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第1章 计算机与Java引论1

1.1 计算机基础1

1.1.1 硬件与内存2

1.1.2 程序3

1.1.3 编程语言、编译器和解释器4

1.1.4 Java字节码5

1.1.5 类加载器7

1.2 浅尝Java8

1.2.1 Java语言的历史8

1.2.2 应用程序与小应用程序9

1.2.3 第一个Java应用程序9

1.2.4 编写、编译和运行Java程序13

1.3 编程基础14

1.3.1 面向对象编程14

1.3.2 算法17

1.3.3 测试与调试18

1.3.4 软件复用19

1.4 图形化编程补充读物20

1.4.1 一个JavaFX应用程序样例21

1.4.2 图形的尺寸和位置23

1.4.3 绘制椭圆和圆24

1.4.4 绘制弧25

本章小结27

练习28

实践程序29

编程项目29

自测问题答案30

第2章 基本的计算33

2.1 变量和表达式33

2.1.1 变量33

2.1.2 数据类型35

2.1.3 Java标识符37

2.1.4 赋值语句38

2.1.5 简单输入40

2.1.6 简单屏幕输出41

2.1.7 常量42

2.1.8 具名常量43

2.1.9 赋值兼容性44

2.1.10 类型强制转换45

2.1.11 算术运算48

2.1.12 括号和优先级规则50

2.1.13 特殊赋值操作符51

2.1.14 案例研究：售货机找零52

2.1.15 递增和递减操作符56

2.1.16 更多有关递增和递减操作符的讨论57

2.2 String类57

2.2.1 字符串常量和变量58

2.2.2 字符串连接58

2.2.3 字符串方法59

2.2.4 字符串处理62

2.2.5 转义字符63

2.2.6 Unicode字符集64

2.3 键盘和屏幕I/O65

2.3.1 屏幕输出65

2.3.2 键盘输入67

2.3.3 其他输入界定符（选修）72

2.3.4 使用printf的格式化输出（选修）73

2.4 文档和样式75

2.4.1 有意义的变量名75

2.4.2 注释75

2.4.3 缩进77

2.4.4 使用具名常量78

2.5 图形化编程补充读物80

2.5.1 将样式规则应用于JavaFX应用程序80

2.5.2 介绍JOptionPane类81

2.5.3 将输入作为其他数字类型读取87

2.5.4 编程示例：具有窗口化I/O的找零程序88

本章小结90

练习90

实践程序92

编程项目93

自测问题答案94

第3章 流控制——分支98

3.1 if-else语句98

3.1.1 基本的if-else语句98

3.1.2 布尔表达式104

3.1.3 比较字符串107

3.1.4 嵌套的if-else语句111

3.1.5 多重分支的if-else语句112

3.1.6 编程示例：给出字母等第114

3.1.7 案例研究：体重指数116

3.1.8 条件操作符（选修）118

3.1.9 exi t方法119

3.2 bool ean类型120

3.2.1 布尔变量120

3.2.2 优先级规则121

3.2.3 布尔值的输入和输出123

3.3 switch语句124

3.4 图形化编程补充读物130

3.4.1 指定绘图颜色131

3.4.2 Yes或No问题的对话框134

本章小结135

练习136

实践程序137

编程项目138

自测问题答案140

第4章 流控制——循环142

4.1 Java循环语句142

4.1.1 while语句143

4.1.2 do-while语句146

4.1.3 编程示例：臭虫侵扰149

4.1.4 编程示例：嵌套循环154

4.1.5 for语句155

4.1.6 在for语句中声明变量160

4.1.7 在for语句中使用逗号（选修）160

4.1.8 for-each语句162

4.2 用循环编程162

4.2.1 循环体162

4.2.2 初始化语句163

4.2.3 控制循环迭代次数164

4.2.4 案例研究：使用布尔变量来终止循环166

4.2.5 编程示例：消费热潮168

4.2.6 循环中的break语句和continue语句（选修）170

4.2.7 循环缺陷172

4.2.8 跟踪变量174

4.2.9 断言检查175

4.3 图形化编程补充读物177

4.3.1 编程示例：一个包含多张脸的JavaFX应用程序177

4.3.2 绘制文本181

本章小结182

练习182

实践程序184

编程项目185

自测问题答案188

第5章 定义类和方法193

5.1 类和方法定义193

5.1.1 类文件和单独编译195

5.1.2 编程示例：实现Dog类195

5.1.3 实例变量196

5.1.4 方法198

5.1.5 定义void方法200

5.1.6 定义有返回值的方法201

5.1.7 编程示例：实现Species类的第一次尝试205

5.1.8 关键词this208

5.1.9 局部变量209

5.1.10 块211

5.1.11 基本类型参数212

