Java编程基础

内容实用——理论与实践结合，重点突出应用

体系完善——构建完整的大数据专业解决方案

产教融合——高校企业共参与，对标行业标准

资源丰富——微课、课件、教案、源码、答案

Java是目前主流的、极富创造力的一种面向对象程序设计语言，具有跨平台、高安全、高性能等特点，加之其本身所具有的自动垃圾回收、异常处理、并行计算等高级特性，为各级Java应用提供了完善的保障机制。应用是考验一门语言生存力的标准，Java语言的应用已经融入到人们生活的方方面面。从桌面到网络应用、从小型移动设备的开发到大型复杂的企业级应用，随处可见Java活跃的身影。更值得一提的是Java为大数据技术提供了相当大的支撑，大数据平台Hadoop、分布式数据库HBase等其他大数据相关技术大都是用Java语言实现的。可见学习Java语言对计算机类特别是数据科学与大数据技术专业的学生来说尤为重要。

本书以培养数据科学与大数据技术专业等计算机类应用型人才为目标，围绕应用型工程实践案例开展基础知识点的讲解。全书脉络清晰，各章知识点详尽完整，章与章之间内容相对独立，却又连贯始终。本书每章精选典型实用的案例，分析透彻，讲解通俗易懂，充分体现“以例促学、以例带学”的任务驱动理念。本书章节难度呈阶梯式递增，内容由浅入深，全面渗透面向对象程序设计方法，再配以适当的项目拓展、延伸阅读和难点讲解视频，使教学内容与工程实践有效结合。本书还配有完整的实践指导教材《Java编程基础实践指导》，为读者提供更加丰富的工程实践项目，帮助读者巩固知识点、查漏补缺，培养编程思维，积累实践经验，快速掌握Java语言精髓，轻松学会运用面向对象编程思想解决实际问题，为以后学习Java高阶开发打下坚实基础。

本书编者（一线教师，常年参与项目研发，实践经验丰富）基于多年程序设计语言教学的经验，结合软件开发工程实践，精心打造了本书。

对Java语言的基础知识，如数据类型、流程控制、数组、类的封装与继承、多态、接口等进行系统讲解。

对Java中的实用类库，如包装类、字符串、Math、Random和日期类进行详细讲解，筑牢编程基础。

对Java中的基本应用，如IO体系、异常处理、集合、图形用户界面设计等，精选典型实用的案例，力图做到触类旁通。

对一些综合应用，如MySQL数据库与JDBC编程等内容结合具体案例进行应用层面的分析和讲解，培养学习者良好的编程思想和思维模式。

在本书编写过程中，注重对编程技巧与经验的渗透，努力做到内容新颖、概念清晰、实用性强、通俗易懂，帮助读者建立扎实的技术基础和具体项目的应用能力。

本书由张焕生（负责统稿）、崔炳德任主编，孙晓磊、李亚娟、崔凌云、王建文任副主编。由于时间仓促及编者水平有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。

