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第1章 计算机、程序和Java概述1

1.1 引言1

1.2 什么是计算机2

1.2.1 中央处理器2

1.2.2 比特和字节3

1.2.3 内存3

1.2.4 存储设备4

1.2.5 输入和输出设备4

1.2.6 通信设备5

1.3 编程语言6

1.3.1 机器语言6

1.3.2 汇编语言6

1.3.3 高级语言7

1.4 操作系统8

1.4.1 控制和监视系统的活动8

1.4.2 分配和调配系统资源8

1.4.3 调度操作8

1.5 Java、万维网以及其他9

1.6 Java语言规范、API、JDK和IDE10

1.7 一个简单的Java程序11

1.8 创建、编译和执行Java程序13

1.9 程序设计风格和文档16

1.9.1 正确的注释和注释风格16

1.9.2 正确的缩进和空白16

1.9.3 块的风格17

1.10 程序设计错误17

1.10.1 语法错误17

1.10.2 运行时错误18

1.10.3 逻样错误18

1.10.4 常见错误19

1.11 使用NetBeans开发Java程序20

1.11.1 创建Java工程20

1.11.2 创建Java类21

1.11.3 编译和运行类22

1.12 使用Eclipse开发Java程序22

1.12.1 创建Java工程22

1.12.2 创建 Java类24

1.12.3 编译和运行类24

关键术语25

本章小结25

测试题26

编程练习题26

第2章 基本程序设计28

2.1 引言28

2.2 编写简单的程序28

2.3 从控制台读取输入31

2.4 标识符34

2.5 变量34

2.6 赋值语句和赋值表达式36

2.7 命名常量37

2.8 命名习惯37

2.9 数值数据类型和操作38

2.9.1 数值类型38

2.9.2 从键盘读取数值39

2.9.3 数值操作符39

2.9.4 幂运算41

2.10 数值型直接量41

2.10.1 整型直接量42

2.10.2 浮点型直接量42

2.10.3 科学记数法42

2.11 表达式求值以及操作符优先级43

2.12 示例学习：显示当前时间44

2.13 增强赋值操作符46

2.14 自增和自减操作符47

2.15 数值类型转换48

2.16 软件开发过程50

2.17 示例学习：整钱兑零54

2.18 常见错误和陷阱56

关键术语58

本章小结58

测试题59

编程练习题59

第3章 选择64

3.1 引言64

3.2 boolean数据类型64

3.3 if语句66

3.4 双分支if-else语句68

3.5 嵌套的if语句和多分支if-else语句69

3.6 常见错误和陷阱71

3.7 产生随机数74

3.8 示例学习：计算身体质量指数76

3.9 示例学习：计算税率77

3.10 逻辑操作符80

3.11 示例学习：判定闰年83

3.12 示例学习：彩票84

3.13 switch语句85

3.14 条件表达式88

3.15 操作符的优先级和结合规则89

3.16 调试90

关键术语91

本章小结91

测试题92

编程练习题92

第4章 数学函数、字符和字符串100

4.1 引言100

4.2 常用数学函数101

4.2.1 三角函数方法101

4.2.2 指数函数方法102

4.2.3 取整方法102

4.2.4 mi n、 max和abs方法102

4.2.5 random方法103

4.2.6 示例学习：计算三角形的角度103

4.3 字符数据类型和操作105

4.3.1 Unicode和ASCII码105

4.3.2 特殊字符的转义序列106

4.3.3 字符型数据与数值型数据之间的转换107

4.3.4 字符的比较和测试107

4.4 String类型109

4.4.1 求字符串长度110

4.4.2 从字符串中获取字符110

4.4.3 连接字符串111

4.4.4 字符串的转换111

4.4.5 从控制台读取字符串112

4.4.6 从控制台读取字符112

4.4.7 字符串比较112

4.4.8 获得子字符串114

4.4.9 获取字符串中的字符或者子串115

4.4.10 字符串和数字间的转换116

4.5 示例学习117

4.5.1 猜测生日118

4.5.2 将十六进制数转换为十进制数121

4.5.3 使用字符串修改彩票程序122

4.6 格式化控制台输出123

关键术语126

本章小结127

测试题127

编程练习题127

第5章 循环133

5.1 引言133

5.2 while循环134

5.2.1 示例学习：猜数字136

5.2.2 循环设计策略138

5.2.3 示例学习：多个减法测试题138

5.2.4 使用标记值控制循环140

5.2.5 输入和输出重定向141

5.3 do-while循环143

5.4 for循环144

5.5 采用哪种循环147

5.6 嵌套循环149

5.7 最小化数值错误151

5.8 示例学习152

5.8.1 求最大公约数152

5.8.2 预测未来学费154

5.8.3 将十进制数转换为十六进制数155

5.9 关键字 break和continue156

5.10 示例学习：判断回文串159

5.11 示例学习：显示素数160

关键术语162

本章小结163

测试题163

编程练习题163

第6章 方法171

6.1 引言171

6.2 定义方法172

6.3 调用方法173

6.4 void方法示例175

6.5 通过传值进行参数传递178

6.6 模块化代码181

6.7 示例学习：将十六进制数转换为十进制数183

6.8 重载方法185

6.9 变量的作用域187

6.10 示例学习：生成随机字符188

