Java 新手宝典（带案例）

一、入门基础

1. 环境搭建

• JDK 安装
  • 访问 Oracle 或 OpenJDK 官方网站，根据自己的操作系统（Windows、Linux、Mac OS）下载合适的 JDK 版本。
  • 安装过程中按照提示操作，注意记住安装路径。
• 环境变量配置
  • Windows：在系统环境变量中配置 JAVA_HOME（指向 JDK 安装目录）、PATH（添加 %JAVA_HOME%\bin）和 CLASSPATH（可设置为 . 表示当前目录）。
  • Linux/Mac OS：编辑 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 文件，添加类似如下内容：

export JAVA_HOME=/path/to/your/jdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

然后执行 source ~/.bashrc 或 source ~/.bash_profile 使配置生效。

• 验证安装
  • 打开命令行工具，输入 java -version 和 javac -version，如果能正确显示版本信息，说明 JDK 安装和配置成功。

2. 第一个 Java 程序

• 创建文件：使用文本编辑器创建一个名为 HelloWorld.java 的文件。
• 编写代码：

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

• 编译运行
  • 打开命令行工具，进入 HelloWorld.java 所在目录，执行 javac HelloWorld.java 进行编译，会生成一个 HelloWorld.class 文件。
  • 接着执行 java HelloWorld，屏幕将输出 Hello, World!。

3. 基本语法

• 变量和数据类型
  • 基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean。
  • 引用数据类型：如 String、数组、类、接口等。

int num = 10;
double price = 9.99;
char grade = 'A';
boolean isTrue = true;
String name = "John";

• 运算符
  • 算术运算符：+、-、*、/、% 等。
  • 关系运算符：==、!=、>、<、>=、<= 等。
  • 逻辑运算符：&&、||、! 等。
• 控制语句
  • 条件语句：if-else、switch。

if (num > 0) {
    System.out.println("Positive number");
} else if (num < 0) {
    System.out.println("Negative number");
} else {
    System.out.println("Zero");
}

switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good");
        break;
    default:
        System.out.println("Need improvement");
}

• 循环语句：for、while、do-while。

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

int j = 0;
while (j < 5) {
    System.out.println(j);
    j++;
}

int k = 0;
do {
    System.out.println(k);
    k++;
} while (k < 5);

二、面向对象编程

1. 类和对象

• 类的定义：类是对象的抽象，包含属性和方法。

class Person {
    String name;
    int age;

    public void introduce() {
        System.out.println("My name is " + name + " and I'm " + age + " years old.");
    }
}

• 对象的创建和使用：通过 new 关键字创建对象，并调用对象的方法和访问属性。

Person person = new Person();
person.name = "Alice";
person.age = 20;
person.introduce();

2. 封装、继承和多态

• 封装：将数据和操作数据的方法绑定在一起，隐藏对象的内部实现细节。通过访问修饰符（private、protected、public）来实现。

class BankAccount {
    private double balance;

    public void deposit(double amount) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount;
        }
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

• 继承：子类继承父类的属性和方法，可实现代码复用和扩展。使用 extends 关键字。

class Student extends Person {
    String studentId;

    public void study() {
        System.out.println(name + " is studying.");
    }
}

• 多态：同一个方法调用可以根据对象的不同类型表现出不同的行为。通过继承和接口实现。

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

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

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

// 多态的使用
Animal dog = new Dog();
Animal cat = new Cat();
dog.makeSound();
cat.makeSound();

3. 接口和抽象类

• 抽象类：包含抽象方法的类，不能实例化，需要子类继承并实现抽象方法。使用 abstract 关键字。

abstract class Shape {
    abstract double area();
}

class Circle extends Shape {
    double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

• 接口：是一种特殊的抽象类型，只包含抽象方法和常量。类通过 implements 关键字实现接口。

interface Flyable {
    void fly();
}

class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("Bird is flying");
    }
}