编　者

2020年5月

第1章　Java语言概述 1
1.1　Java的历史 1
1.2　Java技术三大平台 3
1.3　高级语言运行机制 3
1.3.1　语言运行机制 3
1.3.2　JRE 4
1.3.3　JDK 5
1.3.4　Java虚拟机（JVM） 5
1.4　Java语言的特点 6
1.5　Java开发环境的安装与配置 7
1.5.1　JDK的下载 7
1.5.2　JDK的安装与配置 8
1.6　开发工具Eclipse 10
1.7　第一个Java程序 11
本章小结 14
练习1 15
第2章　Java语言基础 16
2.1　Java语言基本格式 16
2.2　Java语言的基本元素 17
2.2.1　Java语言使用的字符集 17
2.2.2　标识符 18
2.2.3　关键字与保留字 18
2.3　工程实践中Java程序的书写规范 19
2.3.1　Java程序的注释 19
2.3.2　命名书写规范 20
2.3.3　文件样式及其他书写规范 21
2.4　基本数据类型 21
2.4.1　变量和常量 21
2.4.2　数值型数据 22
2.4.3　字符型数据 24
2.4.4　布尔型数据 25
2.5　运算符与表达式 26
2.5.1　算术运算符与算术表达式 26
2.5.2　关系运算符与关系表达式 27
2.5.3　逻辑运算符与逻辑表达式 28
2.5.4　赋值运算符与赋值表达式 29
2.5.5　条件运算符与条件表达式 30
2.5.6　其他运算符 30
2.5.7　运算符的结合方向和优先级 31
2.6　基本类型的类型转换 32
2.6.1　自动类型转换 32
2.6.2　强制类型转换 33
2.7　流程控制 33
2.7.1　分支结构 33
2.7.2　循环结构 37
2.7.3　循环控制 41
2.8　数据的接收：Scanner类 43
本章小结 45
练习2 45
第3章　类和对象 47
3.1　类和对象概述 47
3.1.1　类和对象的概念 47
3.1.2　定义类 48
3.1.3　创建与使用对象 49
3.1.4　构造器 51
3.2　类的方法成员 53
3.2.1　方法的声明与调用 53
3.2.2　方法的参数传递机制 55
3.2.3　方法的递归 58
3.2.4　方法的重载 59
3.3　成员变量和局部变量 60
3.3.1　类变量和实例变量 60
3.3.2　this关键字 62
3.3.3　类成员与实例成员的使用规则 64
3.4　类的封装 65
3.4.1　理解封装 65
3.4.2　访问控制符的使用 65
3.5　包 69
3.5.1　包的创建 69
3.5.2　包中类的引用 70
3.5.3　Java的常用包 70
3.6　final修饰变量 71
3.6.1　final修饰成员变量 71
3.6.2　final修饰局部变量 71
本章小结 72
练习3 72
项目拓展 74
第4章　Java实用类库 76
4.1　数组 76
4.1.1　创建一维数组 77
4.1.2　初始化一维数组 78
4.1.3　使用一维数组 79
4.1.4　数组的基本操作 79
4.2　字符串 81
4.2.1　字符串的创建 81
4.2.2　字符串的常用方法 82
4.2.3　字符串的应用 85
4.3　StringBuffer类 87
4.3.1　创建StringBuffer对象 87
4.3.2　StringBuffer的常用方法 87
4.4　包装类 88
4.4.1　包装类对象的创建 88
4.4.2　包装类的使用 89
4.5　Math类 91
4.6　其他类 92
4.6.1　Random类 92
4.6.2　日期时间类 93
本章小结 95
练习4 95
第5章　类的继承与多态 98
5.1　类的继承 98
5.1.1　继承的特点 98
5.1.2　属性的隐藏 99
5.1.3　方法的重写 100
5.1.4　final关键字与终止继承 101
5.1.5　super关键字 102
5.1.6　子类中重载父类的方法 105
5.1.7　类的层次结构 105
5.1.8　继承与组合 106
5.2　多态 108
5.2.1　方法重载引发的编译时多态性 108
5.2.2　引用多态引发的运行时多态性 108
5.3　抽象类 110
5.3.1　抽象方法 110
5.3.2　抽象类 111
5.4　接口 112
5.4.1　接口的定义 113
5.4.2　接口的继承 114
5.4.3　接口的实现 114
5.4.4　抽象类与接口 116
5.5　内部类 116
5.5.1　非静态内部类 117
5.5.2　静态内部类 118
5.5.3　匿名内部类 118
5.5.4　Lambda表达式 120
本章小结 121
练习5 122
项目拓展 123
第6章　异常处理 125
6.1　异常的概念 125
6.2　异常类的层次 126
6.3　Java异常处理过程 128
6.4　自定义异常 132
6.5　Try-With-Resources 134
6.6　异常的使用原则 135
本章小结 136
练习6 136
第7章　输入与输出 137
7.1　什么是流 137
7.2　输入输出流的划分 138
7.2.1　字节流类 138
7.2.2　字符流类 139
7.2.3　关闭流 140
7.3　Java的标准输入/输出 141
7.4　文件的操作 142
7.4.1　File类 142
7.4.2　目录 145
7.5　文件输入/输出流 146
7.5.1　文件字节流 146
7.5.2　文件字符流 148
7.6　缓冲流 149
7.6.1　BufferedInputStream类与
BufferedOutputStream类 150
7.6.2　BufferedReader类与BufferedWriter类 152
7.7　数据流 153
7.8　对象的串行化 156
7.8.1　串行化的概念 156
7.8.2　串行化的方法 156
本章小结 160
练习7 161
第8章　集合与泛型 163
8.1　Java集合介绍 163
8.2　Collection接口与Iterator接口 164
8.2.1　Collection接口 164
8.2.2　Iterator接口 165
8.3　List集合 167
8.3.1　ArrayList 168
8.3.2　LinkedList 169
8.3.3　ArrayList与LinkedList的比较 170
8.4　Set集合 170
8.4.1　HashSet 170
8.4.2　TreeSet 172
8.4.3　Set实现类的性能分析 173
8.5　Queue队列 173
8.5.1　Deque与ArrayDeque 174
8.5.2　PriorityQueue 175
8.6　Map集合 175
8.6.1　HashMap 177
8.6.2　TreeMap 178
8.6.3　HashMap与TreeMap的性能分析 178
8.7　泛型 179
8.7.1　Java 7泛型的菱形语法 179
8.7.2　泛型举例 179
8.8　反射 180
本章小结 183
练习8 183
第9章　图形用户界面设计 184
9.1　AWT和Swing介绍 184
9.1.1　AWT 184
9.1.2　Swing 185
9.2　容器 185
9.2.1　JFrame类 185
9.2.2　简单对话框（JOptionPane） 186
9.2.3　JPanel类 187
9.2.4　JScrollPane类 187
9.3　Swing常用组件 188
9.3.1　JButton（按钮） 189
9.3.2　JLabel（标签） 189
9.3.3　JTextField（文本框）和JPasswordField
（密码输入框） 189
9.3.4　JTextArea（文本域） 191
9.3.5　JRadioButton（单选按钮） 192
9.3.6　JCheckBox（复选框） 193
9.3.7　JComboBox（选择框） 193
9.3.8　JList（列表） 195
9.3.9　JTable（表格） 196
9.3.10　JTree（树） 197
9.3.11　JMenu（菜单） 198
9.4　布局管理器 199
9.4.1　FlowLayout（流式布局）管理器 199
9.4.2　BorderLayout（边界布局）管理器 200
9.4.3　GridLayout（网格布局）管理器 202
9.4.4　GridBagLayout（网格包布局）管理器 202
9.4.5　CardLayout（卡片布局）管理器 203
9.4.6　BoxLayout（箱式布局）管理器 205
9.4.7　空布局 205
9.5　交互式GUI程序的设计 206
9.5.1　事件处理概念与事件处理过程 206
9.5.2　匿名内部类与事件适配器 208
9.6　WindowBuilder插件 209
本章小结 210
练习9 210
项目拓展 210
第10章　MySQL数据库与JDBC编程 213
10.1　安装和配置MySQL数据库 213
10.2　使用JDBC访问数据库 214
10.2.1　JDBC的概念 214
10.2.2　使用JDBC访问数据库的步骤 214
10.2.3　JDBC API简介 215
10.3　处理异常 219
10.4　JDBC应用程序综合实例 219
10.4.1　实例描述 219
10.4.2　程序的图形用户界面 220
10.4.3　程序设计 221
本章小结 232
练习10 233
参考文献 234

