Java程序设计基础与实践

本教材以培养读者掌握Java面向对象程序设计的基本能力为主旨，以培养技术技能型人才为目标，将基本技能和主流技术相结合，在编写过程中结合高职教学的特点，编排教材结构，设计教学案例，以实践为主线，使学生通过完成实际应用程序的方式学习程序设计知识。

本教材通过合理的知识体系、先进的教学理念、深入浅出的教学风格，循序渐进地展开教学内容，能够为初学者建立完善的面向对象编程理念，打下坚实的程序编写基础，为其今后进一步从事项目开发工作建立良好的开端。

前 言

目前，Java在全世界的许多商业环境中得到广泛的应用，是现今发展速度最快的程序开发语言之一，其具有的面向对象程序设计特性和跨平台等优秀品质，使其成为一门主流开发语言，为越来越多的人士学习和使用。

本教材以培养读者掌握Java面向对象程序设计的基本能力为主旨，以培养技术技能型人才为目标，将基本技能和主流技术相结合，在编写过程中结合高职教学的特点，编排教材结构，设计教学案例，以实践为主线，使学生通过完成实际应用程序的方式学习程序设计知识。每个教学章节都由一个实例引出，接着介绍解决问题所涉及的概念及知识点。学生可参照教师的方法和步骤来解决问题，然后教师对学生提出一个新的实际问题，学生应用所学的方法和步骤来解决该问题。学生通过“实践—学习—实践—提高”的过程，不仅可以更快、更深入地理解和掌握课程的内容，而且提高了自己的实践技能和独立解决实际问题的能力。此外本教材自始至终贯穿面向对象编程的思想，从第一个程序开始就讲述如何使用类，循序渐进，目的是最终能够让学生在实践中设计出面向对象问题的解决方案。

本教材通过合理的知识体系、先进的教学理念、深入浅出的教学风格，循序渐进地展开教学内容，能够为初学者建立完善的面向对象编程理念，打下坚实的程序编写基础，为其今后进一步从事项目开发工作建立良好的开端。本教材分为四个部分，包含10章内容：第一部分“认识Java”包括第1、2章，使读者先从整体上对Java编程语言进行了解，内容包括Java语言的简介、Java开发环境的搭建及其运行机制等；第二部分“Java程序设计基础”包括第3、4、5章，是对读者Java基本编程能力的培养，内容主要包括Java基本语法及基本程序结构等；第三部分“面向对象程序设计”包括第6、7、8、9章，采用典型的案例、通俗易懂的语言阐述面向对象程序设计中的抽象概念；第四部分“数据库程序设计”为第10章，主要讲解在数据库中如何使用Java编写程序，即将Java运用在实际项目开发中。

本教材附有配套源代码、教学PPT文稿、教学实施案例、教学设计大纲、习题答案等资源。本教材既可作为高等职业院校计算机相关专业的程序设计课程教材，也可作为Java技术基础的培训教材，是一本适合广大计算机编程初学者使用的入门级教材。

全书由张扬和张居彦任主编，纪全、郭政任副主编，参加本教材编写工作的还有许博、高峰等，他们均为本教材的出版做了大量细致的工作，中国水利水电出版社的有关负责同志对本教材的出版也给予了大力支持。本教材编写过程中参考了大量国内外计算机网络文献资料，在此，谨向这些著作者以及为本教材出版付出辛勤劳动的同志深表感谢。

编 者

2016年7月

序
前言
第一部分 认识Java

第1章 面向对象程序设计概述 2
1.1 程序设计思想的发展 2
1.1.1 面向过程的程序设计思想及语言 2
1.1.2 面向对象的程序设计思想及语言 3
1.2 Java程序设计语言 4
1.2.1 Java语言概述 4
1.2 2 Java语言的三大开发体系 5
1.3 思考及习题 6
第2章 初识Java程序设计 7
2.1 典型案例 7
2.2 Java开发环境的搭建 8
2.2.1 Java虚拟机的简介 8
2.2.2 JDK的下载与安装 8
2.2.3 配置系统环境变量 12
2.3 Eclipse集成开发工具的使用 15
2.3.1 Java的集成开发工具简介 15
2.3.2 Eclipse的下载与安装 15
2.3.3 Eclipse的基本使用 16
2.4 上机实践 21
2.5 思考及习题 22

