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从零到AI:Java编程与Robocode实战系列教程

专栏介绍
专栏内容

🎁 课程特色

趣味性强:通过机器人对战激发学习兴趣。实战导向:每节课都有动手实践环节,学以致用。AI结合:将人工智能与编程结合,紧跟技术前沿。

🎯 课程目标

掌握Java编程基础:从零开始学习Java语法、数据类型、控制结构等基础知识。理解面向对象编程(OOP):深入理解类、对象、继承、多态、接口等核心概念。掌握Java常用数据结构的使用:List接口、Set接口、Map接口。通过Robocode实践编程:将Java知识应用于Robocode机器人开发,提升实战能力。培养算法设计与问题解决能力:通过设计机器人策略,学习算法设计与优化。团队协作与项目管理:通过团队项目开发,培养协作能力和项目管理意识。

📚 课程大纲

第一阶段:Java编程基础(4周)

  1. Java简介与环境搭建(1周)
  • Java语言特点与应用场景
  • JDK安装与环境变量配置
  • IDE(如IntelliJ IDEA或Eclipse)的使用
  • 编写并运行第一个Java程序(Hello World)
  • 作业:配置开发环境并编写简单程序。
  1. 基本语法(2周)
  • 数据类型:基本类型(int, double, boolean等)与引用类型
  • 变量与常量:声明、初始化与作用域
  • 运算符:算术、关系、逻辑、位运算
  • 控制流程:if-else、switch-case、for循环、while循环、do-while循环
  • 作业:编写程序实现简单计算器或猜数字游戏。
  1. 数组与字符串(1周)
  • 数组:定义、初始化、遍历与多维数组
  • 字符串:String类的常用方法(length, charAt, substring, equals等)
  • 作业:编写程序实现数组排序或字符串处理。 第二阶段:面向对象编程(4周)
  1. 类与对象(1周)
  • 类的定义与对象的创建
  • 成员变量与成员方法
  • 构造方法(默认构造方法与带参构造方法)
  • this关键字的使用
  • 作业:设计一个简单的“学生”类并测试。
  1. 继承与多态(2周)
  • 继承的概念与实现(extends关键字)
  • 方法重写(Override)与super关键字
  • 多态的概念与实现(父类引用指向子类对象)
  • 作业:设计一个“动物”类及其子类(如猫、狗),并测试多态特性。
  1. 抽象类与接口(1周)
  • 抽象类的定义与使用(abstract关键字)
  • 接口的定义与实现(interface与implements关键字)
  • 接口与多继承的关系
  • 作业:设计一个“图形”接口及其实现类(如圆形、矩形)。 第三阶段:Java常用数据结构(3周)
  1. 集合框架概述(1周)
  • 集合框架的组成:List、Set、Map。
  • 集合框架的特点与使用场景。
  1. List接口与实现类(1周)
  • ArrayList:动态数组,支持快速随机访问。
  • LinkedList:双向链表,适合频繁插入与删除。
  • 示例:使用ArrayList存储学生信息。
  1. Set接口与实现类(1周)
  • HashSet:基于哈希表,元素唯一且无序。
  • TreeSet:基于红黑树,元素唯一且有序。
  • 示例:使用HashSet去重。
  1. Map接口与实现类(1周)
  • HashMap:基于哈希表,键值对存储。
  • TreeMap:基于红黑树,键值对有序。
  • 示例:使用HashMap存储学生成绩。 第四阶段:Robocode入门(3周)
  1. Robocode简介与安装(1周)
  • Robocode平台介绍:历史、特点与应用场景
  • Robocode的安装与配置
  • 第一个机器人程序:编写一个简单机器人并运行
  • 作业:编写一个机器人,使其在战场上移动。
  1. 机器人基本控制(1周)
  • 移动控制:前进、后退、转向
  • 炮塔控制:旋转与射击
  • 雷达控制:扫描与目标跟踪
  • 作业:编写一个机器人,使其能够追踪并射击敌人。
  1. 事件处理(1周)
  • 事件驱动编程模型
  • 处理扫描事件(onScannedRobot)
  • 处理击中事件(onHitByBullet、onHitWall等)
  • 作业:编写一个机器人,能够根据事件调整行为。 第五阶段:高级机器人编程(4周)
  1. 策略设计(2周)
  • 基本战斗策略:随机移动、直线移动、圆周移动
  • 躲避策略:根据敌人子弹方向躲避
  • 追击策略:预测敌人位置并追击
  • 作业:设计一个机器人,实现躲避与追击策略。
  1. 高级算法(2周)
  • 路径规划:A*算法或Dijkstra算法
  • 目标预测:根据敌人移动轨迹预测射击
  • 动态策略调整:根据战场情况调整策略
  • 作业:设计一个机器人,实现路径规划与目标预测。 第六阶段:项目实践与优化(5周)
  1. 项目开发(3周)
  • 项目需求分析:设计一个复杂的机器人
  • 项目设计:集成多种策略与算法
  • 项目实现:编写代码并测试
  • 作业:完成机器人开发并提交项目报告。
  1. 性能优化(1周)
  • 代码优化:减少冗余代码、提高可读性
  • 资源管理:优化内存与CPU使用
  • 性能测试:使用工具分析机器人性能
  • 作业:对机器人进行优化并提交优化报告。
  1. 项目展示与评估(1周)
  • 项目演示:展示机器人功能与策略
  • 代码评审:同学互评与教师点评
  • 课程总结:回顾学习内容与未来方向
  • 作业:撰写课程总结报告。

👨‍🏫 授课方式

详细笔记:随时随地学习,灵活安排时间。实战项目驱动:通过项目实战巩固知识。1对1辅导:针对学员问题提供个性化指导。

🎓 适合人群

零基础编程爱好者Java初学者对人工智能感兴趣的学生或开发者希望通过实战提升编程能力的学员