1. 输水管线工程风险管理 [张勇 党亥生 著]
2. 民用航空飞机标准线路施工 [主编　王志敏　陈明]
3. 不息的水脉—大运河讲谈录 [赵珩　著]
4. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
5. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
6. 海南黎族民俗文化鉴赏 [庞国华　著]
7. 石墨烯在太赫兹及中红外频段电磁器件设计中的应用 [李艳秀 庄华伟 著]
8. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
9. 办公自动化高级应用 [陈萍 朱晓玉]
10. 信息处理技术员考试32小时通关 [薛大龙]
11. 电子产品设计案例教程（微课版）—基于嘉立创EDA（专业版） [王静 莫志宏 陈学昌 丁红]
12. C程序设计实践教程 [刘卫国]
13. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
14. Web技术开发教程（基于.NET开源MVC框架） [王合闯 韩红玲 王青正 陈海蕊]
15. 商务英语翻译教程（笔译）（第四版） [主编 王军平]
16. 智慧零售技术与应用 [洪旭 著]
17. 建设工程法规实务 [主编 余滢]
18. 商务秘书理论与实务（第三版） [主编 张同钦]
19. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
20. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
21. 劳动争议处理实务 [主编 王秀卿 罗静]
22. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
23. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
24. 信息系统项目管理师章节习题与考点特训（第二版） [主编 薛大龙]
25. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
26. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
27. 画法几何与机械制图习题集（多学时） [主编 赵军]
28. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
29. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
30. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]