《北京大学Java编程》课件

北京大学Java编程课程简介与目标课程目标本课程旨在使学生掌握Java编程的核心概念和技术，培养良好的编程习惯，并具备独立开发Java应用程序的能力。通过本课程的学习，学生将能够：理解Java语言的基本语法和面向对象编程思想；掌握Java核心类库的使用方法；能够进行简单的GUI编程；了解多线程编程的基本概念；能够进行简单的网络编程。课程简介本课程是北京大学计算机科学与技术专业的核心课程之一，旨在介绍Java编程语言的基本概念和技术。课程内容涵盖Java语言的各个方面，包括面向对象编程、异常处理、IO流、集合框架、泛型和多线程编程等。通过本课程的学习，学生将能够独立完成Java应用程序的开发，并具备解决实际问题的能力。课程收获Java语言概述什么是JavaJava是一种高级编程语言，由SunMicrosystems（后被Oracle收购）于1995年推出。它是一种面向对象的、跨平台的编程语言，具有简单、可移植、安全、高性能等特点。Java程序可以在不同的操作系统上运行，只需安装Java虚拟机（JVM）即可。Java广泛应用于企业级应用、移动应用、Web应用等领域。Java的特点Java具有以下特点：简单易学：Java语法简洁明了，易于学习和掌握；面向对象：Java是一种面向对象的编程语言，支持封装、继承、多态等特性；跨平台：Java程序可以在不同的操作系统上运行，具有良好的可移植性；安全可靠：Java具有安全机制，可以防止恶意代码的攻击；高性能：Java具有高性能的运行时环境，可以满足各种应用的需求。Java的历史与发展11995年Java1.0发布，标志着Java语言的正式诞生。该版本包含了Java虚拟机（JVM）和Java核心类库，奠定了Java跨平台的基础。21998年Java1.2发布，引入了SwingGUI组件，使得Java可以开发桌面应用程序。同时，Java1.2还引入了JavaCollectionsFramework，方便了数据的存储和处理。32004年Java5.0发布，引入了泛型、注解、自动装箱/拆箱等新特性，大大提高了Java的开发效率和代码质量。42014年Java8发布，引入了Lambda表达式、StreamAPI等新特性，使得Java可以进行函数式编程。Java8还引入了新的日期和时间API，解决了旧API的一些问题。5未来Java将继续发展，不断引入新的特性和技术，以适应不断变化的应用需求。Java社区也将继续壮大，为Java的发展贡献力量。Java的特点与优势1跨平台性Java最大的优势在于其跨平台性。通过Java虚拟机（JVM），Java程序可以在不同的操作系统上运行，无需修改代码。这大大提高了Java程序的可移植性，降低了开发成本。2面向对象Java是一种面向对象的编程语言，支持封装、继承、多态等特性。面向对象编程可以提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性，使得Java程序更加健壮和易于管理。3安全性Java具有安全机制，可以防止恶意代码的攻击。Java虚拟机（JVM）会对Java程序进行安全检查，确保程序不会访问非法资源，从而保护系统的安全。4高性能Java具有高性能的运行时环境，可以满足各种应用的需求。Java虚拟机（JVM）会对Java程序进行优化，提高程序的执行效率。同时，Java还提供了多种高性能的API，方便开发者进行高性能应用开发。Java平台的组成123JavaSEJavaSE（StandardEdition）是Java平台的标准版，提供了Java编程的核心API，包括Java语言的基本语法、面向对象编程、异常处理、IO流、集合框架、泛型和多线程编程等。JavaSE适用于开发桌面应用程序、服务器应用程序等。JavaEEJavaEE（EnterpriseEdition）是Java平台的企业版，提供了用于开发企业级应用的API，包括Servlet、JSP、EJB、JMS等。JavaEE适用于开发Web应用、企业服务等。JavaMEJavaME（MicroEdition）是Java平台的微型版，适用于开发嵌入式设备和移动设备的应用程序。JavaME提供了有限的API，以适应嵌入式设备和移动设备的资源限制。JDK、JRE、JVM的概念JDKJDK（JavaDevelopmentKit）是Java开发工具包，提供了Java程序的开发、编译、调试和运行所需的工具。JDK包含了JRE，以及一些开发工具，如javac（Java编译器）、jdb（Java调试器）等。开发者需要安装JDK才能进行Java程序的开发。JREJRE（JavaRuntimeEnvironment）是Java运行时环境，提供了Java程序的运行所需的环境。JRE包含了JVM，以及一些Java核心类库。用户只需要安装JRE就可以运行Java程序，无需进行开发。JVMJVM（JavaVirtualMachine）是Java虚拟机，是Java程序运行的核心。JVM负责将Java字节码翻译成机器码，并在不同的操作系统上运行。JVM实现了Java的跨平台性，使得Java程序可以在不同的操作系统上运行。开发环境搭建：JDK安装与配置下载JDK从Oracle官网下载对应操作系统的JDK安装包。注意选择与操作系统位数（32位或64位）相匹配的版本。安装JDK运行下载的JDK安装包，按照提示完成安装。可以选择安装路径，建议安装到非系统盘的目录下。