CS-50b是哈佛大学在2013年开设的一门计算机科学课程，重点介绍了编程基础和核心概念。该课程帮助学生掌握编程语言Java，从而能够解决实际问题并创建复杂的软件系统。压缩包中的CS-50b-master包含了该课程的教学代码示例，是学习和理解Java编程的理想资源。

Java语言基础知识

Java是一种面向对象的编程语言，由Sun Microsystems（现为Oracle公司）于1995年推出。其设计目标是具有跨平台性、安全性以及高效性。Java程序主要由类组成，这些类通过继承和多态等特性来实现面向对象编程。在Java中，所有代码都必须包含在类中，而程序的执行始于一个名为main的方法。

Java环境搭建

学习Java编程首先需要安装Java Development Kit (JDK)。JDK包括Java编译器javac，用于将源代码转换为可执行的字节码。此外，Java运行时环境（JRE）是执行Java应用程序所必需的。

基本语法

Java的语法与C++和C#有相似之处，但更加强调类型安全。变量必须先声明后使用，每条语句以分号结尾。例如，声明一个整型变量：

```java

int number;

```

然后赋值：

```java

number = 10;

```

控制结构

  • 条件语句：if、else和switch用于根据条件执行不同代码块。

  • 循环：for、while和do-while循环用于重复执行代码。

  • 分支结构：break和continue用于提前退出循环或跳过当前迭代。

类和对象

在Java中，一切都是对象。类是创建对象的模板，它定义了对象的属性（数据成员）和行为（方法）。例如，创建一个简单的类：

```java

public class Student {

  String name;

  int age;

  void introduce() {

      System.out.println("Hello, my name is " + name + " and I am " + age + " years old.");

  }

}

```

然后创建并使用这个类的对象：

```java

Student student = new Student();

student.name = "Alice";

student.age = 20;

student.introduce();

```

数组和集合

Java提供了数组来存储同类型的元素集合，以及集合框架（如ArrayList、LinkedList、HashSet等）来处理不同类型的数据。

异常处理

Java使用try-catch块处理运行时错误，提供了一种优雅的方式处理可能的程序异常，避免程序意外终止。

输入/输出

Java的标准库提供了System.in用于标准输入，System.out用于标准输出，以及FileInputStream和FileOutputStream进行文件操作。Scanner类可以方便地从键盘读取用户输入。

多线程

Java内置对多线程的支持，可以使用Thread类或者实现Runnable接口创建并发执行的任务。

包和导入

Java的模块化系统是通过包（package）实现的，如java.util、java.awt等。使用import语句可以引入所需的包。

面向对象特性

  • 封装：隐藏内部实现细节，只对外暴露必要的接口。

  • 继承：一个类可以从另一个类继承属性和方法。

  • 多态：同一个方法可以根据对象的类型有不同的实现。