3.1 Java语法基础

Java作为一门面向对象的编程语言，其语法简洁且结构清晰。我们首先从Java程序的基本结构开始学习。

3.1.1 Java程序入口点：main方法

每个Java应用程序都必须包含一个主入口点，即public static void main(String[] args)方法。下面是一个最简单的Java程序示例：

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

这个程序定义了一个名为HelloWorld的公共类，并在其内部实现了main方法。System.out.println()是Java中用于输出到控制台的标准方法。

3.1.2 注释

Java提供了三种类型的注释：

• 单行注释：

// 这是一个单行注释

• 多行注释：

/*
这是
一个多行
注释
*/

• 文档注释（Javadoc）：

/**
 * 这是一个文档注释，通常用于生成API文档。
 * @author Your Name
 * @since Java 21
 */

3.1.3 变量声明与赋值

在Java中，变量需要先声明再使用，例如：

int age; // 声明一个整型变量age
age = 25; // 给age赋值为25

或者可以同时声明并初始化变量：

String name = "Alice"; // 声明并初始化一个字符串变量name

3.1.4 数据类型

Java支持多种数据类型，包括基本类型和引用类型。基本类型如int, float, boolean, char等；引用类型主要包括类、接口和数组。

int num = 10; // 基本类型：整型
String str = "Hello"; // 引用类型：字符串
double pi = 3.14; // 基本类型：浮点型
boolean isTrue = true; // 基本类型：布尔型
char letter = 'A'; // 基本类型：字符型

3.1.5 标识符与关键字

标识符是用来命名Java中的各种元素（如类名、方法名和变量名）的名称。它必须以字母、下划线_或美元符号$开始，后续部分可以包含字母、数字、下划线或美元符号。关键字是Java保留的具有特殊含义的单词，不能用作标识符。

3.2 数据类型与变量

3.2.1 基本数据类型

Java有8种基本数据类型，分别为：

• 整形：byte, short, int, long
• 浮点型：float, double
• 字符型：char
• 布尔型：boolean

3.2.2 引用数据类型

• 类类型
• 接口类型
• 数组类型

String[] names = new String[3]; // 数组声明与初始化
names[0] = "Alice";
names[1] = "Bob";
names[2] = "Charlie";

3.3 控制流程

3.3.1 条件语句

• if语句：

if (age >= 18) {
    System.out.println("Adult");
} else {
    System.out.println("Minor");
}

• switch语句：

switch (dayOfWeek) {
    case "Monday":
        System.out.println("Start of the week!");
        break;
    case "Friday":
        System.out.println("End of the work week!");
        break;
    default:
        System.out.println("Enjoy your day!");
        break;
}

3.3.2 循环结构

• for循环：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    System.out.println(i);
}

• while循环：

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

• do-while循环：

do {
    System.out.println("This will execute at least once");
} while (condition); // condition为某个判断条件

3.4 数组与集合

3.4.1 数组

数组是一种固定大小的、存储相同类型元素的数据结构。在Java中，数组可以通过索引访问其元素。

int[] numbers = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
System.out.println(numbers[0]); // 输出: 1

3.4.2 集合框架

Java集合框架提供了丰富的类来处理动态大小的集、列表、队列、映射等数据结构，如ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap等。

import java.util.ArrayList;

ArrayList<String> namesList = new ArrayList<>();
namesList.add("Alice");
namesList.add("Bob");
System.out.println(namesList.get(0)); // 输出: Alice

3.5 异常处理

Java通过异常处理机制来捕获和处理程序运行时可能发生的错误或其他异常情况。

try {
    int divideByZero = 1 / 0; // 发生ArithmeticException
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("Cannot divide by zero!");
} finally {
    // 无论是否发生异常，此处代码都会执行
    System.out.println("Finished processing.");
}

3.6 泛型与枚举

3.6.1 泛型

泛型允许在编译时检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高了代码的重用率和可读性。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");

3.6.2 枚举

枚举类型是一种特殊的类，用于定义一组预定义的常量。

public enum DayOfWeek {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}
DayOfWeek today = DayOfWeek.MONDAY;

以上只是Java基础语法的一部分，后续章节将继续深入探讨更复杂的面向对象特性和高级特性。通过理解和掌握这些基础知识，读者将能够更加熟练地编写出结构良好、逻辑清晰的Java代码。