配置环境变量配置JAVA_HOME环境变量，指向JDK的安装目录。配置PATH环境变量，将JDK的bin目录添加到PATH中。配置CLASSPATH环境变量，指向JDK的lib目录。验证安装打开命令行窗口，输入java-version命令，如果显示JDK的版本信息，则表示JDK安装配置成功。第一个Java程序：Hello,World!publicclassHelloWorld{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println("Hello,World!");}}代码解释publicclassHelloWorld：定义一个公共类，类名为HelloWorld；publicstaticvoidmain(String[]args)：定义一个公共静态主方法，是Java程序的入口；System.out.println("Hello,World!")：在控制台输出"Hello,World!"。代码编写使用文本编辑器（如Notepad++、SublimeText等）创建一个名为HelloWorld.java的文件，并将上述代码复制到文件中。注意文件名要与类名一致。代码保存将HelloWorld.java文件保存到磁盘上。建议创建一个专门的目录用于存放Java程序。编译与运行Java程序打开命令行窗口在Windows系统中，打开命令提示符（CMD）；在Linux或MacOS系统中，打开终端。切换到Java程序所在目录使用cd命令切换到HelloWorld.java文件所在的目录。编译Java程序输入javacHelloWorld.java命令，将HelloWorld.java文件编译成HelloWorld.class文件。运行Java程序输入javaHelloWorld命令，运行HelloWorld.class文件，即可在控制台看到输出的"Hello,World!"。Java基本语法：数据类型数据类型的作用数据类型用于声明不同类型的变量，以便存储不同类型的数据。Java是一种强类型语言，每个变量都必须声明其数据类型。数据类型决定了变量可以存储的数据范围和可以进行的操作。数据类型的分类Java的数据类型分为两大类：基本数据类型：包括整型、浮点型、字符型和布尔型；引用数据类型：包括类、接口和数组。基本数据类型直接存储数据，而引用数据类型存储的是对象的引用。整型、浮点型、字符型、布尔型数据类型占用字节取值范围默认值1-128~1270short2-32768~327670int4-2147483648~21474836470long8-9223372036854775808~92233720368547758070Lfloat41.4E-45~3.4028235E380.0fdouble84.9E-324~1.7976931348623157E3080.0dchar20~65535'\u0000'boolean1true或falsefalse变量的声明与赋值//声明一个整型变量intage;//赋值age=18;//声明并赋值intscore=100;//声明多个变量inta,b,c;//声明多个变量并赋值intx=1,y=2,z=3;变量的声明变量的声明指定了变量的类型和名称。变量必须先声明才能使用。声明变量的语法为：数据类型变量名;变量的赋值变量的赋值将一个值存储到变量中。赋值的语法为：变量名=值;变量的初始化变量的初始化是指在声明变量的同时给变量赋值。变量可以在声明时初始化，也可以在使用前初始化。常量的定义与使用//定义一个整型常量finalintMAX_VALUE=100;//定义一个字符串常量finalStringNAME="张三";1常量的定义常量是指在程序运行过程中其值不能被改变的变量。在Java中，使用final关键字来定义常量。2常量的命名常量的命名通常使用大写字母，多个单词之间用下划线分隔。这是一种约定俗成的规范，可以提高代码的可读性。3常量的使用常量可以在程序中多次使用，但是不能被修改。如果试图修改常量的值，编译器会报错。运算符：算术、关系、逻辑运算符类型运算符作用算术运算符+、-、*、/、%加、减、乘、除、取余关系运算符==、!=、>、<、>=、<=等于、不等于、大于、小于、大于等于、小于等于逻辑运算符&&、||、!与、或、非赋值运算符=、+=、-=、*=、/=、%=赋值、加等于、减等于、乘等于、除等于、取余等于位运算符&、|、^、~、<<、>>按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移、右移运算符优先级运算符优先级决定了表达式中运算符的执行顺序。优先级高的运算符先执行，优先级低的运算符后执行。可以使用括号来改变运算符的优先级。以下是Java运算符的优先级顺序（从高到低）：括号()单目运算符++、--、!、~算术运算符*、/、%算术运算符+、-移位运算符<<、>>关系运算符>、<、>=、<=关系运算符==、!=按位与&按位异或^按位或|逻辑与&&逻辑或||条件运算符?:赋值运算符=、+=、-=、*=、/=、%=控制语句：条件语句条件语句的作用条件语句用于根据不同的条件执行不同的代码块。Java提供了两种条件语句：if语句和switch语句。条件语句可以控制程序的执行流程，使得程序可以根据不同的情况做出不同的响应。