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Java小程序项目实战入门教程

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Java 小程序

概述

本文将带你回顾Java基础，包括变量、数据类型、控制结构、函数与方法以及面向对象编程。接下来，我们将介绍如何搭建Java开发环境，包括JDK安装与配置、IDE的选择与设置，并通过创建第一个Java小程序来熟悉开发流程。此外，本文还将通过几个Java小程序项目实战案例，如简易计算器、待办事项列表和简易记账本，深入探讨Java小程序项目实战，并介绍项目打包与发布的方法。

Java基础回顾

变量与数据类型

在Java中，变量用于存储数据。每种数据类型都有对应的存储大小和范围。Java支持多种基本数据类型，包括整数类型、浮点类型、字符类型和布尔类型。

整数类型

byte: 1字节（8位），取值范围：-128到127
short: 2字节（16位），取值范围：-32768到32767
int: 4字节（32位），取值范围：-2^31 到 2^31 - 1
long: 8字节（64位），取值范围：-2^63 到 2^63 - 1

示例代码：

byte b = 10;
short s = 15000;
int i = 2000000000;
long l = 1234567890123456789L;

浮点类型

float: 4字节（32位），支持小数点
double: 8字节（64位），支持小数点，精度更高

示例代码：

float f = 12.345F;
double d = 123.456789;

字符类型

char: 2字节（16位），用于存储单个字符

示例代码：

char c = 'A';

布尔类型

boolean: 1位，用于表示真假，只有两个值：true 和 false

示例代码：

boolean flag = true;

控制结构

Java中的控制结构包括条件判断、循环和跳转语句。

if-else 语句

int x = 10;
int y = 20;

if (x < y) {
    System.out.println("x is less than y");
} else if (x > y) {
    System.out.println("x is greater than y");
} else {
    System.out.println("x is equal to y");
}

switch 语句

int number = 2;

switch (number) {
    case 1:
        System.out.println("Number is 1");
        break;
    case 2:
        System.out.println("Number is 2");
        break;
    default:
        System.out.println("Number is not 1 or 2");
}

循环语句

for 循环

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println("Iteration " + i);
}

while 循环

int count = 0;
while (count < 5) {
    System.out.println("Count: " + count);
    count++;
}

do-while 循环

int count = 0;
do {
    System.out.println("Count: " + count);
    count++;
} while (count < 5);

函数与方法

Java中的方法用于执行特定任务并可返回结果。方法定义格式为：

返回类型 方法名(参数列表) {
    // 方法体
    return 结果;
}

示例代码：

public int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int result = add(3, 4);
System.out.println(result);  // 输出 7

面向对象编程基础

面向对象编程（OOP）是Java的核心。主要概念包括类、对象、继承、封装和多态。

类与对象

类是对象的蓝图，描述了对象的属性和行为。
对象是类的实例，具有类定义的属性和方法。

示例代码：

public class Car {
    String color;
    int maxSpeed;

    public Car(String color, int maxSpeed) {
        this.color = color;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

    public void drive() {
        System.out.println("Car is driving");
    }
}

Car myCar = new Car("Red", 200);
myCar.drive();  // 输出 "Car is driving"

继承

继承允许一个类继承另一个类的属性和方法。被继承的类称为父类或超类，继承的类称为子类或派生类。

示例代码：

public class Vehicle {
    public void start() {
        System.out.println("Vehicle is starting");
    }
}

public class Car extends Vehicle {
    public void drive() {
        System.out.println("Car is driving");
    }
}

Vehicle myVehicle = new Vehicle();
myVehicle.start();  // 输出 "Vehicle is starting"

Car myCar = new Car();
myCar.start();  // 输出 "Vehicle is starting"
myCar.drive();  // 输出 "Car is driving"

封装

封装是将数据和操作数据的方法绑定在一起，限制对数据的直接访问。可通过 private 关键字实现。

示例代码：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

Person p = new Person("John", 30);
System.out.println(p.getName());  // 输出 "John"
p.setAge(35);
System.out.println(p.getAge());  // 输出 35

多态

多态允许子类重写父类的方法，实现不同的行为。

示例代码：

public class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

Animal myAnimal = new Animal();
myAnimal.makeSound();  // 输出 "Animal makes a sound"

Animal myDog = new Dog();
myDog.makeSound();  // 输出 "Dog barks"

Java开发环境搭建

JDK安装与配置

JDK（Java Development Kit）是Java的核心开发工具。安装过程如下：

下载并安装适合您操作系统的JDK版本。
设置环境变量（如JAVA_HOME和PATH）。
验证安装是否成功（使用java -version命令）。

示例环境变量设置（Windows）：

JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk-17
PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%

