Java基础课程2 —— I/O 的基础操作

今天我们将了解一些面向对象编程的基本概念，什么是类、什么是函数

以及了解组成一个程序的四大功能，负责处理数据输入、输出的IO，对计算过程进行控制的逻辑控制、负责对数据进行运算的数值计算、对运行过程中产生的临时变量进行存储的缓存，以及它们是如何互相支撑、协同工作的。

什么是软件？

首先，我们学习编程，但得先弄明白什么是软件？

软件，英文名Software首先由阿兰图灵提出，在软件工程、计算机科学领域，软件即通过计算机，自动化的处理运行指令、数据的计算过程。

因此，学习IT，尤其是学习软件编程技术，需要先建立这样的模糊概念，在我们计算机（科学/工程）领域，所谓的计算是一种过程，是一种包含了对数据的处理、与运行指令控制的自动化过程。因此，我们可以这样说，任何实现了对数据的处理，对运行指令自动化控制的过程，都可以被视为软件。

那么举一个简单的例子，即使没有接受过系统训练的普通人，日常生活、工作中最常用的就是Excel了。我们会依靠Excel编写简单的现金流表，统计资源及货物存储的库存表，这些都是最简单的软件。那么稍微复杂的，就是在一些公司早期的业务中，会利用Excel做回归分析、离散分析、线性分析，用于支持本公司的生产、市场、财务决策。这就是利用Excel提供的函数功能，对数据进行处理，对运行进行自动化控制的过程，这就是软件。

（其中，黄色部分就是我们创建的公式，它是我们创建用于自动化统计总价的函数。）

我们对任何软件进行拆分，按照功能类型进行归类，可以发现它们无一例外的包含如下四类内容，分别是对外部数据的访问和读写（I/O），对运行过程进行的控制，对数据的处理，以及处理过程中产生的临时数据如何存放。

从I/O先开始说起，我们学习软件编程最先都是从对控制台的（CMD/Terminal）开始的，我们学习如何从控制台中读取数据、输出数据。但是需要先明确一点的是，对控制台的操作只是基础中的基础，在你掌握了对外部文件的读写、对进程间的通信、对设备间的通信后你以能够操作、控制绝大多数设备了，而这些问题的难度也是逐级向上。

那么另外就是最基础的，被反复抽象并被证实确实可用的三大逻辑控制结构，任何一个程序的控制过程，都可以被分解为最基本的三个基本逻辑控制结构，它们分别为顺序执行，循环执行，条件执行。

如何对数据进行处理和加工，对于软件编程来说是一门值得深入学习的学问。最简单的处理，就是对数值的加、减、乘、除。在这个领域，对数据的处理，追求又好又快的最求，产生了数据结构、算法这些工程化的技术方法，而对数据的处理，希望挖掘出更多有效的内容的技术，则演化出神经元网络、数据挖掘、深度学习这些技术。前者偏向工程，后者偏向学术。

我们的CPU对数据进行了处理，产生的数据并不能都放在CPU里，因此这些数据会被写入到Ram中，它是临时数据存储的存储单元，就像是每个人的工作台，上面放了你最常用的设备、资料等，你需要使用时可以随时拿起来，而不是跑到很远的仓库里，慢慢翻找这些资料。

Java OOD编程基本概念

在处理复杂事物的时候，用到的一种基本手段就是抽象。抽象的目的就是区别事物之间的本质和不同，面向对象编程（OOP）的实质就是利用类和对象来建立抽象模型。

类表示了对象的类别，是创建对象的蓝本。建立一个事物的抽象模型，本质上就是表达该事物的性质和行为。使用类来建立抽象模型，是通过在类中定义变量和方法来实现的。

类中定义的属性是一种可存储值的变量，该变量代表着事物的具体性质。类的对象所具有的行是由定义的方法来实现的。类中定义的变量和方法被称为类的成员。

类 Class

类是现实世界或思维世界中的实体在计算机中的反映，它将数据以及这些数据上的操作封装在一起。比如，张三有眼有脑有手，他能唱歌、跳舞、劳动。

张三的眼、脑、手，是张三这个类的变量，他能唱歌、跳舞、劳动是张三这个类的函数（方法，或者叫功能）。

// 导入的包名，也就是我们要启用哪些的功能
import java.io.IOException;

public class 类名 {

    // 被封装的基础变量
    public static String ...;
    protected static int ...;

    // 被封装的函数（操作）
    public static void func1() {
        ...
    }

    private static void func2() {
        ...
    }

    public static void main() {
        ...
    }
}

示例代码片段中，class所修饰的就是类，它是与该类有关的一切操作、数据存储、控制的封装。因此你可以理解为，一个类，就是一个物体，它包含了与这个物体有关的变量，以及有关操作。

什么是对象？ Object

你要谈恋爱，那个男孩子/女孩子就是你的对象，你要喝水，装水的杯子就是你的对象，你要吃饭，盛饭的碗就是你的对象。Java的OOD（object oriented design）方法中，所谓的对象，其实是一个十分抽象的概念，它是具体实例化某个类的这样一个概念。

简单的说就是，玻璃杯是一个类，它包含了玻璃的属性与装水的功能，但是你要喝水，就需要一个特定的对象，也就是你喝水的杯子，这个杯子就是你的对象。

另外，从英文词义来解释，Object也有目标物体的意思，假如你是男的，那么你追女孩是一个伪命题，只有你去追韩梅梅才是一个真命题。

好了，今天就先扯到这里，另外布置一道作业题：

请对如下代码进行修改，使得它能够正确读取你输入的一行文字，并在控制行打印出文字后正确退出程序。

import java.io.IOException;

public class HelloWorld {

    // input output
    public static void rp() {
        try {
            // ASCII 0 - 255
            while(true) {
                char c = (char) System.in.read();
                System.out.print(c);
            }
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("IO exception!");
        }
    }

    // main
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("my demo 2!");
        rp();
    }
}

《上》

《下》