条件语句的分类Java的条件语句分为两种：if语句：用于判断一个条件是否成立，如果成立则执行指定的代码块；switch语句：用于根据不同的值执行不同的代码块。if语句、if-else语句//if语句if(条件){//代码块}//if-else语句if(条件){//代码块1}else{//代码块2}//if-elseif-else语句if(条件1){//代码块1}elseif(条件2){//代码块2}else{//代码块3}if语句if语句用于判断一个条件是否成立，如果成立则执行指定的代码块。如果条件不成立，则跳过该代码块。if-else语句if-else语句用于判断一个条件是否成立，如果成立则执行指定的代码块1，否则执行代码块2。if-elseif-else语句if-elseif-else语句用于判断多个条件，如果条件1成立则执行代码块1，否则判断条件2是否成立，如果成立则执行代码块2，否则执行代码块3。switch语句switch(表达式){case值1://代码块1break;case值2://代码块2break;default://代码块3}1switch语句的用法switch语句用于根据表达式的值选择执行不同的代码块。表达式的值可以是整型、字符型、字符串型或枚举类型。2case语句case语句用于指定一个值，如果表达式的值与该值相等，则执行该case语句对应的代码块。每个case语句后面必须跟一个break语句，用于跳出switch语句。3default语句default语句用于指定一个默认的代码块，如果表达式的值与所有的case语句的值都不相等，则执行default语句对应的代码块。default语句可以省略。循环语句：for循环for(初始化;条件;更新){//循环体}for循环的执行过程首先执行初始化语句，然后判断条件是否成立，如果成立则执行循环体，然后执行更新语句，再次判断条件是否成立，如果成立则继续执行循环体，直到条件不成立为止。初始化语句初始化语句用于初始化循环变量，只在循环开始时执行一次。条件条件用于判断循环是否继续执行，如果条件成立则继续执行循环，否则跳出循环。更新语句更新语句用于更新循环变量的值，每次循环结束后执行。while循环、do-while循环while循环while循环用于在条件成立的情况下重复执行一段代码块。while循环先判断条件是否成立，如果成立则执行循环体，否则跳出循环。while(条件){//循环体}do-while循环do-while循环用于先执行一段代码块，然后再判断条件是否成立，如果成立则继续执行循环体，否则跳出循环。do-while循环至少会执行一次循环体。do{//循环体}while(条件);break与continue语句1break语句break语句用于跳出循环或switch语句。当break语句被执行时，程序会立即跳出循环或switch语句，执行循环或switch语句后面的代码。2continue语句continue语句用于跳过本次循环，继续执行下一次循环。当continue语句被执行时，程序会跳过本次循环的剩余代码，直接进入下一次循环。数组：数组的声明与初始化//声明一个整型数组int[]arr;//初始化数组arr=newint[5];//声明并初始化数组int[]arr2=newint[5];//声明并初始化数组，并赋值int[]arr3={1,2,3,4,5};1数组的声明数组的声明指定了数组的类型和名称。数组必须先声明才能使用。声明数组的语法为：数据类型[]数组名;或数据类型数组名[];2数组的初始化数组的初始化是指为数组分配内存空间，并为数组元素赋初始值。数组可以通过new关键字进行初始化，也可以直接使用花括号赋值。数组元素的访问int[]arr={1,2,3,4,5};//访问数组的第一个元素intfirstElement=arr[0];//1//访问数组的最后一个元素intlastElement=arr[arr.length-1];//5//修改数组的元素arr[0]=10;//arr={10,2,3,4,5}数组元素的访问数组元素可以通过数组名和索引来访问。数组的索引从0开始，到数组长度减1结束。数组元素的修改数组元素可以通过数组名和索引来修改。修改数组元素的值会直接改变数组的内容。数组越界如果访问的数组索引超出了数组的范围，则会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。多维数组//声明一个二维整型数组int[][]arr;//初始化数组arr=newint[3][4];//声明并初始化数组int[][]arr2=newint[3][4];//声明并初始化数组，并赋值int[][]arr3={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};概念多维数组是指数组的元素也是数组的数组。Java支持多维数组，可以定义二维数组、三维数组等。访问多维数组的元素可以通过多个索引来访问。例如，二维数组的元素可以通过arr[i][j]来访问。应用多维数组常用于表示矩阵、表格等数据结构。字符串：String类的使用String类的特点String类是Java中用于表示字符串的类。String类具有以下特点：不可变性：String对象一旦创建，其值就不能被修改；字符串常量池：Java为了提高性能，会将字符串常量存储在字符串常量池中，如果创建的字符串常量在字符串常量池中已经存在，则直接返回字符串常量池中的引用。