IDE选择与设置

常用的Java IDE包括Eclipse、IntelliJ IDEA和NetBeans。推荐使用IntelliJ IDEA，因为它功能强大且易于使用。

安装步骤：

下载并安装IntelliJ IDEA。
打开IDE并创建一个新的Java项目。
在项目设置中配置JDK路径。

示例项目创建（IntelliJ IDEA）：

打开IntelliJ IDEA。
选择“Create New Project”。
选择Java，填写项目名称和位置，点击Next。
选择JDK版本，点击Finish。
项目创建完成后，可以在项目视图中看到src目录。

创建第一个Java小程序

创建一个简单的“Hello World”程序。

步骤：

在src目录下创建一个新的Java类。
编写代码。
运行程序。
查看输出。

示例代码：

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

运行程序：

右键点击main方法，选择“Run 'HelloWorld.main()'”。
查看控制台输出。

Java小程序项目实战一：简易计算器

项目需求分析

简易计算器应用支持基本的算术运算：加减乘除。用户输入两个数字和运算符，程序返回结果。

项目设计与实现

设计思路：

创建一个Calculator类。
静态方法进行运算。
使用Scanner读取用户输入。

示例代码：

import java.util.Scanner;

public class Calculator {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    public static int multiply(int a, int b) {
        return a * b;
    }

    public static double divide(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            System.out.println("Division by zero is not allowed.");
            return 0;
        }
        return (double) a / b;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter first number: ");
        int num1 = scanner.nextInt();
        System.out.print("Enter second number: ");
        int num2 = scanner.nextInt();
        System.out.print("Enter operator (+, -, *, /): ");
        char operator = scanner.next().charAt(0);

        int result;
        switch (operator) {
            case '+':
                result = add(num1, num2);
                break;
            case '-':
                result = subtract(num1, num2);
                break;
            case '*':
                result = multiply(num1, num2);
                break;
            case '/':
                result = (int) divide(num1, num2);
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid operator");
                return;
        }
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

代码调试与运行

调试方法：

使用IDE的调试功能，设置断点，逐行执行代码。
检查输入输出是否正确。
处理异常情况。

运行程序：

使用IDE的运行功能。
测试不同输入，确保程序正确运行。

Java小程序项目实战二：待办事项列表

项目需求分析

待办事项列表应用支持添加、删除和查看待办事项。

数据存储与管理

使用ArrayList存储待办事项。

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class TodoList {
    private ArrayList<String> tasks;

    public TodoList() {
        tasks = new ArrayList<>();
    }

    public void addTask(String task) {
        tasks.add(task);
    }

    public void removeTask(String task) {
        if (tasks.remove(task)) {
            System.out.println(task + " removed.");
        } else {
            System.out.println(task + " not found.");
        }
    }

    public void displayTasks() {
        if (tasks.isEmpty()) {
            System.out.println("No tasks in list.");
        } else {
            System.out.println("Tasks in list:");
            for (String task : tasks) {
                System.out.println("- " + task);
            }
        }
    }
}

用户界面设计

使用控制台界面，输入命令进行操作。

示例代码：

public class TodoListApp {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        TodoList todoList = new TodoList();

        while (true) {
            System.out.println("1. Add task");
            System.out.println("2. Remove task");
            System.out.println("3. Display tasks");
            System.out.println("4. Exit");
            System.out.print("Enter your choice: ");
            int choice = scanner.nextInt();
            scanner.nextLine();  // 消耗换行符

            switch (choice) {
                case 1:
                    System.out.print("Enter task to add: ");
                    String taskToAdd = scanner.nextLine();
                    todoList.addTask(taskToAdd);
                    break;
                case 2:
                    System.out.print("Enter task to remove: ");
                    String taskToRemove = scanner.nextLine();
                    todoList.removeTask(taskToRemove);
                    break;
                case 3:
                    todoList.displayTasks();
                    break;
                case 4:
                    System.out.println("Exiting...");
                    return;
                default:
                    System.out.println("Invalid choice, try again.");
            }
        }
    }
}

功能测试与优化

测试应用程序的正确性和健壮性。优化代码，提高用户体验。

测试示例：

1. Add task
2. Remove task
3. Display tasks
4. Exit
Enter your choice: 1
Enter task to add: Cook dinner
Enter your choice: 3
Tasks in list:
- Cook dinner
Enter your choice: 1
Enter task to add: Do laundry
Enter your choice: 3
Tasks in list:
- Cook dinner
- Do laundry
Enter your choice: 2
Enter task to remove: Do laundry
Do laundry removed.
Enter your choice: 3
Tasks in list:
- Cook dinner
Enter your choice: 4
Exiting...