第二部分 Java程序设计基础

第3章 Java程序设计基础 24
3.1 典型案例 24
3.2 Java语言组成元素 25
3.2.1 Java的标识符 25
3.2.2 Java的关键字 25
3.2.3 Java的分隔符 26
3.3 数据类型 26
3.3.1 基本数据类型 27
3.3.2 常量与变量 28
3.3.3 数据类型转换 30
3.4 运算符与表达式 32
3.4.1 算术运算符及算术表达式 33
3.4.2 关系运算符及关系表达式 34
3.4.3 逻辑运算符及逻辑表达式 34
3.4.4 赋值运算符及赋值表达式 35
3.4.5 其他运算符及表达式 35
3.4.6 运算符的优先级 36
3.5 上机实践 37
3.6 思考及习题 39
第4章 程序控制语句 42
4.1 典型案例 42
4.2 顺序结构 43
4.3 选择结构 44
4.3.1 单一if语句 44
4.3.2 if-else语句 45
4.3.3 多重if-else语句 45
4.3.4 switch语句 47
4.3.5 嵌套if语句 50
4.4 循环结构 51
4.4.1 while循环语句 51
4.4.2 do-while循环语句 53
4.4.3 for循环语句 54
4.4.4 循环语句的嵌套 56
4.5 上机实践 57
4.6 思考及习题 60
第5章 数组与字符串 62
5.1 典型案例 62
5.2 一维数组 63
5.2.1 一维数组的声明 63
5.2.2 一维数组的初始化 63
5.2.3 访问一维数组 64
5.3 多维数组 66
5.3.1 二维数组的声明 66
5.3.2 二维数组的初始化 66
5.3.3 访问二维数组 67
5.4 数组的应用 68
5.4.1 排序数组 68
5.4.2 搜索数组 69
5.5 字符串的应用 70
5.5.1 字符数组 70
5.5.2 String类的使用 71
5.5.3 StringBuffer类的使用 74
5.6 上机实践 76
5.7 思考及习题 77

第三部分 面向对象程序设计

第6章 基于对象的程序设计基础 80
6.1 典型案例 80
6.2 类的定义 81
6.2.1 类的基本概念 81
6.2.2 类的定义格式 82
6.2.3 成员变量的声明 83
6.2.4 成员方法的定义 84
6.2.5 构造方法的定义 85
6.3 对象的使用 86
6.3.1 对象的创建 86
6.3.2 对象的引用 87
6.3.3 对象数组 89
6.4 修饰符的使用 90
6.4.1 类的修饰符 90
6.4.2 类成员的修饰符 90
6.4.3 类变量与类方法 92
6.5 内部类的使用 94
6.5.1 内部类的定义 94
6.5.2 内部类的使用 94
6.6 常用类的使用 95
6.6.1 数学类 95
6.6.2 格式化类 96
6.6.3 日期类 97
6.7 上机实践 98
6.8 思考及习题 100
第7章 Java面向对象的特征 103
7.1 典型案例 103
7.2 继承 104
7.2.1 Java的继承机制 104
7.2.2 继承的实现 105
7.2.3 成员的访问和继承 106
7.3 多态 110
7.3.1 多态的作用 110
7.3.2 成员变量的隐藏 111
7.3.3 成员方法的重写 112
7.3.4 成员方法的重载 113
7.4 抽象类和最终类 115
7.4.1 抽象类与抽象方法 115
7.4.2 最终类与最终方法 116
7.5 接口 117
7.5.1 接口的概念 117
7.5.2 接口的定义 118
7.5.3 接口的实现 119
7.6 包 120
7.6.1 包的概念 120
7.6.2 包的创建 121
7.6.3 包的引用 122
7.6.4 常用的Java类库包 123
7.7 上机实践 124
7.8 思考及习题 126
第8章 异常 131
8.1 典型案例 131
8.2 异常概述 132
8.2.1 生活中的异常 132
8.2.2 程序中的异常 132
8.2.3 什么是异常 134
8.3 异常处理 135
8.3.1 什么是异常处理 135
8.3.2 try-catch块 135
8.3.3 try-catch-finally块 137
8.3.4 多重catch块 139
8.3.5 声明异常——throws 141
8.4 抛出异常 142
8.4.1 抛出异常——throw 142
8.4.2 异常的分类 144
8.5 开源日志记录工具Log4j 146
8.5.1 日志及分类 146
8.5.2 如何使用Log4j记录日志 147
8.5.3 Log4j配置文件 150
8.6 上机实践 152
8.7 思考及习题 157
第9章 输入/输出处理 160
9.1 典型案例 160
9.2 输入/输出流概述 161
9.3 输入/输出类 161
9.3.1 字节流InputStream类和
OutputStream类 163
9.3.2 字符流Reader类和Writer类 165
9.3.3 标准输入/输出 165
9.4 文件的顺序访问 167
9.4.1 输入/输出流操作的一般步骤 167
9.4.2 字节流类 167
9.4.3 字符流类 173
9.5 文件的随机访问 176
9.5.1 建立随机访问文件流对象 176
9.5.2 随机访问文件方法 176
9.5.3 文件指针及相关方法 177
9.6 目录和文件管理 178
9.6.1 目录管理 178
9.6.2 文件管理 179
9.7 上机实践 180
9.8 思考及习题 182

第四部分 数据库程序设计

第10章 Java的数据库编程开发 184
10.1 典型案例 184
10.2 JDBC概述 185
10.2.1 JDBC的功能简介 185
10.2.2 JDBC应用模型 186
10.3 应用JDBC访问数据库 188
10.3.1 加载JDBC驱动 188
10.3.2 开发任务描述 189
10.3.3 Statement语句 190
10.3.4 PreparedStatement语句 196
10.3.5 使用PreparedStatement插入数据 196
10.3.6 使用PreparedStatement删除数据 197
10.3.7 使用PreparedStatement更新数据 198
10.3.8 使用PreparedStatement查询数据 199
10.4 上机实践 200
10.5 思考及习题 202

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