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5. 基于Spring框架的后端应用开发

5.1 Java基础增强

5.1.1 Java异常处理

练习任务:

1. 异常处理练习:

   • 创建一个方法，该方法接受两个整数参数，并返回它们的除法结果。如果第二个参数为0，则抛出自定义异常。
   • 在主程序中调用该方法，并使用try-catch块来捕获异常，输出友好的错误信息。
   • 示例代码:

     public class Division {
         public static double divide(int a, int b) throws IllegalArgumentException {
             if (b == 0) {
                 throw new IllegalArgumentException("除数不能为0");
             }
             return (double) a / b;
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             try {
                 double result = divide(10, 0);
                 System.out.println("结果: " + result);
             } catch (IllegalArgumentException e) {
                 System.out.println(e.getMessage());
             }
         }
     }
     

2. 自定义异常练习:

   • 创建一个自定义异常类InvalidAgeException，继承自IllegalArgumentException。
   • 创建一个方法validateAge，接收一个年龄参数，如果年龄小于0或大于150，则抛出InvalidAgeException。
   • 在主程序中调用validateAge方法，并捕获异常，输出异常信息。
   • 示例代码:

     public class AgeValidator {
         public static void validateAge(int age) throws InvalidAgeException {
             if (age < 0 || age > 150) {
                 throw new InvalidAgeException("年龄无效");
             }
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             try {
                 validateAge(-5);
             } catch (InvalidAgeException e) {
                 System.out.println(e.getMessage());
             }
         }
     }
     
     class InvalidAgeException extends IllegalArgumentException {
         public InvalidAgeException(String message) {
             super(message);
         }
     }
     

5.1.2 注解

练习任务:

1. 自定义注解练习:
   • 创建一个自定义注解@MyAnnotation，并带有字符串属性value。
   • 创建一个类AnnotatedClass，并在其方法上使用@MyAnnotation注解。
   • 编写一个程序读取该注解，并打印出注解的值。
   • 示例代码:

     import java.lang.reflect.Method;
     
     public @interface MyAnnotation {
         String value();
     }
     
     public class AnnotatedClass {
         @MyAnnotation(value = "Hello, Annotation!")
         public void myMethod() {
             // 方法实现
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             Method[] methods = AnnotatedClass.class.getDeclaredMethods();
             for (Method method : methods) {
                 MyAnnotation annotation = method.getAnnotation(MyAnnotation.class);
                 if (annotation != null) {
                     System.out.println(annotation.value());
                 }
             }
         }
     }
     

5.1.3 Optional的介绍和使用

练习任务:

1. Optional练习:
   • 创建一个方法getUserById，该方法接收一个ID参数，并返回一个Optional<User>对象。
   • 如果ID对应的数据存在，则返回包含用户对象的Optional；否则返回空的Optional。
   • 在主程序中调用该方法，并使用ifPresent或orElse方法处理结果。
   • 示例代码:

     public class User {
         private String name;
     
         public User(String name) {
             this.name = name;
         }
     
         public String getName() {
             return name;
         }
     }
     
     public class UserService {
         public static Optional<User> getUserById(long id) {
             if (id == 1) {
                 return Optional.of(new User("John Doe"));
             } else {
                 return Optional.empty();
             }
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             Optional<User> user = getUserById(1);
             user.ifPresent(u -> System.out.println("用户姓名: " + u.getName()));
         }
     }
     

5.1.4 Stream API的介绍和使用

练习任务:

1. Stream API练习:
   • 创建一个方法findMaxValue，该方法接收一个List<Integer>参数，并返回列表中的最大值。
   • 使用Stream API来实现这个功能。
   • 示例代码:

     import java.util.Arrays;
     import java.util.List;
     
     public class MaxFinder {
         public static int findMaxValue(List<Integer> numbers) {
             return numbers.stream().max(Integer::compare).orElse(0);
         }
     
         public static void main(String[] args) {
             List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
             int maxValue = findMaxValue(numbers);
             System.out.println("最大值: " + maxValue);
         }
     }
     

5.1.5 泛型

练习任务:

1. 泛型练习:
   • 创建一个泛型类Pair<T, U>，用于存储两个不同类型的数据。
   • 在主程序中创建一个Pair<String, Integer>对象，并设置和获取其中的值。
   • 示例代码:

     public class Pair<T, U> {
         private T first;
         private U second;
     
         public Pair(T first, U second) {
             this.first = first;
             this.second = second;
         }
     
         public T getFirst() {
             return first;
         }
     
         public U getSecond() {
             return second;
         }
     
         public void setFirst(T first) {
             this.first = first;
         }
     
         public void setSecond(U second) {
             this.second = second;
         }
     }
     
     public class Main {
         public static void main(String[] args) {
             Pair<String, Integer> pair = new Pair<>("Hello", 42);
             System.out.println("First: " + pair.getFirst() + ", Second: " + pair.getSecond());
         }
     }
     

5.2 Spring框架简介

5.2.2 Spring框架的核心特性

练习任务:

1. Spring框架特性练习:
   • 使用Spring框架创建一个简单的Web应用，该应用包含一个控制器，该控制器提供一个静态的欢迎页面。
   • 示例代码:

     import org.springframework.stereotype.Controller;
     import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
     
     @Controller
     public class WelcomeController {
         @GetMapping("/")
         public String welcome() {
             return "welcome";
         }
     }
     

5.3 Spring IoC

5.3.1 Spring Bean的定义和生命周期

练习任务:

1. Bean生命周期练习:
   • 创建一个带有初始化和销毁方法的Spring Bean。
   • 使用@PostConstruct和@PreDestroy注解来标记初始化和销毁方法。
   • 示例代码:

     import org.springframework.stereotype.Component;
     
     @Component
     public class LifeCycleBean {
         public LifeCycleBean() {
             System.out.println("LifeCycleBean created.");
         }
     
         @PostConstruct
         public void init() {
             System.out.println("LifeCycleBean initialized.");
         }
     
         @PreDestroy
         public void destroy() {
             System.out.println("LifeCycleBean destroyed.");
         }
     }
     

5.3.2 XML和注解方式的Bean配置

练习任务:

1. XML和注解配置练习:

   • 使用XML和注解两种方式配置一个简单的Spring Bean。

   • 在主程序中获取并使用该Bean。

   • 示例代码 (XML配置):

     <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
     <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
            xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
            xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
            http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
     
         <bean id="myBean" class="com.example.MyBean">
             <property name="name" value="John Doe"/>
         </bean>
     
     </beans>
     

   • 示例代码 (注解配置):

     import org.springframework.context.annotation.Bean;
     import org.springframework.context.annotation.Configuration;
     
     @Configuration
     public class AppConfig {
         @Bean
         public MyBean myBean() {
             return new MyBean("Jane Doe");
         }
     }
     
     public class MyBean {
         private String name;
     
         public MyBean(String name) {
             this.name = name;
         }
     
         public String getName() {
             return name;
         }
     }
     

5.4 Spring MVC

5.4.2 使用@Controller定义控制器

练习任务:

1. 控制器练习:
   • 创建一个简单的控制器，该控制器接收一个GET请求并返回一个简单的HTML页面。
   • 示例代码:

     import org.springframework.stereotype.Controller;
     import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
     
     @Controller
     public class SimpleController {
         @GetMapping("/simple")
         public String simplePage() {
             return "simple";
         }
     }