String类的创建String对象可以通过以下方式创建：使用字符串字面量：Stringstr="hello";使用new关键字：Stringstr=newString("hello");字符串的常用方法方法名作用length()返回字符串的长度charAt(intindex)返回字符串中指定索引位置的字符substring(intbeginIndex)返回字符串中从指定索引位置开始的子字符串substring(intbeginIndex,intendIndex)返回字符串中从指定索引位置开始到指定索引位置结束的子字符串equals(Objectobj)判断字符串是否与指定的对象相等equalsIgnoreCase(StringanotherString)判断字符串是否与指定的字符串相等，忽略大小写compareTo(StringanotherString)比较字符串的大小indexOf(Stringstr)返回字符串中指定子字符串第一次出现的索引位置lastIndexOf(Stringstr)返回字符串中指定子字符串最后一次出现的索引位置replace(CharSequencetarget,CharSequencereplacement)将字符串中指定的子字符串替换为另一个字符串trim()去除字符串两端的空格toUpperCase()将字符串转换为大写toLowerCase()将字符串转换为小写split(Stringregex)将字符串按照指定的正则表达式分割成字符串数组面向对象编程基础面向对象编程的概念面向对象编程（Object-OrientedProgramming，OOP）是一种编程范式，它将程序中的数据和操作数据的方法封装在一起，形成对象。对象是OOP的基本单元，对象之间通过消息传递进行交互。面向对象编程的特点面向对象编程具有以下特点：封装：将数据和操作数据的方法封装在一起，隐藏对象的内部实现细节；继承：子类可以继承父类的属性和方法，提高代码的重用性；多态：同一个方法可以根据不同的对象产生不同的行为，提高代码的灵活性。类与对象的概念类类是对象的抽象，描述了对象的属性和行为。类是一种模板，用于创建对象。类定义了对象的类型，包括对象的属性（成员变量）和行为（成员方法）。对象对象是类的实例，是类在内存中的具体表现。对象具有类定义的属性和行为。可以通过new关键字来创建对象。类的定义与实例化//类的定义publicclassPerson{//成员变量Stringname;intage;//成员方法publicvoidsayHello(){System.out.println("Hello,mynameis"+name+",Iam"+age+"yearsold.");}}//类的实例化Personperson=newPerson();="张三";person.age=18;person.sayHello();1类的定义类的定义使用class关键字，后面跟类名。类体中包含成员变量和成员方法。2类的实例化类的实例化使用new关键字，后面跟类名和括号。实例化后会创建一个对象，并返回对象的引用。成员变量与成员方法成员变量成员变量是类中定义的变量，用于描述对象的属性。成员变量可以有不同的数据类型，例如int、String等。成员变量可以被类的成员方法访问。成员方法成员方法是类中定义的函数，用于描述对象的行为。成员方法可以访问类的成员变量，也可以调用其他成员方法。成员方法可以被类的对象调用。构造方法publicclassPerson{Stringname;intage;//构造方法publicPerson(Stringname,intage){=name;this.age=age;}publicvoidsayHello(){System.out.println("Hello,mynameis"+name+",Iam"+age+"yearsold.");}}//使用构造方法创建对象Personperson=newPerson("张三",18);person.sayHello();1构造方法的定义构造方法是一种特殊的方法，用于创建对象并初始化对象的成员变量。构造方法的方法名必须与类名相同，且没有返回值。2构造方法的作用构造方法用于在对象创建时初始化对象的成员变量。如果没有定义构造方法，则Java会提供一个默认的无参构造方法。3构造方法的重载构造方法可以重载，即可以定义多个参数不同的构造方法。构造方法的重载可以提供不同的对象初始化方式。this关键字publicclassPerson{Stringname;intage;publicPerson(Stringname,intage){=name;this.age=age;}publicvoidsayHello(){System.out.println("Hello,mynameis"++",Iam"+this.age+"yearsold.");}}this关键字的作用this关键字用于指向当前对象。this关键字可以用于访问当前对象的成员变量和成员方法。this关键字的使用场景this关键字通常用于以下场景：区分成员变量和局部变量：当成员变量和局部变量的名称相同时，可以使用this关键字来区分；在构造方法中调用其他构造方法：可以使用this关键字来调用同一个类的其他构造方法。封装：访问控制修饰符封装的概念封装是指将数据和操作数据的方法封装在一起，隐藏对象的内部实现细节。