Java程序设计教程

本书全面、系统地介绍了Java 语言的基本概念、基本语法、程序设计方法以及一些企业级应用技术。

本书构思新颖、示例丰富，内容循序渐进、前后呼应，既重视基本理论和基本概念的阐述，又注重程序设计能力的培养，同时反映了Java 语言的最新发展。本书提供案例源码，方便读者使用。

前 言

Java语言是一种革命性的编程语言，具有简单、平台无关、面向对象、分布式、安全性、可移植、多线程以及强有力的网络支持等特点，因此，Java已经成为编写各类应用程序，如安全的网络程序、图像处理、多媒体、Wed客户机和服务器以及关键性任务的企业级系统的首选语言工具，并且“Java程序设计”课程已成为高校计算机类专业的一门重要专业课。

本书是在作者多年从事Java程序设计教学改革与实践的基础上编写而成，主要具有以下五方面特色。

1．注重内容的合理选择与更新

Internet网络技术的飞速发展以及软件开发模型的层次化趋势使得Java语言在不断发展、更新。本书在内容选取时除了包含Java语言最基本的知识外，还适当选择了一些新的、成熟的知识（例如：多线程、网络编程、反射机制、Annotation、代理机制等），体现了Java语言的发展、变化，保证了知识的先进性。

2．注重面向对象程序设计能力的培养

面向对象技术被认为是程序设计方法学的一场革命，是现代软件开发的主流方法，Java语言是面向对象技术应用的最成功范例。本书以Java语言为载体，在介绍Java编程的同时讲解面向对象程序设计的基本原理和方法，将面向对象的思维方法贯穿于全书并加以强调，为初学者奠定扎实的面向对象程序设计基础，使其树立良好的编程思想。

3．注重软件工程素质和能力的培养

注重学生编程习惯的培养，使学生能够站在现代软件开发和软件工程这个比较开阔的层面上学习程序设计，而不是局限于繁琐的程序设计语言规则上。为此全书贯穿了软件工程的思想，强调“自顶向下、逐步求精”“先分析后设计再编码”和“以需求为驱动”等软件工程方法的应用。

4．注重知识面的拓展与学习兴趣的激发

相比较而言，教材内容毕竟是有限的，学生要完全掌握Java语言和程序设计的精髓，还需要学习很多教材之外的知识，为此本书在正文中和正文后分别设置了“注意”和“拓展”等栏目，介绍一些相关的历史典故、发展动向、研究热点以及技术方法等知识，并指明学习的途径，以便对学生的进一步学习加以引导，从而开拓学生的知识面，激发学生学习的兴趣。

