Java 基础学习大纲

Java 是一种广泛使用的面向对象编程语言，适用于开发各种类型的应用程序。以下是详细的 Java 基础学习大纲，涵盖了从基础语法到高级概念的内容。

1. Java 环境搭建

• 安装 JDK（Java Development Kit）
• 下载并安装最新版本的 JDK。
• 配置环境变量（JAVA_HOME 和 PATH）。
• IDE（集成开发环境）选择与配置
• 推荐使用 IntelliJ IDEA、Eclipse 或 VSCode。
• 创建第一个 Java 项目，编写并运行简单的 "Hello World" 程序。
• 命令行工具
• 使用 javac 编译 Java 文件。
• 使用 java 运行编译后的字节码文件。

2. Java 基础语法

2.1 数据类型

• 基本数据类型
• 整数类型：byte, short, int, long
• 浮点类型：float, double
• 字符类型：char
• 布尔类型：boolean
• 引用数据类型
• 类（class）
• 接口（interface）
• 数组（array）
• 类型转换
• 自动类型转换（隐式转换）
• 强制类型转换（显式转换）

2.2 变量与常量

• 变量声明与赋值
• 局部变量、实例变量、静态变量
• 变量的作用域
• 常量
• 使用 final 关键字定义常量

2.3 运算符

• 算术运算符：+, -, *, /, %
• 关系运算符：==, !=, >, <, >=, <=
• 逻辑运算符：&&, ||, !
• 位运算符：&, |, ^, ~, <<, >>, >>>
• 赋值运算符：=, +=, -=, *=, /=, %=
• 三元运算符：? :

2.4 输入输出

• 控制台输入
• 使用 Scanner 类读取用户输入
• 控制台输出
• System.out.print(), System.out.println()
• 格式化输出：String.format() 和 System.out.printf()

3. 流程控制语句

3.1 条件语句

• if-else 语句
• 单分支、双分支、多分支
• switch-case 语句
• 匹配整数、字符、字符串等类型的值

3.2 循环语句

• for 循环
• 传统 for 循环
• 增强型 for 循环（遍历数组或集合）
• while 循环
• 先判断条件再执行循环体
• do-while 循环
• 先执行循环体再判断条件

3.3 跳转语句

• break：跳出当前循环或 switch 语句
• continue：跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环
• return：返回方法的结果并结束方法调用

4. 面向对象编程（OOP）

4.1 类与对象

• 类的定义
• 类的基本结构：属性、构造器、方法
• 对象的创建
• 使用 new 关键字创建对象
• 访问修饰符
• public, private, protected, 默认（包级私有）

4.2 构造器

• 无参构造器
• 带参构造器
• 构造器重载
• this 关键字
• 引用当前对象
• 解决局部变量与成员变量同名的问题

4.3 方法

• 方法的定义与调用
• 方法重载
• 参数列表不同即可重载
• 方法重写（覆盖）
• 子类可以覆盖父类的方法

4.4 继承

• 继承的概念
• 使用 extends 关键字实现继承
• super 关键字
• 访问父类的成员和构造器
• 方法重写
• 子类可以覆盖父类的方法
• 继承中的构造器调用顺序
• 父类构造器先执行，子类构造器后执行

4.5 多态

• 方法重写的动态绑定
• 运行时根据对象的实际类型调用相应的方法
• 抽象类
• 使用 abstract 关键字定义抽象类和抽象方法
• 接口
• 使用 interface 定义接口
• 实现接口：implements 关键字
• 接口默认方法和静态方法

5. 异常处理

• 异常的概念
• 异常是程序运行时发生的错误或意外情况
• try-catch-finally 结构
• try：捕获可能抛出异常的代码块
• catch：处理捕获到的异常
• finally：无论是否发生异常都会执行的代码块
• 常见异常类型
• ArithmeticException, NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException 等
• 自定义异常
• 继承 Exception 或 RuntimeException 类创建自定义异常

6. 集合框架

• List 接口
• ArrayList, LinkedList
• Set 接口
• HashSet, LinkedHashSet, TreeSet
• Map 接口
• HashMap, LinkedHashMap, TreeMap
• 迭代器（Iterator）
• 使用 iterator() 方法遍历集合元素

7. 输入输出流（I/O）

• 字节流
• InputStream, OutputStream
• FileInputStream, FileOutputStream
• 字符流
• Reader, Writer
• FileReader, FileWriter
• 缓冲流
• BufferedInputStream, BufferedOutputStream
• BufferedReader, BufferedWriter
• 文件操作
• File 类的操作：创建、删除、重命名文件或目录

8. 多线程编程

• 线程的概念
• 线程是程序中的一个执行路径
• 创建线程的方式
• 继承 Thread 类
• 实现 Runnable 接口
• 线程的状态
• 新建、就绪、运行、阻塞、死亡
• 线程同步
• 使用 synchronized 关键字保证线程安全
• 线程通信
• wait(), notify(), notifyAll()

9. 常用工具类

• String 类
• 字符串的创建、拼接、比较、查找、替换等操作
• StringBuilder 和 StringBuffer
• 可变字符串类，适合频繁修改字符串的场景
• Math 类
• 提供数学运算方法：abs(), sqrt(), pow(), random() 等
• Date 和 Calendar 类
• 处理日期和时间
• Random 类
• 生成随机数

10. Lambda 表达式与 Stream API

• Lambda 表达式
• 简化函数式接口的实现
• Stream API
• 对集合进行高效的批量操作：过滤、映射、排序、归约等

11. 泛型

• 泛型的概念
• 泛型允许在定义类、接口和方法时使用参数化的类型
• 泛型类
• 使用 <T> 定义泛型类
• 泛型方法
• 在方法签名中使用泛型参数
• 通配符
• ? extends T 和 ? super T

12. 注解

• 内置注解
• @Override, @Deprecated, @SuppressWarnings
• 自定义注解
• 使用 @interface 定义注解

通过以上大纲的学习，你可以掌握 Java 的核心概念和常用功能，为进一步深入学习打下坚实的基础。