
    }
}

通过以上示例，我们不仅复习了Java的基础知识，还实践了类的定义、对象的创建和使用，以及集合框架的运用。这些知识和技能是构建复杂应用的基础。在实际应用开发中，通过不断实践和积累，可以进一步提高编程能力。推荐在学习过程中，可以参考慕课网上的Java相关课程，以获得更深入的理论知识和实践经验。