5．注重教材的完整性

本书提供了电子教案、可执行的源程序文件和习题答案等电子资料，读者可以从出版社相关网站下载。

本书由赵辉、郑山红、王璐编著，陈满林、王国春、彭馨仪参与了部分章节的编写工作。

尽管书稿几经修改，但由于编者水平有限，书中难免有许多疏漏之处，敬请各位同行和广大读者批评指正。

编 者

2015年10月

前言

第1章 Java语言概述 1
1.1 Java语言发展历史 1
1.2 Java语言的特点 2
1.3 Java体系结构 4
1.4 Java开发环境 5
1.4.1 JDK简介 5
1.4.2 JDK的安装 5
1.4.3 开发环境配置 6
1.5 Java程序开发实例 7
1.5.1 Java Application 8
1.5.2 Java Applet 9
1.6 Java编程风格 10
1.6.1 Allman风格 10
1.6.2 Kernighan风格 10
本章小结 10
拓展 11
习题一 11
第2章 Java语言编程基础 13
2.1 标识符、关键字和注释 13
2.1.1 标识符 13
2.1.2 关键字与保留字 13
2.1.3 注释 14
2.2 基本数据类型 15
2.2.1 数据类型概述 15
2.2.2 整数类型 16
2.2.3 浮点类型 16
2.2.4 布尔类型 16
2.2.5 字符类型 16
2.2.6 基本数据类型间的相互转换 17
2.2.7 从命令行输入输出数据 17
2.3 运算符与表达式 18
2.3.1 算术运算符与算术表达式 19
2.3.2 关系运算符与关系表达式 20
2.3.3 逻辑运算符与逻辑表达式 20
2.3.4 位运算符与位表达式 21
2.3.5 赋值运算符与赋值表达式 22
2.3.6 条件运算符与条件表达式 23
2.3.7 其他运算符 23
2.3.8 运算符的优先级与结合性 23
2.4 控制语句 24
2.4.1 选择语句 24
2.4.2 循环语句 27
2.4.3 跳转语句 29
2.5 数组 30
2.5.1 一维数组 30
2.5.2 数组的数组 32
2.5.3 数组排序 34
2.6 综合实例 34
本章小结 35
拓展 36
习题二 36
第3章 Java面向对象编程 38
3.1 面向对象基础 38
3.1.1 面向对象的基本原理 38
3.1.2 面向对象的基本概念 38
3.1.3 面向对象编程的特点 39
3.2 类 40
3.2.1 类的定义 40
3.2.2 成员变量和局部变量 40
3.2.3 方法 41
3.2.4 构造方法 42
3.3 对象 43
3.3.1 对象创建 44
3.3.2 使用对象 46
3.3.3 对象引用与对象实体 47
3.3.4 垃圾回收机制 49
3.4 static关键字 49
3.4.1 类变量 49
3.4.2 类方法 50
3.4.3 静态代码块 51
3.5 this关键字 51
3.5.1 在构造方法中使用this 51
3.5.2 在实例方法中使用this 52
3.6 包 52
3.6.1 包的概念 52
3.6.2 创建包 53
3.6.3 导入包 54
3.6.4 文件打包 55
3.7 访问权限 57
3.7.1 类成员的访问权限 57
3.7.2 类的访问权限 59
3.8 综合实例 59
本章小结 60
拓展 61
习题三 61
第4章 深入面向对象程序设计 63
4.1 继承 63
4.1.1 继承的定义 63
4.1.2 子类对象的构造 65
4.1.3 成员变量隐藏 67
4.1.4 方法重写 67
4.1.5 super关键字 69
4.1.6 final关键字 71
4.2 多态 72
4.2.1 方法重载 72
4.2.2 对象造型 73
4.2.3 动态绑定 74
4.3 抽象类 75
4.3.1 抽象类的定义 75
4.3.2 抽象类的使用 76
4.4 接口 77
4.4.1 接口的定义 77
4.4.2 接口的实现 78
4.4.3 接口的多态 79
4.5 内部类 80
4.5.1 实名内部类 80
4.5.2 匿名内部类 82
4.6 综合实例 83
本章小结 87
拓展 87
习题四 88
第5章 常用实用类 89
5.1 Object与System类 89
5.1.1 Object类 89
5.1.2 System类 90
5.2 Class类 91
5.3 异常类 92
5.3.1 异常类的层次结构 92
5.3.2 异常处理机制 93
5.3.3 自定义异常 95
5.4 断言 97
5.5 String与StringBuffer 98
5.5.1 字符串的表示和创建 98
5.5.2 字符串的常用方法 98
5.5.3 用StringTokenizer类分解字符串 102
5.5.4 字符串与字符、字节数组 103
5.5.5 StringBuffer类 103
5.6 Java基本数据类型的封装 105
5.6.1 基本数据类型与封装类型的转换 105
5.6.2 字符串与数值类型的相互转换 107
5.7 Math类和BigInteger类 108
5.7.1 Math类 108
5.7.2 BigInteger类 109
5.8 时间和日期类 110
5.8.1 Date类 110
5.8.2 Calendar类 111
5.9 正则表达式 112
5.10 综合实例 113
本章小结 114
拓展 115
习题五 116
第6章 泛型与集合框架 117
6.1 泛型 117
6.1.1 泛型类 117
6.1.2 泛型接口 119
6.2 Collection接口 120
6.3 List接口 121
6.4 Set接口 123
6.5 Map接口 124
6.6 综合实例 126
本章小结 127
拓展 127
习题六 128
第7章 图形用户接口 129
7.1 GUI简介 129
7.1.1 AWT组件 129
7.1.2 Swing组件 129
7.2 容器组件 131
7.2.1 JFrame 131
7.2.2 JPanel 132
7.3 常用基本组件 133
7.3.1 JTextField和JTextArea 133
7.3.2 JLabel 136
7.3.3 JButton 136
7.3.4 选择组件 137
7.4 布局组件 141
7.5 菜单组件 148
7.6 事件 151
7.7 对话框 154
7.7.1 消息对话框 154
7.7.2 确认对话框 155
7.7.3 文件对话框 157
7.7.4 颜色对话框 159
7.8 综合实例 160
本章小结 164
拓展 164
习题七 165
第8章 输入输出处理 166
8.1 输入输出流简介 166
8.2 文件 167
8.2.1 创建文件对象 167
8.2.2 文件操作 168
8.2.3 目录操作 169
8.2.4 运行可执行文件 170
8.3 字节流 171
8.3.1 InputStream类和OutputStream类 171
8.3.2 FileInputStream类和
FileOutputStream类 171
8.4 字符流 174
8.4.1 Reader和Writer类 174
8.4.2 FileReader类和FileWriter类 175
8.4.3 BufferedReader类和
BufferedWriter类 176
8.5 随机访问流 177
8.6 数据流 179
8.7 对象的串行化 181
8.8 综合实例 182
本章小结 185
拓展 185
习题八 186
第9章 JDBC和数据库访问 187
9.1 JDBC简介 187
9.1.1 JDBC结构 187
9.1.2 JDBC应用模式 188
9.2 连接数据库的两种方式 189
9.2.1 JDBC驱动程序 189
9.2.2 配置ODBC数据源 190
9.2.3 JDBC工作流程 190
9.3 常用类和接口 192
9.3.1 DriverManager类 192
9.3.2 Connection接口 193
9.3.3 Statement接口 193
9.3.4 ResultSet接口 194
9.4 数据库基本操作 196
9.4.1 查询操作 196
9.4.2 更新操作 197
9.5 预处理语句 198
9.6 事务 200
9.6.1 事务简介 200
9.6.2 Java事务的类型 200
9.7 综合实例 202
本章小结 205
拓展 206
习题九 206
第10章 Java多线程 207
10.1 什么是多线程 207
10.2 线程的生命周期 207
10.3 创建线程的方法 208
10.3.1 利用Thread类的子类创建线程 209
10.3.2 使用Runnable接口对象创建线程 210
10.3.3 线程常用操作方法 211
10.3.4 多线程中的共享与独享 213
10.4 线程同步 214
10.5 线程联合 216
10.6 守护线程 217
10.7 综合实例 218
本章小结 220
拓展 221
习题十 221
第11章 Java网络编程 223
11.1 网络编程基本知识 223
11.2 套接字通信 224
11.2.1 服务器端套接字 224
11.2.2 客户端套接字 224
11.2.3 通过套接字传递数据 224
11.3 数据报通信 227
11.3.1 DatagramSocket类和
DatagramPacket类 227
11.3.2 通过数据报传递数据 228
11.4 综合实例 229
本章小结 233
拓展 234
习题十一 234
第12章 Java高级编程 236
12.1 Java反射机制 236
12.1.1 Java反射机制简介 236
12.1.2 类加载器 238
12.1.3 利用反射机制使用成员变量和
方法 239
12.2 Annotation 240
12.2.1 Annotation简介 240
12.2.2 三个常用的Annotation 241
12.2.3 自定义Annotation的实现 243
12.3 代理机制 247
12.3.1 静态代理 247
12.3.2 动态代理 249
12.4 综合实例 250
本章小结 252
拓展 252
习题十二 252
附录 Java编程规范 254
参考文献 258