5.2 信息隐藏和封装216

5.2.1 信息隐藏217

5.2.2 前置条件和后置条件注释217

5.2.3 publ ic和private修饰符218

5.2.4 编程示例：为什么实例变量应该是私有的220

5.2.5 编程示例：矩形类的另一种实现221

5.2.6 访问器方法和修改器方法223

5.2.7 编程示例：Purchase类225

5.2.8 调用方法的方法228

5.2.9 封装233

5.2.10 使用javadoc自动归档235

5.2.11 UML类图235

5.3 对象和引用236

5.3.1 类类型变量237

5.3.2 定义类的equals方法242

5.3.3 编程示例：Species类244

5.3.4 布尔值方法246

5.3.5 案例研究：单元测试247

5.3.6 类类型参数249

5.3.7 编程示例：类类型参数与基本类型参数252

5.4 图形化编程补充读物255

5.4.1 Graphi csContext类255

5.4.2 编程示例：用辅助方法绘制多张脸257

5.4.3 向JavaFX应用程序添加标签260

本章小结261

练习262

实践程序264

编程项目265

自测问题答案269

第6章 对象和方法进阶274

6.1 构造器275

6.1.1 定义构造器275

6.1.2 在构造器中调用方法281

6.1.3 在构造器中调用其他构造器（选修）284

6.2 静态变量和静态方法285

6.2.1 静态变量285

6.2.2 静态方法286

6.2.3 将main方法中的任务划分为子任务291

6.2.4 在类中添加main方法293

6.2.5 Math类294

6.2.6 包装器类296

6.3 编写方法300

6.3.1 案例研究：格式化输出300

6.3.2 分解305

6.3.3 解决编译器问题305

6.3.4 测试方法307

6.4 重载309

6.4.1 重载基础知识309

6.4.2 重载和自动类型转换311

6.4.3 重载和返回类型313

6.4.4 编程示例：Money类315

6.5 再探信息隐藏320

6.6 作为类的枚举323

6.7 包325

6.7.1 包和导入机制325

6.7.2 包名和目录326

6.7.3 名字冲突328

6.8 图形化编程补充读物329

6.8.1 添加按钮329

6.8.2 添加图标330

本章小结332

练习332

实践程序334

编程项目335

自测问题答案338

第7章 数组343

7.1 数组基础344

7.1.1 创建和访问数组344

7.1.2 数组详情346

7.1.3 实例变量length349

7.1.4 进一步了解数组索引351

7.1.5 初始化数组354

7.2 类和方法中的数组355

7.2.1 案例研究：销售报表355

7.2.2 索引变量作为方法引元362

7.2.3 整个数组作为方法引元363

7.2.4 main方法的引元365

7.2.5 数组赋值和判等365

7.2.6 返回数组的方法368

7.3 用数组和类编程371

7.3.1 编程示例：专用列表类371

7.3.2 部分填充的数组377

7.4 数组排序和搜索378

7.4.1 选择排序378

7.4.2 其他排序算法382

7.4.3 在数组中搜索383

7.5 多维数组383

7.5.1 多维数组基础知识384

7.5.2 多维数组作为参数和返回值386

7.5.3 多维数组的Java表示形式388

7.5.4 参差数组（选修）389

7.5.5 编程示例：工时记录390

7.6 图形化编程补充读物395

7.6.1 布局面板395

7.6.2 文本域、文本框和组合布局401

7.6.3 绘制多边形404

本章小结407

练习407

实践程序411

编程项目412

自测问题答案416

第8章 继承、多态和接口422

8.1 继承基础422

8.1.1 派生类423

8.1.2 覆盖方法定义426

8.1.3 覆盖与重载427

8.1.4 final修饰符427

8.1.5 基类的私有实例变量与私有方法428

8.1.6 UML继承图429

8.2 运用继承编程431

8.2.1 派生类中的构造器431

8.2.2 再论this方法432

8.2.3 调用被覆盖的方法433

8.2.4 编程示例：派生类的派生类434

8.2.5 在Undergraduate中定义equals方法的另一种方式437

8.2.6 类型兼容性437

8.2.7 Obj ect类441

8.2.8 更好的equals方法442

8.3 多态444

8.3.1 动态绑定和继承444

8.3.2 动态绑定toString447

8.4 接口与抽象类448

8.4.1 类接口448

8.4.2 Java接口449

8.4.3 实现接口450

8.4.4 作为类型的接口452

8.4.5 扩展接口454

8.4.6 案例研究：字符图形455

8.4.7 案例研究：Comparable接口464

8.4.8 抽象类468

8.5 图形化编程补充读物469

8.5.1 事件驱动编程470

8.5.2 在单独的类中处理事件471