封装是面向对象编程的三大特性之一。访问控制修饰符Java提供了访问控制修饰符来控制成员变量和成员方法的访问权限。访问控制修饰符包括private、public和protected。如果没有指定访问控制修饰符，则默认为default。private、public、protected访问控制修饰符访问权限private只能被本类访问public可以被任何类访问protected可以被本类、同一个包中的类和子类访问default可以被同一个包中的类访问1privateprivate修饰的成员变量和成员方法只能被本类访问。private修饰符可以实现数据的隐藏，提高代码的安全性。2publicpublic修饰的成员变量和成员方法可以被任何类访问。public修饰符可以提供类的公共接口，方便其他类使用。3protectedprotected修饰的成员变量和成员方法可以被本类、同一个包中的类和子类访问。protected修饰符可以实现继承关系中的数据共享。继承：extends关键字//父类publicclassAnimal{Stringname;publicvoideat(){System.out.println("Animaliseating");}}//子类publicclassDogextendsAnimal{publicvoidbark(){System.out.println("Dogisbarking");}}继承的概念继承是指子类继承父类的属性和方法。继承是面向对象编程的三大特性之一。extends关键字extends关键字用于表示继承关系。子类使用extends关键字继承父类。继承的特点子类可以继承父类的所有非private的属性和方法。子类可以重写父类的方法，也可以扩展父类的功能。super关键字publicclassAnimal{Stringname;publicAnimal(Stringname){=name;}publicvoideat(){System.out.println("Animaliseating");}}publicclassDogextendsAnimal{Stringbreed;publicDog(Stringname,Stringbreed){super(name);this.breed=breed;}publicvoidbark(){System.out.println("Dogisbarking");}}1super关键字的作用super关键字用于访问父类的属性和方法。super关键字可以用于调用父类的构造方法、成员变量和成员方法。2super关键字的使用场景super关键字通常用于以下场景：在子类的构造方法中调用父类的构造方法：可以使用super关键字来调用父类的构造方法，以初始化父类的成员变量；在子类中访问父类的成员变量和成员方法：可以使用super关键字来访问父类的成员变量和成员方法，特别是当子类重写了父类的方法时。方法重写(Override)publicclassAnimal{publicvoideat(){System.out.println("Animaliseating");}}publicclassDogextendsAnimal{@Overridepublicvoideat(){System.out.println("Dogiseating");}}方法重写的概念方法重写是指子类重新定义父类中已经存在的方法。方法重写是实现多态的必要条件。方法重写的规则方法重写必须满足以下规则：方法名必须相同；参数列表必须相同；返回值类型必须相同；访问权限不能比父类更严格；不能抛出比父类更多的异常。@Override注解@Override注解用于表示一个方法是重写方法。使用@Override注解可以帮助编译器检查方法重写是否正确。多态：向上转型、向下转型多态的概念多态是指同一个方法可以根据不同的对象产生不同的行为。多态是面向对象编程的三大特性之一。向上转型向上转型是指将子类对象赋值给父类引用。向上转型是安全的，因为子类对象肯定具有父类对象的属性和方法。Animalanimal=newDog();向下转型向下转型是指将父类引用转换为子类对象。向下转型是不安全的，需要使用instanceof关键字进行判断。if(animalinstanceofDog){Dogdog=(Dog)animal;}抽象类与接口123抽象类抽象类是指不能被实例化的类。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象类用于定义类的通用行为，由子类来实现具体的行为。接口接口是指只包含抽象方法的类。接口用于定义类的规范，实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。区别抽象类可以包含非抽象方法，而接口只能包含抽象方法。一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。abstract关键字//抽象类publicabstractclassAnimal{//抽象方法publicabstractvoideat();//非抽象方法publicvoidsleep(){System.out.println("Animalissleeping");}}abstract关键字的作用abstract关键字用于声明抽象类和抽象方法。