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JavaSE(Java Platform, Standard Edition)是Java语言的一个标准版,主要用于开发和部署桌面、服务器以及嵌入式设备和实时环境中的Java应用程序。
Java SE具有“一次编写,到处运行”的特性,这是通过Java虚拟机(JVM)实现的。JVM充当了Java程序和底层操作系统之间的中间层,使得Java程序可以在不同的操作系统上运行,包括Windows、Mac和Linux等。
Java SE采用面向对象的编程范式,通过创建类和对象来组织和管理代码。这使得Java程序更加模块化、易于理解和维护。
Java SE提供了大量的API和类库,包括用于网络编程、数据库访问、图形用户界面(GUI)开发等方面的工具,使得开发人员能够轻松地实现复杂的功能。
Java SE提供了强大的安全性功能,包括自动内存管理机制(垃圾回收器)、安全管理器和加密解密算法等,以确保Java应用程序的安全运行。
Java SE提供了多线程支持,允许程序同时执行多个任务。这对于开发需要处理并发操作的应用程序非常有用。
大小写敏感:Java是大小写敏感的语言,这意味着HelloWorld
和helloworld
在Java中被视为两个不同的标识符。
分号:Java中的每条语句都以分号(;)结束。
括号和引号:所有的括号(小括号()、中括号[]、大括号{})和引号(单引号'、双引号")都必须成对出现。
注释:Java支持单行注释(//)、多行注释(/* ... /)和文档注释(/* ... */)。
类与对象:Java是面向对象的编程语言,所有的程序都基于类的概念。每个Java程序至少包含一个类,类中包含属性和方法。
变量:Java是一种强类型语言,每个变量在使用前都必须声明其类型。变量名可以是任何有效的标识符,但必须以字母、下划线(_)或美元符号($)开头,不能以数字开头,且不能是Java的保留字。
控制语句:Java提供了丰富的控制语句,如if-else、switch、for、while、do-while等,用于控制程序的流程。
异常处理:Java通过try-catch-finally语句块来处理异常,确保程序的健壮性。
Java SE定义了两种类型的数据类型:基本数据类型和引用数据类型。
Java中的基本数据类型包括八种,它们直接存储在栈内存中,占用的内存空间是固定的。
数据类型 | 描述 | 占用空间(位) | 默认值 |
---|---|---|---|
byte | 最小的数据类型,占8位 | 8 | 0 |
short | 短整型,占16位 | 16 | 0 |
int | 整型,占32位,默认类型 | 32 | 0 |
long | 长整型,占64位,使用时需要在数值后面加L或l | 64 | 0L |
float | 单精度浮点型,占32位,使用时需要在数值后面加F或f | 32 | 0.0f |
double | 双精度浮点型,占64位,默认浮点类型 | 64 | 0.0d或0.0 |
char | 字符型,占16位,用于存储单个字符(Unicode字符) | 16 | '\u0000' |
boolean | 布尔型,占1位,只有两个值:true和false | 1(逻辑位) | false |
引用数据类型不是直接存储数据值,而是存储对某个对象的引用(即内存地址)。Java中的引用数据类型包括类、接口、数组等。
类和对象是面向对象编程(OOP)中的两个核心概念,它们在Java等面向对象的编程语言中起着至关重要的作用。
定义:
class
关键字来定义,后面跟着类名和大括号{}
,其中包含了类的成员变量(属性)和成员方法(行为)。特点:
定义:
new
关键字和类的构造方法来创建。创建对象后,就可以通过对象来访问类的成员变量和方法了。特点:
假设我们有一个Person
类,它有两个属性:name
(姓名)和age
(年龄),以及两个方法:eat
(吃饭)和sleep
(睡觉)
- public class Person {
- String name; // 属性
- int age;
-
- // 方法
- public void eat() {
- System.out.println(name + "在吃饭");
- }
-
- public void sleep() {
- System.out.println(name + "在睡觉");
- }
- }
-
- // 创建Person类的对象
- Person person1 = new Person();
- person1.name = "张三";
- person1.age = 30;
- person1.eat(); // 输出:张三在吃饭
- person1.sleep(); // 输出:张三在睡觉
在这个例子中,Person
类定义了人的属性和行为,而person1
是根据Person
类创建的一个具体的人的对象。通过对象person1
,我们可以访问和修改它的属性,并调用它的方法。
在Java中,访问修饰符(Access Modifiers)用于控制类、变量、方法和构造器的访问级别。Java支持四种访问级别,由最严格到最宽松依次是:private
、default
(也称为包访问级别,没有关键字)、protected
、public
。
private
访问修饰符是最严格的访问级别,它表示成员只能在定义它们的类内部被访问,任何其他类都无法访问。protected
访问修饰符允许成员被同一个包内的其他类访问,以及不同包中的子类访问。public
访问修饰符是最宽松的访问级别,它表示成员可以被任何类访问。- public class MyClass {
- private String privateField; // 只能被MyClass内部访问
- String defaultField; // 包访问级别,只能被同一个包内的类访问
- protected String protectedField; // 可以被同一个包内的类以及子类访问
- public String publicField; // 可以被任何类访问
-
- // 类似地,方法和构造器也可以使用这些访问修饰符
- private void privateMethod() {
- // ...
