Java 入門核心知識體系（一）：開發環境、基礎語法、流程控制、方法、面向對象、UML、數組與 Object 類

Java 入門核心知識體系（一）

本文面向 Java 初學者，系統梳理從開發環境搭建到核心語法、面向對象基礎、UML 建模、數組操作及 Object 類常用方法的完整知識體系，配合代碼範例與圖表，打牢進階基礎。

一、開發工具與環境配置

EditPlus + JDK 整合

二、HelloWorld 解剖與核心概念

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

• 關鍵字：public、class、static、void 等均小寫。
• 命名規範：類名帕斯卡（HelloWorld）、方法/變數駝峰（main、args）、常量全大寫（MAX_VALUE）。
• JDK vs JRE：JDK = JRE + 開發工具；JRE = JVM + 類庫。
• 字節碼：.class 文件，JVM 指令集，跨平台核心；二進制，含操作碼與操作數。
• 數據單位：8 bit = 1 Byte；1024 進制（KB/MB/GB/TB）。

三、數據類型與轉換

基本型別（8 種）

型別轉換

• 自動（隱式）：byte → short/char → int → long → float → double（容量由小到大）。
• 強制（顯式）：(targetType) value，可能損失精度/溢出。

轉義字符

\b 退格  \n 換行  \r 回車  \' 單引號  \" 雙引號  \\ 反斜槓

運算符優先級（高→低）

[] () .        // 最高
! ~ ++ -- + -  // 一元
* / %          // 算術
+ -            // 算術/字串連接
<< >> >>>      // 移位
< <= > >= instanceof
== !=          // 比較
&              // 位與
^              // 位異或
|              // 位或
&&             // 邏輯與（短路）
||             // 邏輯或（短路）
?:             // 三元
= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= >>>=  // 賦值（最低）

四、流程控制語句

分支

if (score >= 60) { pass(); }
else if (score >= 40) { makeup(); }
else { fail(); }

switch (month) {
    case 3: case 4: case 5: System.out.println("春"); break;
    case 6: case 7: case 8: System.out.println("夏"); break;
    default: System.out.println("其他季節");
}

迴圈

// for
for (int i = 1, sum = 0; i <= 100; i++) sum += i;

// while
int i = 1; while (i <= 100) { sum += i; i++; }

// do-while（至少執行一次）
do { sum += i; i++; } while (i <= 100);

// 增強 for（遍歷陣列/集合）
for (int n : arr) System.out.println(n);

五、方法與遞歸

方法聲明

[修飾符] 返回類型 方法名(參數列表) {
    // 方法體
    return 返回值; // void 可省略
}

• 參數傳遞：基本型別傳值（副本）、引用型別傳引用（地址）。
• 調用方式：靜態方法 ClassName.method()；實例方法 obj.method()。

遞歸三要素

1. 有終止條件（出口）。
2. 每次遞歸規模縮小。
3. 子問題與原問題同構。

int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1; // 出口
    return n * factorial(n - 1);
}

六、面向對象基礎

三大特性

類與對象

• 類是模板，對象是實例；ClassName obj = new ClassName();
• 建構子：同類名、無返回類型、new 時自動調用；可重載。

JavaBean 規範

1. public 類，public 無參建構子。
2. 屬性 private，提供 getXxx()/setXxx()。
3. 實作 Serializable（可選）。

七、UML 統一建模語言

類圖關係

九大圖

• 用例圖、類圖、對象圖、循序圖、協作圖、狀態圖、活動圖、組件圖、部署圖。

八、數組操作

一維陣列

int[] arr = new int[5];        // 宣告並分配
int[] arr2 = {1, 2, 3, 4, 5};  // 靜態初始化
for (int i = 0; i < arr.length; i++) arr[i] = i * 2;
for (int n : arr) System.out.print(n + " ");

二維陣列

int[][] matrix = new int[3][4]; // 3 行 4 列
int[][] m2 = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};
for (int[] row : matrix) for (int v : row) System.out.print(v + " ");

排序與工具

Arrays.sort(arr);              // 升序
Arrays.binarySearch(arr, 3);   // 查找（需有序）
Arrays.toString(arr);          // 格式化輸出
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 3); // 高效複製

九、Object 類核心方法

clone 範例

class Person implements Cloneable {
    int age;
    @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // 淺拷貝
    }
}
Person p1 = new Person(); p1.age = 20;
Person p2 = (Person) p1.clone(); // p2.age == 20，p1 != p2