8.5.3 在主GUI应用类中处理事件473

8.5.4 在匿名内部类中处理事件475

8.5.5 编程示例：添加数字477

本章小结479

练习479

实践程序480

编程项目481

自测问题答案483

第9章 异常处理486

9.1 基本的异常处理486

9.1.1 Java中的异常487

9.1.2 预定义的异常类495

9.2 定义自己的异常类496

9.3 更多有关异常类的知识503

9.3.1 声明异常（传递责任）504

9.3.2 异常的种类506

9.3.3 错误507

9.3.4 多个抛出和捕获508

9.3.5 finally块513

9.3.6 重新抛出异常（选修）513

9.3.7 案例研究：面向命令行的计算器514

9.4 图形化编程补充读物523

9.4.1 更多的用户界面控件和形状523

9.4.2 图像和形状526

9.4.3 处理鼠标事件527

9.4.4 Timeline类530

本章小结532

练习533

实践程序534

编程项目536

自测问题答案538

第10章 流、文件I/O和网络542

10.1 流和文件I/O概览542

10.1.1 流的概念543

10.1.2 为什么用文件来进行输入/输出543

10.1.3 文本文件和二进制文件543

10.2 文本文件I/O545

10.2.1 创建文本文件545

10.2.2 在文本文件中追加内容550

10.2.3 从文本文件中读取内容551

10.3 适用于所有文件的技术553

10.3.1 File类553

10.3.2 编程示例：从键盘读取文件名554

10.3.3 使用路径名555

10.3.4 File类的方法556

10.3.5 定义方法来打开流558

10.3.6 案例研究：处理由逗号分隔的数值文件559

10.4 基本的二进制文件I/O561

10.4.1 创建二进制文件561

10.4.2 向二进制文件中写入基本类型值563

10.4.3 向二进制文件中写入字符串565

10.4.4 有关writeUTF的一些细节566

10.4.5 从二进制文件中读取内容566

10.4.6 EOFException类570

10.4.7 编程示例：处理二进制数据文件572

10.5 包含对象和数组的二进制文件I/O576

10.5.1 包含类的对象的二进制文件I/O576

10.5.2 序列化的一些细节579

10.5.3 二进制文件中的数组对象580

10.6 使用流的网络通信582

10.7 图形化编程补充读物586

本章小结591

练习591

实践程序593

编程项目594

自测问题答案597

第11章 递归601

11.1 递归基础601

11.1.1 案例研究：数字位显示成单词603

11.1.2 递归如何工作607

11.1.3 无限递归610

11.1.4 递归方法与迭代方法612

11.1.5 有返回值的递归方法614

11.2 运用递归编程617

11.2.1 编程示例：要求用户输入必须正确617

11.2.2 案例研究：二分搜索618

11.2.3 编程示例：归并排序——一种递归排序方法624

11.3 图形化编程补充读物627

本章小结630

练习630

实践程序632

编程项目632

自测问题答案636

第12章 动态数据结构和泛型639

12.1 基于数组的数据结构640

12.1.1 ArrayList类640

12.1.2 创建ArrayList的实例641

12.1.3 使用ArrayList的方法642

12.1.4 编程示例：待办事项列表645

12.1.5 参数化类和泛化数据类型647

12.2 Java集合框架648

12.2.1 Collection接口648

12.2.2 HashSet类649

12.2.3 Map接口650

12.2.4 HashMap类650

12.3 链式数据结构653

12.3.1 Li nkedLi st类653

12.3.2 链表653

12.3.3 实现链表的操作655

12.3.4 隐私泄露660

12.3.5 内部类661

12.3.6 节点内部类662

12.3.7 迭代器662

12.3.8 Java的Iterator接口670

12.3.9 链表的异常处理671

12.3.10 链表的变体673

12.3.11 其他链式数据结构675

12.4 泛型675

12.4.1 基础知识675

12.4.2 编程示例：一个泛化的链表678

12.5 图形化编程补充读物682

12.5.1 用场景构建器构建JavaFX应用程序682

12.5.2 何去何从686

本章小结686

练习687

实践程序689

编程项目690

自测问题答案693

附录A 获取Java696

附录B 运行Applet697

附录C protected和包修饰符698

附录D DecimalFormat类699

附录E j avadoc702

附录F C＋＋和Java之间的区别704

附录G Unicode字符编码707

附录H Java 8函数式编程简介708

附录I Iterator接口712

附录J 克隆713

附录K Java保留关键词716