Java面向對象實用教程(第4版)（簡體書）

Java程序設計語言具有完全面向對象、簡單高效、與平臺無關等特點，同時Java內建了對網絡編程、數據庫連接、多線程等高級程序設計任務的支持。自1995年發佈以來，Java在開發領域一直高歌猛進，在程序開發領域的地位一直位於前茅。特別在“互聯網+”迅速發展的今天，Java有著非常廣闊的應用領域。本書基於“案例分析――知識學習――案例實現”和“每章案例――綜合案例”的結構，本著Java基礎和架構應用並重的原則進行編寫，教材內容主要包括：Java的淵源和特點、Java編程基礎、Java流程控制與算法、類的結構及應用、面向對象編程基本原則、多線程應用、Java常用的API和GUI圖形界面等。本書中的程序在JDK 7.0中經過驗證，並都給出運行結果，教材案例通過二維碼輔以微視頻進行在線解讀。本書在編寫過程中，重要內容注意提煉，重點內容重點提示，使平面教材具有立體感，使讀者便於學習和理解。同時為了教師教學方便，主要的程序代碼都增加了行號。課後習題分為學習內容“積木化”的練習和拓展研討題，並提供參考答案，每章內容都安排實訓內容，便於讀者“用中學，學中用”。本書既可作為大中專學校的Java程序設計的教材，又可作為Java自學者的入門用書。

楊曉燕，女，浙江萬里學院計算機與信息學院教師，編寫多部教材，榮獲寧波市首屆特色教材、浙江省高校重點建設教材等。

前 言
Java自1995年誕生以來獨樹一幟，發展為計算機世界的“國際語言”。原Sun公司總裁兼首席運營官Jonathan Schwartz說：“Java技術正在成為全球網絡應用的事實標準，它將大大加快和簡化提供移動、消費和企業市場的服務。”
計算機學科的應用型人才不僅應具有基本的科學理論基礎，而且更重要的是能將理論和實踐相結合，並具有解決實際問題的能力。
2005年，在Java發佈10周年之際，我們探索編寫第1版Java程序設計教程，由人民郵電出版社出版，受到讀者和出版社好評，連續加印5次。2010年，本教材獲得浙江省“十一五”重點教材建設項目立項；重新修訂編寫後於2012年在電子工業出版社出版了第2版，當年獲全國電子信息類優秀教材；2015年，在人民郵電出版社的支持下，編寫了第3版，依然受到讀者的諸多鼓勵。
今年基於電子工業出版社邀約和鼓勵，本次修訂是教材第4版，本次修訂立足點是重入門、重基礎、重方法、重實用。同時，在Java內容體系和結構上做微調，增加章節實訓，基於“互聯網+”新時代特徵，推薦優秀互聯網資源，輔助和簡化教材，線上、線下資源結合。本書基於編程語言動手實踐的重要性，層次上分為教學與研學，研學內容主要為學生自主探究學習。將原來教材中的JDBC內容放在後續Web高級開發集成環境中，方便學生學習。同時本書內容體現了不斷擴展的類庫和相關新特性。通過案例的引領，突出“學中用”和“用中學”，語言方面保持了讀者一致首肯的形象、生動的特點，不斷推敲，使讀者讀起來更流暢，更易於理解。
本書特色：
? 每章由“案例分析”開篇，“案例實現”收尾，案例大小適中，使讀者能夠快速入門，複雜案例附帶視頻講解。
? 遵循“案例提出問題――知識學習――案例實現”以及“章節案例――綜合案例”的結構，既便于讀者理解，又把綜合案例分解為可獨立運行的子案例。
? 四化設計：核心知識案例化，抽象概念形象化，複雜問題通過分解儘量簡單化，綜合知識項目化。教材內容循序漸進，程序注重前後銜接和對比，環環相扣。為了便於教師講解和理解，對教材中大部分程序的主要程序代碼增加行號。
? 基於讀者學習的實際需要，將輸入/輸出龐雜的內容進行了整合，基於應用和模型，刪繁就簡，突出重點，便於讀者快速上手。
? 本書不僅注重一般概念和理論的解析，而且注重系統開發過程中結構和模式的研究。
? 課後練習的習題是“積木式”內容重建，問題探究是在知識廣度和深度上拓展，SCJP/OCJP題為讀者打開一扇認證之窗。
本書編寫的初衷是重在應用，每章的習題、問題探究及SCJP均配有參考答案，同時增加習題的二維碼互動和有關案例的視頻演示和講解。
在本書順利完成之際，要感謝2005年我們一起編寫教材的長輩和同事，他們是已經故去的尊敬的姜遇姬教授，還有我年輕的同事鄧芳、劉臻等，以及我聰明的學生潘慶偉、王賢挺、郭岡靈、徐民民等。感謝電子工業出版社章海濤老師的積極推動、熱心付出和敬業的指導。
PPT等資料可以在華信資源網http://www.hxedu.com.cn/hxedu/fg/home/home.html下載。
由於編者水平所限，書中難免還存在一些缺點和錯誤，希望讀者批評指正。聯繫方式yangxy3225@163.com。
注：代碼行號在程序編輯、編譯、運行時是不需要的。*為自學內容，教材案例為研學內容。