Java小程序项目实战三：简易记账本

项目需求分析

简易记账本应用支持记录收入和支出，计算总余额。用户可以添加、删除和查看记录。

数据库连接与操作

使用SQLite数据库存储记录。需安装SQLite JDBC驱动。

示例代码：

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class DatabaseManager {
    private static Connection connection;

    public static void init() throws SQLException {
        String url = "jdbc:sqlite:accounting.db";
        connection = DriverManager.getConnection(url);
    }

    public static void addRecord(double amount, String description) throws SQLException {
        String sql = "INSERT INTO records (amount, description) VALUES (?, ?)";
        PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);
        pstmt.setDouble(1, amount);
        pstmt.setString(2, description);
        pstmt.executeUpdate();
    }

    public static void removeRecord(int id) throws SQLException {
        String sql = "DELETE FROM records WHERE id = ?";
        PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);
        pstmt.setInt(1, id);
        pstmt.executeUpdate();
    }

    public static ResultSet getRecords() throws SQLException {
        String sql = "SELECT * FROM records";
        PreparedStatement pstmt = connection.prepareStatement(sql);
        return pstmt.executeQuery();
    }

    public static void closeConnection() throws SQLException {
        connection.close();
    }
}

用户交互设计

控制台界面，输入命令进行操作。

示例代码：

import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Scanner;

public class AccountingApp {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            DatabaseManager.init();

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true) {
                System.out.println("1. Add record");
                System.out.println("2. Remove record");
                System.out.println("3. Display records");
                System.out.println("4. Exit");
                System.out.print("Enter your choice: ");
                int choice = scanner.nextInt();
                scanner.nextLine();  // 消耗换行符

                switch (choice) {
                    case 1:
                        System.out.print("Enter amount: ");
                        double amount = scanner.nextDouble();
                        scanner.nextLine();  // 消耗换行符
                        System.out.print("Enter description: ");
                        String description = scanner.nextLine();
                        DatabaseManager.addRecord(amount, description);
                        break;
                    case 2:
                        System.out.print("Enter record ID to remove: ");
                        int id = scanner.nextInt();
                        DatabaseManager.removeRecord(id);
                        break;
                    case 3:
                        ResultSet rs = DatabaseManager.getRecords();
                        while (rs.next()) {
                            System.out.println("ID: " + rs.getInt("id") + 
                                               ", Amount: " + rs.getDouble("amount") + 
                                               ", Description: " + rs.getString("description"));
                        }
                        rs.close();
                        break;
                    case 4:
                        System.out.println("Exiting...");
                        DatabaseManager.closeConnection();
                        return;
                    default:
                        System.out.println("Invalid choice, try again.");
                }
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

项目打包与发布

将Java小程序项目打包成可执行的JAR文件或应用，并发布到本地或服务器上。

打包成JAR文件：
- 使用IDE工具，选择“Export”或“Build”选项，将项目打包成JAR文件。
- 也可以使用命令行工具，如jar命令，手动打包。
- 示例命令：
```
jar cvf MyApp.jar -C ./bin .
```
- 打包后的文件可以在任何安装了Java运行环境的机器上运行。
发布到本地或服务器：
- 将生成的JAR文件上传到本地或远程服务器。
- 使用java -jar MyApp.jar命令运行JAR文件。
- 可以通过Web服务器等工具进一步将应用程序部署到网络环境中。

总结与拓展

总结本文介绍的Java基础知识和项目实战经验，并提供一些学习资源和项目实战中的经验分享。

总结：
- 通过本文的学习，你将掌握Java的基础知识，包括变量、数据类型、控制结构、函数与方法以及面向对象编程。
- 通过项目实战，你将能够构建简易计算器、待办事项列表和简易记账本等小程序，并了解如何打包和发布Java应用程序。
推荐资源与学习路径：
- 推荐书籍：《Effective Java》、《Java编程思想》
- 推荐在线资源：Java官方文档、Oracle官方教程
- 推荐网站：Codecademy、LeetCode、GeeksforGeeks
项目实战中的经验分享：
- 在实际项目开发中，除了掌握基础知识，还需要不断学习新的技术栈和框架。
- 实践是检验真理的唯一标准，多做项目，多写代码，不断积累经验。
- 错误是学习的一部分，遇到问题时要积极寻找解决方案，可以参考Stack Overflow等社区。

希望本文能帮助你更好地掌握Java编程技术，并在实际项目中应用所学知识。

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