Java 程式語言快速入門指南：核心特性與基礎語法

Java 語言概述

1995 年，Sun Microsystems 公司正式推出 Java 語言（名稱源自爪哇咖啡，開發團隊酷愛咖啡）。Java 擁有安全性、跨平台、物件導向、簡單易學、適用網路開發等顯著特點，其中「跨平台」更是其核心優勢——同一套程式碼編譯後，無需修改即可在 Windows、Linux、UNIX 等不同作業系統上執行。

運作原理

Java 程式碼經由編譯器編譯為 .class 位元碼檔案，再由 Java 虛擬機（JVM）解釋執行。這種「編譯一次，到處執行」的機制，奠基了 Java 的跨平台能力。

Java 程式主要分兩類：

• Java Application：獨立應用程式，有 main() 進入點
• Java Applet：小應用程式，嵌入網頁於瀏覽器中執行，無 main()，透過 init()、paint() 等生命週期方法運作

完整 Java 原始程式結構

一個標準的 Java 檔案應包含以下部分（順序固定）：

1. package 陳述句（至多一行，必須在第一行）
2. import 陳述句（可多行，在所有類別定義之前）
3. public class 定義（至多一個 public 類別，檔案名必須與該類別名相同）
4. 其他 class 定義（可 0 個或多個）
5. interface 定義（可 0 個或多個）

基礎資料型別

基本型別（Primitive Types）

參考型別（Reference Types）

• 類別
• 介面
• 陣列

常數與變數宣告

// 常數
final int MAX_COUNT = 100;

// 變數
int count;
char grade = 'A';
double price = 19.99;

運算子與優先序

Java 提供豐富的運算子：

• 算術運算子：+ - * / % ++ --
• 關係運算子：> < >= <= == !=
• 邏輯運算子：! && ||
• 位元運算子：& | ^ ~ << >> >>>

優先序從高到低：[] () → ++ -- ! ~ → new (type) → * / % → + - → << >> >>> → < <= > >= → == != → & → ^ → | → && → || → ?: → = += -= *= /= %=

流程控制陳述句

• 條件判斷：if-else、switch
• 迴圈：while、do-while、for、增強型 for
• 跳躍：break、continue、return
• 例外處理：try-catch-finally、throw、throws

物件導向三大特性

1. 封裝性：隱藏內部實作細節，透過公開介面存取
2. 繼承性：子類別繼承父類別屬性與方法，支援單一繼承
3. 多型性：同一介面對不同物件產生不同行為（多載/覆寫）

類別包含「類別宣告」與「類別主體」兩部分。物件導向思維讓開發者專注於「物件做什麼」，而非「怎麼做」，大幅降低複雜度。

例外處理機制

Java 例外分為兩大類：

• Error：嚴重錯誤，通常不可恢復（如 OutOfMemoryError）
• Exception：可處理的異常狀況

兩種處理方式：

1. 捕獲例外：使用 try-catch-finally 主動處理，屬積極機制
2. 宣告拋出：在方法簽名加 throws，由呼叫者處理，屬消極機制

I/O 流體系

Java I/O 分為四大層次：

1. 位元組流（InputStream/OutputStream）
2. 字元流（Reader/Writer）
3. 物件流（ObjectInputStream/ObjectOutputStream）
4. 其他特殊流

常見檔案操作範例——列出目錄下所有 .java 檔案：

import java.io.*;

public class FileFilterTest {
    public static void main(String[] args) {
        File dir = new File("d:/ex");
        FilenameFilter filter = new FilenameFilter() {
            private String ext = "java";
            public boolean accept(File dir, String name) {
                return name.endsWith("." + ext);
            }
        };
        
        String[] files = dir.list(filter);
        for (String file : files) {
            File f = new File(dir, file);
            if (f.isFile()) System.out.println("file " + f);
            else System.out.println("sub directory " + f);
        }
    }
}

總結

Java 以簡潔語法、強大標準庫、跨平台特性成為企業級開發首選語言。掌握基礎語法、物件導向觀念、例外處理與 I/O 操作，即可著手開發實用應用程式。建議初學者從簡單的控制台程式開始，逐步掌握 GUI、網路、資料庫等進階主題。