三、常用类库

1. 字符串处理

• String 类：用于处理不可变的字符串。

String str1 = "Hello";
String str2 = " World";
String result = str1 + str2;
System.out.println(result);

int length = result.length();
boolean contains = result.contains("World");

• StringBuilder 和 StringBuffer 类：用于处理可变的字符串，StringBuilder 是非线程安全的，StringBuffer 是线程安全的。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("Hello");
sb.append(" World");
String finalResult = sb.toString();

2. 集合框架

• List 接口：有序的集合，可包含重复元素。常用实现类有 ArrayList 和 LinkedList。

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

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Apple");
list.add("Banana");
for (String fruit : list) {
    System.out.println(fruit);
}

• Set 接口：无序的集合，不包含重复元素。常用实现类有 HashSet。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

Set<Integer> set = new HashSet<>();
set.add(1);
set.add(2);
set.add(2); // 重复元素不会被添加
for (int num : set) {
    System.out.println(num);
}

• Map 接口：键值对的集合，键是唯一的。常用实现类有 HashMap。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("Apple", 1);
map.put("Banana", 2);
int value = map.get("Apple");
System.out.println(value);

3. 日期和时间处理

• java.util.Date 和 java.util.Calendar 类：旧的日期和时间处理类。

import java.util.Date;
import java.util.Calendar;

Date date = new Date();
System.out.println(date);

Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.set(Calendar.YEAR, 2024);
calendar.set(Calendar.MONTH, Calendar.JANUARY);
calendar.set(Calendar.DAY_OF_MONTH, 1);
Date specificDate = calendar.getTime();

• Java 8 新的日期和时间 API：如 LocalDate、LocalTime、LocalDateTime 等。

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;

LocalDate today = LocalDate.now();
LocalTime currentTime = LocalTime.now();
LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.of(today, currentTime);

四、异常处理

1. 异常类型

• 检查异常：如 IOException、SQLException 等，必须在代码中进行处理（捕获或抛出）。
• 非检查异常：如 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException 等，通常是程序逻辑错误导致的，不需要强制处理。

2. 异常处理语句

• try-catch 语句：用于捕获和处理异常。

try {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[3]); // 会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("Array index out of bounds: " + e.getMessage());
}

• finally 语句：无论是否发生异常，finally 块中的代码都会执行。

try {
    // 可能抛出异常的代码
} catch (Exception e) {
    // 异常处理代码
} finally {
    // 无论是否发生异常都会执行的代码
}

• throws 关键字：用于在方法声明中抛出异常。

public void readFile() throws java.io.IOException {
    // 读取文件的代码
}

五、开发工具和资源

1. 集成开发环境（IDE）

• Eclipse：开源、功能强大，有丰富的插件支持。
• IntelliJ IDEA：智能、高效，对 Java 开发有很好的支持，分为社区版和旗舰版。
• NetBeans：简单易用，适合初学者。

2. 学习资源

• 官方文档：Oracle Java 官方文档是学习 Java 的权威资料。
• 在线教程：如菜鸟教程、W3Schools 等，提供了丰富的 Java 教程和示例代码。
• 书籍：《Effective Java》《Java 核心技术》等是经典的 Java 学习书籍。

3. 代码托管平台

• GitHub：全球最大的开源代码托管平台，可以学习他人的代码，参与开源项目。
• GitLab：支持私有仓库，适合团队开发。

六、项目实践

1. 简单控制台项目

• 学生管理系统：实现学生信息的添加、删除、修改和查询功能。
• 图书管理系统：管理图书的借阅和归还信息。

2. Web 项目

• 使用 Servlet 和 JSP：搭建一个简单的 Web 应用，处理用户请求和显示动态内容。
• 使用 Spring Boot：快速搭建一个基于 Spring 框架的 Web 项目，简化开发流程。

通过以上内容的学习和实践，新手可以逐步掌握 Java 编程的基础知识和技能，为进一步深入学习和开发打下坚实的基础。在学习过程中，要多动手实践，遇到问题及时查阅资料和寻求帮助。