1. C程序设计实践教程 [刘卫国]
2. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
3. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
4. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
5. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
6. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
7. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
8. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
9. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
10. Python程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
11. C语言程序设计实践教程（活页式） [主编 郑茵 陈巍 滕泓虬]
12. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
13. Python程序设计基础及实战 [主编　刘健]
14. C语言程序设计 [姜雪]
15. Python程序设计实践教程 [王鹤琴 蔡正保]
16. C++程序设计实践教程（第三版） [主编 刘卫国 曹岳辉]
17. C++程序设计（第三版） [主编 曹岳辉 刘卫国]
18. C语言程序设计项目化教程（活页式） [主编 张利华 潘晓利]
19. 机器人流程自动化（RPA）实战——基于UiPath [主编　金鑫]
20. Python 语言程序设计实践指导 [主编　张双狮]
21. Python程序设计案例教程 [主编 毛锦庚 钟肖英 周贤来 ]
22. 基于.NET Core框架的分布式系统架构设计 [汤佳 著]
23. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
24. Python程序设计 [李国燕 王新强 刘佳 等编著]
25. Python程序设计项目化教程（活页式） [主编　卢凤伟]
26. Java编程基础案例式教程 [主编 陈艳华 唐春兰]
27. Python语言同步案例习题精解 [主编 肖朝晖]
28. Unity应用开发与实战（微课版） [主 编 程永恒]
29. PHP程序设计项目化教程 [主 编 杜海颖]
30. 简单易懂的Python入门教程 [［日］大泽文孝　著]