- }
-
- // ... 其他访问级别的成员方法 ...
- }
-
- // 注意:类本身默认是包访问级别,但通常我们会使用public来声明顶级类,以便它们可以在任何地方被访问。
final
修饰符与访问修饰符不同,它用于表示一个变量、方法或类是不可变的或最终的。static
修饰符用于表示一个变量、方法或代码块是静态的,即它们属于类本身而不是类的任何特定实例。然而,static
可以与访问修饰符一起使用来指定静态成员的访问级别。继承是面向对象编程(OOP)中的一个核心概念,它指的是子类(派生类、子类型)可以继承父类(基类、超类)的属性和方法,从而复用父类的代码,减少重复代码,提高软件的可维护性和可扩展性。继承体现了由简单到复杂的认知过程,通过层次的构建,使得类之间的关系更加清晰。
在Java中,继承通过关键字extends
来实现。
- 修饰符 class 子类名 extends 父类名 {
- // 子类的属性和方法
- }
例如,有一个Animal
类作为父类,Dog
和Cat
作为Animal
的子类,那么它们之间的继承关系可以这样表示:
- class Animal {
- // Animal类的成员变量和方法
- }
-
- class Dog extends Animal {
- // Dog类特有的成员变量和方法
- }
-
- class Cat extends Animal {
- // Cat类特有的成员变量和方法
- }
在Java中,继承只支持单继承,即一个子类只能直接继承一个父类。但是,一个类可以通过继承关系间接地继承多个类(多层继承)。Java还通过接口(Interface)实现了多重继承的效果,即一个类可以实现多个接口。
private
)属性和方法不能被子类直接访问。多态(Polymorphism)是面向对象编程中的一个核心概念,它允许同一个接口或方法在不同对象上具有不同的实现方式。多态性提高了程序的灵活性和可扩展性,使得程序能够在运行时决定调用哪个方法。
多态在Java中主要通过以下几种方式实现:
ClassCastException
。接口是Java中一种引用类型,是一种抽象的类型,它是方法的集合,用于指定一组方法规范,但不提供这些方法的具体实现。接口是一种形式上的契约,它规定了实现接口的类必须提供的方法,但不关心这些方法的具体实现细节。
public static final
的。- public interface InterfaceName {
- // 常量定义
- int CONSTANT = 10;
-
- // 抽象方法
- void method1();
-
- // 默认方法(Java 8+)
- default void defaultMethod() {
- // 方法体
- }
-
- // 静态方法(Java 8+)
- static void staticMethod() {
- // 方法体
- }
- }
抽象类是一种不能被实例化的类,它用于定义一组抽象方法(即没有方法体的方法),这些抽象方法必须由子类提供具体实现。抽象类通常用于表示一种类型的不完整或基础形式,它提供了一种模板,用于指导子类如何实现特定的功能。
new
关键字创建抽象类的对象。- public abstract class AbstractClassName {
- // 抽象方法
- abstract void abstractMethod();
-
- // 具体实现的方法
- void concreteMethod() {
- // 方法体
- }
-
- // 构造方法
- public AbstractClassName() {
- // 构造方法体
- }
- }
Object
类)。虽然Spring通常与Java EE(Enterprise Edition)相关联,但Spring Framework也可以在Java SE环境中使用。Spring是一个全面的应用程序框架,它提供了广泛的功能,包括依赖注入、面向切面编程(AOP)、数据访问等。Spring Framework可以帮助开发者构建松耦合、易于测试和维护的应用程序。
Hibernate是一个对象关系映射(ORM)框架,它允许开发者以面向对象的方式操作数据库。在Java SE环境中,Hibernate可以与JDBC(Java Database Connectivity)一起使用,为开发者提供数据库操作的便捷方式。
与Hibernate类似,MyBatis也是一个ORM框架,但它提供了更多的灵活性和控制权。MyBatis允许开发者编写具体的SQL语句,并将其映射到Java对象上。这使得MyBatis在处理复杂查询和数据库交互时更加灵活。
JPA是Java平台上的标准ORM技术,它定义了一套标准的ORM接口和规则。虽然JPA本身不是一个框架,但它为各种ORM框架(如Hibernate和EclipseLink)提供了统一的编程模型。在Java SE环境中,开发者可以使用JPA来简化数据库操作。
Jackson是一个流行的JSON处理库,它可以在Java SE环境中使用。Jackson提供了将Java对象序列化为JSON字符串,以及将JSON字符串反序列化为Java对象的功能。这使得在Java SE应用程序中处理JSON数据变得简单而高效。