6.11 方法抽象和逐步求精190

6.11.1 自顶向下的设计191

6.11.2 自顶向下和自底向上的实现192

6.11.3 实现细节193

6.11.4 逐步求精的优势196

关键术语196

本章小结197

测试题197

编程练习题197

第7章 一维数组207

7.1 引言207

7.2 数组的基础知识207

7.2.1 声明数组变量208

7.2.2 创建数组208

7.2.3 数组大小和默认值209

7.2.4 访问数组元素209

7.2.5 数组初始化语法210

7.2.6 处理数组210

7.2.7 foreach循环212

7.3 示例学习：分析数字214

7.4 示例学习：一副牌215

7.5 数组的复制217

7.6 将数组传递给方法218

7.7 从方法中返回数组221

7.8 示例学习：统计每个字母出现的次数221

7.9 可变长参数列表224

7.10 数组的查找225

7.10.1 线性查找法225

7.10.2 二分查找法226

7.11 数组的排序228

7.12 Arrays类230

7.13 命令行参数232

7.13.1 向main方法传递字符串232

7.13.2 示例学习：计算器232

关键术语234

本章小结235

测试题235

编程练习题235

第8章 多维数组242

8.1 引言242

8.2 二维数组的基础知识242

8.2.1 声明二维数组变量并创建二维数组243

8.2.2 获取二维数组的长度244

8.2.3 锯齿数组244

8.3 处理二维数组245

8.4 将二维数组传递给方法247

8.5 示例学习：多选题测验评分248

8.6 示例学习：找出距离最近的点对249

8.7 示例学习：数独251

8.8 多维数组254

8.8.1 示例学习：每日温度和湿度255

8.8.2 示例学习：猜生日256

本章小结258

测试题258

编程练习题258

第9章 对象和类270

9.1 引言270

9.2 为对象定义类270

9.3 示例：定义类和创建对象272

9.4 使用构造方法构造对象277

9.5 通过引用变量访问对象278

9.5.1 引用变量和引用类型278

9.5.2 访问对象的数据和方法279

9.5.3 引用数据域和null值279

9.5.4 基本类型变量和引用类型变量的区别280

9.6 使用Java库中的类282

9.6.1 Date类282

9.6.2 Random类283

9.6.3 Point2D类283

9.7 静态变量、常量和方法284

9.8 可见性修饰符289

9.9 数据域封装291

9.10 向方法传递对象参数294

9.11 对象数组297

9.12 不可变对象和类299

9.13 变量的作用域301

9.14 this引用302

9.14.1 使用this引用隐藏数据域302

9.14.2 使用this调用构造方法303

关键术语304

本章小结304

测试题305

编程练习题305

第10章 面向对象思考309

10.1 引言309

10.2 类的抽象和封装309

10.3 面向对象的思考313

10.4 类的关系315

10.4.1 关联316

10.4.2 聚集和组合317

10.5 示例学习：设计Course类318

10.6 示例学习：设计栈类320

10.7 将基本数据类型值作为对象处理322

10.8 基本类型和包装类类型之间的自动转换325

10.9 BigInteger和BigDecimal类326

10.10 String类327

10.10.1 构造字符串327

10.10.2 不可变字符串与限定字符串328

10.10.3 字符串的替换和分隔329

10.10.4 依照模式匹配、替换和分隔329

10.10.5 字符串与数组之间的转换330

10.10.6 将字符和数值转换成字符串331

10.10.7 格式化字符串331

10.11 StringBuilder和StringBuffer类333

10.11.1 修改StringBuilder中的字符串334

10.11.2 toString、 capacity、length、 setLength和charAt方法335

10.11.3 示例学习：判断回文串时忽略既非字母又非数字的字符336

关键术语338

本章小结339

测试题339

编程练习题339

第11章 继承和多态347

11.1 引言347

11.2 父类和子类347

11.3 使用super关键字353

11.3.1 调用父类的构造方法353

11.3.2 构造方法链354

11.3.3 调用父类的方法355

11.4 方法重写356

11.5 方法重写与重载357

11.6 Object类及其toString()方法359

11.7 多态359

11.8 动态绑定360

11.9 对象转换和instanceof运算符363

11.10 Object类的equals方法367

11.11 ArrayList类368

11.12 对于列表有用的方法374

11.13 示例学习：自定义栈类374

11.14 protected数据和方法376

11.15 防止扩展和重写378

关键术语378

本章小结379

测试题379

编程练习题380

第12章 异常处理和文本I/O384

12.1 引言384

12.2 异常处理概述385

12.3 异常类型389

12.4 关于异常处理的更多知识391

12.4.1 声明异常392

12.4.2 抛出异常392

12.4.3 捕获异常393

12.4.4 从异常中获取信息394

12.4.5 示例学习：声明、抛出和捕获异常396

12.5 finally子句399

12.6 何时使用异常400

12.7 重新抛出异常401