抽象类不能被实例化，抽象方法必须被子类实现。抽象类的特点抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象类可以定义类的通用行为，由子类来实现具体的行为。抽象方法的特点抽象方法没有方法体，必须被子类实现。抽象方法用于定义类的规范，由子类来实现具体的行为。interface关键字//接口publicinterfaceFlyable{//抽象方法voidfly();}1interface关键字的作用interface关键字用于声明接口。接口是一种特殊的抽象类，只包含抽象方法和常量。2接口的特点接口中的所有方法都是抽象方法，没有方法体。接口中的所有成员变量都是常量，必须初始化。3接口的作用接口用于定义类的规范，实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。接口可以实现多继承，一个类可以实现多个接口。接口的实现publicinterfaceFlyable{voidfly();}publicclassBirdimplementsFlyable{@Overridepublicvoidfly(){System.out.println("Birdisflying");}}implements关键字implements关键字用于表示实现接口关系。类使用implements关键字实现接口。实现接口的规则实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。实现接口的类可以实现多个接口。接口的作用接口用于定义类的规范，实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。接口可以实现多继承，一个类可以实现多个接口。异常处理：try-catch语句try{//可能抛出异常的代码intresult=10/0;}catch(ArithmeticExceptione){//异常处理代码System.out.println("除数不能为0");}try-catch语句的作用try-catch语句用于捕获和处理异常。try块包含可能抛出异常的代码，catch块包含异常处理代码。try块try块用于包含可能抛出异常的代码。如果在try块中的代码抛出了异常，则会立即跳转到catch块执行。catch块catch块用于捕获和处理异常。catch块可以指定捕获的异常类型，如果抛出的异常类型与catch块指定的异常类型匹配，则会执行catch块中的代码。finally代码块try{//可能抛出异常的代码intresult=10/0;}catch(ArithmeticExceptione){//异常处理代码System.out.println("除数不能为0");}finally{//无论是否发生异常，都会执行的代码System.out.println("程序结束");}1finally代码块的作用finally代码块用于包含无论是否发生异常都会执行的代码。finally代码块通常用于释放资源，例如关闭文件、关闭数据库连接等。2finally代码块的特点finally代码块无论是否发生异常都会执行。如果在try块或catch块中执行了return语句，则finally代码块会在return语句执行前执行。异常的抛出：throw关键字publicvoiddivide(inta,intb)throwsArithmeticException{if(b==0){thrownewArithmeticException("除数不能为0");}intresult=a/b;System.out.println("结果："+result);}throw关键字的作用throw关键字用于抛出异常。throw关键字后面跟一个异常对象。throws关键字throws关键字用于声明方法可能抛出的异常。throws关键字后面跟一个或多个异常类型。异常的抛出和捕获方法可以使用throw关键字抛出异常，然后由调用者使用try-catch语句捕获和处理异常。如果调用者没有捕获异常，则异常会继续向上抛出，直到被JVM捕获并处理。自定义异常//自定义异常类publicclassMyExceptionextendsException{publicMyException(Stringmessage){super(message);}}//抛出自定义异常publicvoiddoSomething()throwsMyException{if(条件){thrownewMyException("发生错误");}}自定义异常的概念自定义异常是指用户根据自己的需求创建的异常类。自定义异常可以用于表示程序中特定的错误情况。自定义异常的步骤自定义异常的步骤如下：创建自定义异常类：自定义异常类必须继承Exception类或其子类；在方法中使用throw关键字抛出自定义异常：可以使用throw关键字抛出自定义异常，并指定异常信息。IO流：输入流与输出流IO流的概念IO流是指输入输出流，用于在程序和外部设备之间进行数据传输。IO流可以分为输入流和输出流两种类型。输入流输入流用于从外部设备读取数据到程序中。输入流的常用类包括InputStream和Reader。输出流输出流用于将程序中的数据写入到外部设备中。输出流的常用类包括OutputStream和Writer。