Apache Commons是一个由Apache软件基金会提供的Java库集合,它包含了许多实用的工具和类库,如集合处理、文件操作、网络编程等。这些库在Java SE应用程序中经常被使用,以提高开发效率和代码质量。
需要注意的是,虽然这些框架或技术在Java SE环境中可以使用,但它们中的一些(如Spring Framework)最初是为Java EE环境设计的。然而,随着Java SE和Java EE的不断发展,这些框架的适用范围也在不断扩展。
此外,Java SE本身还包含了许多基础类库和API,如集合框架(Collections Framework)、IO/NIO(输入/输出/非阻塞输入/输出)、并发编程(Concurrency)、网络编程(Networking)等,这些类库和API为开发者提供了构建各种类型应用程序所需的基础功能。
异常处理是编程中不可或缺的一部分,它允许程序在运行时处理错误情况,而不是简单地崩溃或停止执行。在Java等面向对象的编程语言中,异常处理是通过异常类(Exception classes)来实现的,这些类继承自Throwable
类。异常处理机制使得程序能够优雅地处理错误,提高程序的健壮性和用户体验。
在Java中,异常被分为两大类:检查型异常(Checked Exceptions)和非检查型异常(Unchecked Exceptions)。
检查型异常:这些异常在编译时就被检查。如果方法可能抛出检查型异常,那么调用该方法的代码必须显式地处理这些异常,要么通过try-catch
语句捕获异常,要么通过throws
关键字声明该方法也可能抛出这些异常。常见的检查型异常包括IOException
、SQLException
等。
非检查型异常:这些异常在编译时不会被检查。它们主要包括运行时异常(RuntimeException
及其子类)和错误(Error
及其子类)。运行时异常通常是由于程序员的错误导致的,如数组越界、空指针引用等。错误则是由JVM抛出的,表示更严重的问题,如内存溢出、虚拟机错误等。
Java中的异常处理主要通过try-catch-finally
语句和throws/throw
关键字来实现。
try
块:包含可能抛出异常的代码。catch
块:紧跟在try
块之后,用于捕获并处理try
块中抛出的异常。可以有多个catch
块来捕获不同类型的异常。finally
块:可选的,无论是否捕获到异常,finally
块中的代码都会被执行。它通常用于释放资源,如关闭文件、数据库连接等。throws
关键字用于在方法签名中声明该方法可能抛出的异常,让调用者知道需要处理这些异常。throw
关键字用于在方法内部显式地抛出异常。它可以抛出检查型异常或运行时异常。- public class ExceptionExample {
- public static void main(String[] args) {
- try {
- // 尝试执行的代码
- int result = divide(10, 0);
- System.out.println("Result: " + result);
- } catch (ArithmeticException e) {
- // 处理除数为0的异常
- System.out.println("Error: Division by zero.");
- } finally {
- // 无论是否发生异常都会执行的代码
- System.out.println("Finally block executed.");
- }
- }
-
- public static int divide(int numerator, int denominator) throws ArithmeticException {
- if (denominator == 0) {
- throw new ArithmeticException("Denominator cannot be zero.");
- }
- return numerator / denominator;
- }
- }
在这个例子中,divide
方法可能抛出ArithmeticException
,因此在main
方法中调用divide
时使用了try-catch
语句来捕获并处理这个异常。无论是否捕获到异常,finally
块中的代码都会被执行。
Java网络编程主要涉及使用Java提供的API来创建网络应用程序,这些应用程序可以在网络上与其他计算机进行通信。Java提供了丰富的类库来支持TCP/IP协议,使得网络编程变得相对简单。
TCP(传输控制协议):一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在Java中,TCP通信通常通过Socket
和ServerSocket
类来实现。
UDP(用户数据报协议):一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层通信协议。在Java中,UDP通信通常通过DatagramSocket