12.8 链式异常402

12.9 创建自定义异常类403

12.10 File类405

12.11 文件输入和输出408

12.11.1 使用PrintWriter写数据408

12.11.2 使用try-with-resources自动关闭资源409

12.11.3 使用Scanner读数据410

12.11.4 Scanner如何工作411

12.11.5 示例学习：替换文本412

12.12 从Web上读取数据414

12.13 示例学习：Web爬虫416

关键术语418

本章小结418

测试题419

编程练习419

第13章 抽象类和接口424

13.1 引言424

13.2 抽象类424

13.2.1 为何要使用抽象方法427

13.2.2 抽象类的几点说明428

13.3 示例学习：抽象的Number类429

13.4 示例学习：Calendar和GregorianCalendar431

13.5 接口434

13.6 Comparable接口436

13.7 Cloneable接口440

13.8 接口与抽象类444

13.9 示例学习：Rational类447

13.10 类的设计原则452

13.10.1 内聚性452

13.10.2 一致性452

13.10.3 封装性452

13.10.4 清晰性453

13.10.5 完整性453

13.10.6 实例和静态453

13.10.7 继承与聚合454

13.10.8 接口和抽象类454

关键术语454

本章小结455

测试题455

编程练习题455

第14章 JavaFX基础459

14.1 引言459

14.2 JavaFX与Swing以及AWT的比较459

14.3 JavaFX程序的基本结构460

14.4 面板、UI组件以及形状462

14.5 属性绑定465

14.6 节 点的通用属性和方法468

14.7 Color类469

14.8 Font类470

14.9 Image和ImageView类472

14.10 布局面板474

14.10.1 FlowPane475

14.10.2 Gri dPane477

14.10.3 BorderPane478

14.10.4 HBox和VBox480

14.11 形状482

14.11.1 Text482

14.11.2 Line484

14.11.3 Rectangle485

14.11.4 Circle和Ellipse487

14.11.5 Arc488

14.11.6 Pol ygon和Polyline491

14.12 示例学习：ClockPane类493

关键术语497

本章小结498

测试题498

编程练习题498

第15章 事件驱动编程和动画504

15.1 引言504

15.2 事件和事件源506

15.3 注册处理器和处理事件507

15.4 内部类511

15.5 匿名内部类处理器512

15.6 使用lambda表达式简化事件处理514

15.7 示例学习：贷款计算器517

15.8 鼠标事件519

15.9 键盘事件520

15.10 可观察对象的监听器523

15.11 动画525

15.11.1 PathTransition525

15.11.2 FadeTransition528

15.11.3 Timeline530

15.12 示例学习：弹球532

关键术语535

本章小结535

测试题536

编程练习题536

第16章 JavaFX UI组件和多媒体542

16.1 引言542

16.2 Labeled和Label543

16.3 按钮545

16.4 复选框547

16.5 单选按钮549

16.6 文本域551

16.7 文本区域553

16.8 组合框556

16.9 列表视图559

16.10 滚动条562

16.11 滑动条564

16.12 示例学习：开发一个井字游戏567

16.13 视频和音频572

16.14 示例学习：国旗和国歌575

本章小结577

测试题578

编程练习题578

第17章 二进制I/O584

17.1 引言584

17.2 在Java中如何处理文本I/O584

17.3 文本I/O与二进制I/O585

17.4 二进制I/O类587

17.4.1 FileInputStream和FileOutputStream588

17.4.2 FilterInputStream和FilterOutputStream590

17.4.3 DataInputStream和DataOutputStream590

17.4.4 BufferedInputStream和BufferedOutputStream594

17.5 示例学习：复制文件596

17.6 对象I/O598

17.6.1 Serializable接口600

17.6.2 序列化数组601

17.7 随机访问文件602

关键术语606

本章小结606

测试题606

编程练习题606

第18章 递归609

18.1 引言609

18.2 示例学习：计算阶乘610

18.3 示例学习：计算斐波那契数613

18.4 使用递归解决问题615

18.5 递归辅助方法617

18.5.1 递归选择排序618

18.5.2 递归二分查找618

18.6 示例学习：得到目录的大小619

18.7 示例学习：汉诺塔621

18.8 示例学习：分形624

18.9 递归与迭代627

18.10 尾递归628

关键术语629

本章小结629

测试题630

编程练习题630

附录A Java关键字637

附录B ASCII字符集638

附录C 操作符优先级表639

附录D Java修饰符640

附录E 特殊浮点值641

附录F 数系642

附录G 位操作646

附录H 正则表达式647

附录I 枚举类型651