文件读写操作//读取文件try(BufferedReaderbr=newBufferedReader(newFileReader("file.txt"))){Stringline;while((line=br.readLine())!=null){System.out.println(line);}}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}//写入文件try(BufferedWriterbw=newBufferedWriter(newFileWriter("file.txt"))){bw.write("Hello,World!");}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}1文件读取使用FileReader和BufferedReader类可以从文件中读取数据。FileReader用于创建文件输入流，BufferedReader用于缓冲读取数据。2文件写入使用FileWriter和BufferedWriter类可以将数据写入到文件中。FileWriter用于创建文件输出流，BufferedWriter用于缓冲写入数据。3try-with-resources语句使用try-with-resources语句可以自动关闭资源，避免资源泄漏。字节流与字符流类型特点常用类字节流以字节为单位进行数据传输，可以处理所有类型的数据InputStream、OutputStream字符流以字符为单位进行数据传输，只能处理文本数据Reader、Writer字节流字节流以字节为单位进行数据传输，可以处理所有类型的数据，例如图片、音频、视频等。字节流的常用类包括InputStream和OutputStream。字符流字符流以字符为单位进行数据传输，只能处理文本数据。字符流的常用类包括Reader和Writer。选择在处理文本数据时，建议使用字符流，因为字符流可以自动处理字符编码问题。在处理其他类型的数据时，建议使用字节流。集合框架：List接口集合框架的概念集合框架是指Java提供的一组用于存储和操作对象的接口和类。集合框架可以方便地存储和管理对象，提供高效的数据访问和操作。List接口List接口是集合框架中的一种接口，用于存储有序的、可重复的元素。List接口的常用实现类包括ArrayList和LinkedList。ArrayList与LinkedList特点ArrayListLinkedList底层数据结构数组链表插入和删除效率低，需要移动元素效率高，只需要修改指针访问效率高，可以通过索引直接访问效率低，需要遍历链表1ArrayListArrayList底层使用数组实现，可以高效地访问元素，但在插入和删除元素时效率较低，因为需要移动元素。2LinkedListLinkedList底层使用链表实现，可以高效地插入和删除元素，但在访问元素时效率较低，因为需要遍历链表。3选择在需要频繁访问元素时，建议使用ArrayList。在需要频繁插入和删除元素时，建议使用LinkedList。Set接口：HashSet与TreeSetSet接口Set接口是Java集合框架中的一种接口，用于存储无序的、不可重复的元素。Set接口的常用实现类包括HashSet和TreeSet。1HashSetHashSet底层使用哈希表实现，可以高效地添加、删除和查找元素。HashSet不保证元素的顺序。2TreeSetTreeSet底层使用红黑树实现，可以自动对元素进行排序。TreeSet保证元素的顺序。3Map接口：HashMap与TreeMapMap接口Map接口是Java集合框架中的一种接口，用于存储键值对。Map接口的常用实现类包括HashMap和TreeMap。HashMapHashMap底层使用哈希表实现，可以高效地添加、删除和查找键值对。HashMap不保证键值对的顺序。TreeMapTreeMap底层使用红黑树实现，可以自动对键进行排序。TreeMap保证键值对的顺序。泛型：泛型类、泛型方法//泛型类publicclassGenericClass{privateTdata;publicGenericClass(Tdata){this.data=data;}publicTgetData(){returndata;}}//泛型方法publicTgenericMethod(Tdata){returndata;}泛型的概念泛型是指在定义类、接口或方法时，使用类型参数来表示类型。泛型可以提高代码的重用性和类型安全性。泛型类泛型类是指在定义类时使用类型参数来表示类型。泛型类可以用于存储任意类型的数据。泛型方法泛型方法是指在定义方法时使用类型参数来表示类型。泛型方法可以用于处理任意类型的数据。多线程编程：Thread类//创建线程publicclassMyThreadextendsThread{@Overridepublicvoidrun(){System.out.println("线程开始执行");}publicstaticvoidmain(String[]args){MyThreadthread=newMyThread();thread.start();}}线程的概念线程是指程序执行的最小单元。一个进程可以包含多个线程，多个线程可以并发执行。Thread类Thread类是Java中用于创建和管理线程的类。可以通过继承Thread类来创建线程，也可以实现Runnable接口来创建线程。