和DatagramPacket
类来实现。
套接字(Socket):网络通信的端点,是TCP/IP协议的网络通信基石。Java中的Socket
类代表客户端套接字,而ServerSocket
类代表服务器端套接字。
端口(Port):计算机上用于区分不同服务的逻辑地址。每个网络应用都需要绑定到一个特定的端口上,以便接收来自该端口的通信请求。
java.net.Socket
:表示客户端套接字,用于连接到服务器。java.net.ServerSocket
:表示服务器端套接字,用于监听来自客户端的连接请求。java.net.InetAddress
:表示IP地址,无论是IPv4还是IPv6。java.net.DatagramSocket
和 java.net.DatagramPacket
:用于UDP通信,分别表示UDP套接字和数据报。java.io
包中的类:如InputStream
、OutputStream
、BufferedReader
、PrintWriter
等,用于在套接字上读写数据。以下是一个简单的TCP服务器和客户端的示例:
TCP服务器:
- import java.io.*;
- import java.net.*;
-
- public class TCPServer {
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(12345); // 监听12345端口
- System.out.println("服务器启动,等待连接...");
-
- Socket clientSocket = serverSocket.accept(); // 接受客户端连接
- System.out.println("客户端已连接");
-
- BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
- PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
-
- String inputLine;
- while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
- System.out.println("收到客户端消息:" + inputLine);
- out.println("服务器响应:" + inputLine.toUpperCase()); // 将消息转换为大写并发送回客户端
- }
-
- in.close();
- out.close();
- clientSocket.close();
- serverSocket.close();
- }
- }
TCP客户端:
- import java.io.*;
- import java.net.*;
-
- public class TCPClient {
- public static void main(String[] args) throws IOException {
- Socket socket = new Socket("localhost", 12345); // 连接到服务器的12345端口
- BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
- PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
-
- BufferedReader stdIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
- String userInput;
-
- System.out.println("请输入消息(输入exit退出):");
- while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
- out.println(userInput);
- if ("exit".equalsIgnoreCase(userInput)) {
- break;
- }
- System.out.println("服务器响应:" + in.readLine());
- }
-
- stdIn.close();
- in.close();
- out.close();
- socket.close();
- }
- }
Java网络编程是一个广泛的主题,包括多线程服务器、NIO(非阻塞I/O)、SSL/TLS加密通信、HTTP客户端和服务器等多个方面。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,Java SE也在不断发展和完善。未来,Java SE可能会继续加强其跨平台性、安全性和性能等方面的特性,同时提供更多的API和类库以支持新的应用场景和技术趋势。
结束!
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