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本文介绍了Java语言的主要特点，如跨平台性、面向对象设计，以及JVM的作用。接着，详细讲解了Java的基本数据类型、运算符、控制语句和循环结构。此外，还探讨了数组、字符串的使用，以及方法和函数的概念。文章进一步阐述了面向对象编程的基础，包括类、对象、封装、继承和多态。最后，提到了抽象类、接口、多态的应用和异常处理机制。

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1.1 Java语言特点和优势

Java是一种跨平台、面向对象、简单、安全、可靠、高性能的编程语言。其中Java实现跨平台的关键是Java的JVM虚拟机。
Java具有语法简单、注重程序安全性、具备自动内存管理等优势。
下面，是一段简单的代码，通过命令行执行后会输出 "Hello, World!"：

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

1.2 基本数据类型和运算符

Java基本数据类型包括整型、浮点型、字符型、布尔型，以及一些引用类型。
Java 运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、三目运算符等。
该程序定义了一个整型变量 a、一个浮点型变量 b、一个字符型变量 c 和一个布尔型变量 d，并演示了如何使用运算符对这些变量进行计算和比较。在执行过程中，先将浮点型转换为整型，然后进行加法运算；再计算两数之积；最后比较两数是否相等，并输出结果。

public class DataTypesAndOperators {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        double b = 3.14;
        char c = 'A';
        boolean d = true;

        int sum = a + (int) b;
        double product = a * b;
        boolean isEqual = (a == b);

        System.out.println("sum = " + sum);
        System.out.println("product = " + product);
        System.out.println("isEqual = " + isEqual);
    }
}

1.3 控制语句和循环结构

Java 控制语句包括条件语句和循环语句，可以通过不同的控制方式控制程序的流程。
Java 循环结构包括 for 循环、while 循环、do-while 循环等，可以重复执行某个代码块。
下面，是一个简单的控制语句：

public class ControlStatementsAndLoops {
    public static void main(String[] args) {
        int score = 80;

        if (score >= 90) {
            System.out.println("优秀");
        } else if (score >= 80) {
            System.out.println("良好");
        } else if (score >= 60) {
            System.out.println("及格");
        } else {
            System.out.println("不及格");
        }

        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println();

        int j = 1;
        while (j <= 10) {
            System.out.print(j + " ");
            j++;
        }
        System.out.println();

        int k = 1;
        do {
            System.out.print(k + " ");
            k++;
        } while (k <= 10);
    }
}

该程序定义了一个整型变量 score，并使用 if-else 语句根据分数输出相应的评价。然后使用 for 循环、while 循环和 do-while 循环分别输出从 1 到 10 的数字。注意，for 循环和 while 循环需要在循环前声明循环变量，而 do-while 循环需要在循环后判断循环条件。

1.4 数组和字符串

Java 数组是一种存储相同类型数据的容器，可以使用[]运算符访问数组元素。
Java 字符串是一种不可变的字符序列，可以使用一系列方法进行截取、拼接、替换等操作。
下面是一个简单的字符串的实例：

import java.util.Arrays;

public class ArraysAndStrings {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        System.out.println(Arrays.toString(numbers));

        String greeting = "Hello, World!";
        System.out.println(greeting.length());
        System.out.println(greeting.charAt(0));
        System.out.println(greeting.substring(0, 5));
        System.out.println(greeting.replace("World", "Java"));
    }
}