編者
2018年10月

目 錄
第1章 Java概述 1
1.1 Java崛起 1
1.2 Java與C、C++ 3
1.2.1 Java和C++ 3
1.2.2 Java與C 3
1.3 Java語言特點及更新 5
1.4 Java程序的類型及其不同的編程模式 6
1.5 Java開發工具入門 8
1.5.1 JDK的下載、安裝 8
1.5.2 配置環境變量 9
1.5.3 JDK開發工具簡介 11
1.6 Java程序開發過程 11
1.7 實訓 18
習題1 18
問題探究1 18
第2章 Java編程基礎 20
2.1 標識符、關鍵字和分隔符 20
2.1.1 標識符和關鍵字 20
2.1.2 分隔符 21
2.2 數據類型 22
2.2.1 基本數據類型 23
2.2.2 常量和變量 24
2.3 運算符與表達式 26
2.3.1 算術運算符 26
2.3.2 賦值運算符 27
2.3.3 關係運算符 28
2.3.4 邏輯運算符 29
2.3.5 條件運算符 29
2.3.6 其他運算符 30
2.3.7 運算符的優先級 30
2.4 Scanner鍵盤輸入 30
2.5 案例實現 33
習題2 33
問題探究2 34
第3章 程序流程控制結構和方法 36
3.1 語句和程序流程控制結構 36
3.2 選擇結構 37
3.2.1 選擇語句 37
3.2.2 多選擇結構switch語句 41
3.3 循環結構 44
3.3.1 三種循環語句 44
3.3.2 循環程序結構小結 48
3.3.3 循環嵌套與continue、break語句 48
3.4 算法設計* 51
3.4.1 迭代算法 51
3.4.2 窮舉算法 52
3.4.3 遞歸算法 54
3.5 案例實現 55
習題3 55
問題探究3 56
第4章 數組 57
4.1 數組的基本概念 57
4.2 一維數組 58
4.2.1 一維數組的聲明 58
4.2.2 一維數組內存申請 58
4.2.3 一維數組的初始化 59
4.2.4 測定數組的長度 60
4.2.5 for each語句與數組 61
4.3 二維數組 62
4.3.1 認識二維數組 62
4.3.2 二維數組的聲明與創建 63
4.3.3 二維數組元素的初始化 64
4.3.4 二維數組的引用 65
4.4 案例實現*（課外研學） 67
習題4 70
問題探究4 71
第5章 Java類和對象 73
5.1 面向對象編程 73
5.2 類的描述 76
5.2.1 類的定義 76
5.2.2 成員變量的訪問控制符 78
5.2.3 成員方法 79
5.2.4 成員變量和局部變量 81
5.2.5 final變量 82
5.3 對象的創建與使用 82
5.3.1 對象的創建 82
5.3.2　對象的比較 84
5.3.3　對象的使用 85
5.3.4 釋放對象 89
5.3.5 Java變量內存分配 89
5.3.6 匿名對象 90
5.4 類的構造方法 91
5.4.1 構造方法的作用和定義 91
5.4.2 this引用 93
5.5 static變量及static方法 99
5.5.1 static變量 99
5.5.2 static方法 100
5.6 對象初始化過程 103
5.7 成員方法 106
5.7.1 方法調用與參數傳遞方式 106
5.7.2 方法重載 111
5.7.3 final最終方法和abstract抽象方法 113
5.8 複雜程序解決方案和方法 113
5.9 案例實現 117
習題5 120
問題探究5 123
第6章 類的繼承和接口 126
6.1 類的繼承 126
6.1.1 繼承的概念 126
6.1.2 創建子類 127
6.1.3 關於父類的構造方法 128
6.2 成員變量的隱藏和成員方法的重構 131
6.3 抽象類 133
6.4 接口 135
6.4.1 接口概述 135
6.4.2 接口的定義 136
6.4.3 實現接口的類定義 136
6.4.4 接口的多態性 139
6.4.5 Java 8接口擴展方法 141
6.5 泛型 142
6.5.1 泛型的概念和泛型類的聲明 142
6.5.2 泛型應用 142
6.6 案例實現 144
習題6 148
問題探究6 149
第7章 Java API初步 150
7.1 Java SE API官網下載 150
7.2 Java輸入/輸出 151
7.2.1 標準輸出方法 151
7.2.2 命令行參數輸入法的應用 153
7.2.3 流式交互輸入/輸出的應用 154
