理解異步編程：Promise與async/await的應用

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Java程式設計基礎：掌握面向對象程式

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Java 作為一種跨平台的程式語言，在現代軟體開發中有著廣泛的應用，尤其是在企業級應用、移動應用、Web 開發及大數據領域。Java 支持面向對象程式設計（OOP），這使得開發者能夠創建高效、可維護且擴展性強的應用程式。本文將詳細介紹 Java 的基礎語法、數據類型與控制流語句，並深入解析面向對象程式設計的核心概念：類、對象、繼承、多態與封裝，這些知識將幫助開發者建立扎實的程式設計思維，為進一步的 Java 開發打下堅實基礎。

1. Java 基礎語法與數據類型

Java 語法結構類似於 C 和 C++，但比它們提供了更強的內存管理機制，如自動垃圾回收（Garbage Collection）。在 Java 中，變量分為基本數據類型和引用數據類型兩大類。

1.1 基本數據類型

Java 提供了八種基本數據類型，這些數據類型直接存儲數據，效率較高：

數據類型 大小 範圍
byte 8-bit -128 到 127
short 16-bit -32,768 到 32,767
int 32-bit -2^31 到 2^31-1
long 64-bit -2^63 到 2^63-1
float 32-bit 32 位浮點數
double 64-bit 64 位浮點數
char 16-bit 0 到 65,535（Unicode）
boolean 1-bit true 或 false

範例：

int age = 25;
double pi = 3.14159;
boolean isJavaFun = true;

1.2 引用數據類型

引用數據類型存儲對象的內存地址，包括：String（字串類型）、Array（數組）、Class（類）、Interface（接口）和 Collection（集合框架）等。

  • String（字串類型）：存儲不可變的字符序列。

    String greeting = "Hello, Java!";
System.out.println(greeting.length());

  • Array（數組）：存儲相同類型數據的結構。

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

  • Class（類）：定義對象的模板。

    class Car {
    String brand;
    int speed;
}

  • Interface（接口）：規範類行為的抽象類型。

    interface Animal {
    void makeSound();
}

  • Collection（集合框架）：如 List、Map 和 Set，存儲和管理對象的集合。

    List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");

1.3 變量作用域與生命周期

變量的作用域決定了它的可見性和生命周期，主要分為以下幾類：

  • 局部變量（Local Variable）：定義在方法內部，只在方法執行期間有效。

  • 實例變量（Instance Variable）：定義在類內部但方法外部，對象實例化後存在，直到對象被垃圾回收。

  • 類變量（Class Variable）：使用 static 修飾，屬於類而非對象，所有對象共享同一變量。

範例：

class Person {
    static int population = 0; // 類變量
    String name; // 實例變量
    
    void introduce() {
        int age = 25; // 局部變量
        System.out.println("My name is " + name + ", age: " + age);
    }
}

2. Java 控制流語句

Java 提供多種控制流語句，使程式能根據不同條件執行不同的邏輯。

2.1 條件語句

使用 if 或 switch 語句來根據條件決定程式流向。

if (age > 18) {
    System.out.println("成年人");
} else {
    System.out.println("未成年");
}

2.2 迴圈語句

Java 提供 for、while 和 do-while 三種循環語句，用於重複執行某段程式碼。

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println("Hello, Java!");
}

3. 面向對象程式設計（OOP）核心概念

面向對象程式設計（OOP）是 Java 的基礎，OOP 的核心概念包括類、對象、繼承、多態和封裝。

3.1 類與對象

類是 Java 的基礎，對象是類的實例。每個對象都擁有屬性（字段）和行為（方法）。

class Animal {
    String name;
    int age;
    
    Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    void speak() {
        System.out.println(name + " is " + age + " years old.");
    }
}

3.2 繼承

繼承是 OOP 的一個重要特性，它允許子類繼承父類的屬性和方法，並且可以進行擴展。

class Dog extends Animal {
    Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    void bark() {
        System.out.println(name + " is barking!");
    }
}

4. Java 應用開發概覽

Java 在各個領域中都有廣泛的應用，包括 Web 開發、移動應用、企業級軟體和雲計算。Java EE（企業版）提供了強大的 API 和框架，如 Spring 和 Hibernate，用於構建大規模企業應用。Android 開發使用 Java 作為主要語言，而 JavaFX 則用於桌面應用開發。此外，Java 在大數據和人工智能領域也發揮著重要作用。




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