7.2.4 Java I/O基本模型 155
7.2.5 文件數據的讀/寫 157
7.2.6 JOptionPane對話框輸入法 159
7.3 字符串類 160
7.3.1 創建String對象 161
7.3.2 創建StringBuffer對象 162
7.3.3 正則表達式與模式匹配實例 163
7.3.4 Java中正則表達式常用的語法 164
7.3.5 模式匹配方法 164
7.4 顏色類與圖形繪製類 166
7.4.1 圖形的顏色控制 166
7.4.2 類Graphics的基本圖形 167
7.5 集合ArrayList 170
7.5.1 集合概述 170
7.5.2 類ArrayList的應用 171
7.5.3 ArrayList的綜合應用 174
7.5.4 類Arrays 175
7.6 Java 8新特性* 177
7.7 Java 9 入門體驗 178
7.8 案例實現*（課外研學） 181
習題7 182
問題探究7 183
第8章 包和異常 185
8.1 包 185
8.1.1 創建包 186
8.1.2 類的包外引用 187
8.2 異常處理 189
8.2.1 異常的基本概念 190
8.2.2 異常處理機制 193
8.2.3 自定義異常類 197
8.2.4 GUI應用程序的異常處理 198
8.3 案例實現 200
習題8 203
問題探究8 203
第9章 面向對象程序設計的基本原則及初步設計模式* 204
9.1 UML類圖 204
9.1.1 類的UML圖 205
9.1.2 UML接口表示 205
9.1.3 UML依賴關係 205
9.1.4 UML關聯關係 206
9.1.5 UML聚合關係 206
9.1.6 UML組合關係 207
9.1.7 泛化關係 207
9.1.8 實現關係 208
9.2 面向對象程序設計的基本原則 209
9.2.1 發現變化，封裝變化 209
9.2.2 單一職責原則和最少知識原則 212
9.2.3 開放―封閉原則 212
9.2.4 子類型能夠替換基類型原則 213
9.2.5 合成/聚合複用原則 215
9.3 案例實現 215
習題9 219
問題探究9 219
第10章 圖形用戶界面 221
10.1 圖形用戶界面概述 221
10.1.1 圖形用戶界面組件 221
10.1.2 組件分類 222
10.1.3 常用容器類的應用 223
10.2 事件處理 227
10.2.1 基本概念 227
10.2.2 事件處理機制 229
10.2.3 事件處理的實現方式 230
10.2.4 適配器類 234
10.3 一般組件 237
10.3.1 標簽 237
10.3.2 按鈕 237
10.3.3 文本框 238
10.3.4 文本區 238
10.3.5 列表框 240
10.3.6 滾動窗格 242
10.3.7 複選框和單選按鈕 243
10.3.8 滑動條 245
10.4 菜單與對話框 250
10.4.1 創建菜單 250
10.4.2 彈出式菜單 254
10.4.3 對話框 255
10.5 佈局管理器* 260
10.5.1 順序佈局 261
10.5.2 邊界佈局 261
10.5.3 網格布局 262
10.5.4 卡片佈局 263
10.5.5 手工佈局 264
10.6 JApplet類的使用 265
10.7 Java事件類方法列表 266
10.8 案例實現 267
習題10 271
問題探究10 274
第11章 多線程 275
11.1 多線程概述 275
11.1.1 基本概念 276
11.1.2 線程的狀態與生命週期 277
11.1.3 線程的調度與優先級 279
11.2 創建和運行線程 279
11.2.1 利用Thread類創建線程 280
11.2.2 用Runnable接口創建線程 282
11.3 線程間的數據共享 284
11.4 多線程的同步控制* 287
11.4.1 線程同步相關概念 287
11.4.2 synchronized應用 289
11.4.3 synchronized的進一步說明 292
11.5 案例實現 293
習題11 295
問題探究11 296
第12章 綜合案例――聊天通信 298
12.1 界面及源代碼 298
12.2 應用程序框架分解 302
12.2.1 Socket連接的建立 303
12.2.2 基於TCP的Socket數據通信架構 305
12.2.3 圖形用戶界面與事件處理界面的設計 308
12.3 網絡通信基礎知識 310
12.3.1