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Java程序设计
书号：9787113302740 套系名称：普通高等教育“十四五”规划教材
作者：王菊雅 鲍小忠 出版日期：2024-06-01
定价：59.80 页码 / 开本：无 /16
策划编辑：侯伟 责任编辑：汪敏
适用专业：计算机基础教育 适用层次：高等教育
最新印刷时间：2024-06-01
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内容简介
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图书特色
本书是普通高等教育“十四五”规划教材，从Java的基础知识到高级特性，帮助读者逐步掌握Java编程。全书共九章，包括： Java简介与环境配置，Java数据类型与变量，运算符、表达式与流程控制语句，方法、数组与字符串处理，面向对象程序设计，继承与多态，Java系统类及应用，输入/输出，Java集合框架。本书不仅涵盖了理论知识，还通过大量的案例和实践活动，确保读者能够将理论应用于实际编程中，从而全面提升Java编程能力。 本书适合作为高等院校计算机及其相关专业的教材，也可以作为浙江省高校计算机等级考试二级《Java程序设计》的辅导用书，同时还可用作职业教育教材和Java爱好者的自学教材。
前 言 在当今快速发展的技术世界中，编程已经成为了一种基本技能，它不仅是计算机科学的核心，更是推动各行各业创新的动力。Java，作为一门功能全面的编程语言，在全球范围内得到了广泛应用。无论是Web开发、移动应用、企业级解决方案，还是云计算、大数据和人工智能等领域，Java的身影无处不在。因此，对于高校计算机学科的学生和IT领域的专业人士来说，掌握Java语言具有重要的现实意义。 我们的编写目标是为普通高等院校提供一本特色鲜明、全面系统的Java编程教材。希望通过本书，读者能够从零基础出发，逐步深入到Java的基本语法、面向对象的核心概念，以及Java在实际应用中的高级特性。相信本书能为读者提供一个清晰、有序的学习路径。 本书的主要内容如下： 第1章 Java简介与环境配置：介绍Java的历史、特性和应用领域，指导读者如何安装Java 17并配置环境变量，选择合适的IDE，并编写、运行第一个Java程序。 第2章 Java数据类型与变量：深入讲解Java的数据类型，包括基本数据类型、变量、常量和枚举类型，以及类型转换的知识。通过综合实训案例，如个人预算跟踪器和在线书店订单状态管理加深理解。 第3章 运算符、表达式与流程控制语句：探讨运算符、表达式和条件判断语句，以及循环结构的使用。实训案例包括学生成绩评定系统和智能家居照明控制系统等。 第4章 方法、数组与字符串处理：详细介绍方法的定义、参数传递、作用域和调用、数组和字符串的操作，以及实践案例，如计算器应用和个人理财助手。 第5章 面向对象程序设计：深入面向对象的概念，包括类、对象、封装性、构造方法和Java包的使用。通过图书管理系统等实训案例，让读者理解面向对象设计的实际应用。 第6章 继承与多态：讲解继承的基础知识、抽象类与接口的使用，以及多态性的概念和实现方式。实训案例帮助读者理解如何设计类层次结构。 第7章 Java系统类及应用：介绍Java的常用系统类，如Object类、Java程序设计包装类、数学类和时间日期类，以及异常处理机制。 第8章 输入/输出：探讨Java中的输入/输出基础，包括文件和流的概念、标准输入/输出和文件读写操作。 第9章 Java集合框架：详细介绍集合框架的结构和使用，包括List和Map接口及其实现，以及集合的高级特性和最佳实践。 本书的特色在于： （1）浅显易懂的教学风格：将复杂的编程概念以简单、直观的方式呈现，确保读者能轻松理解。 （2）案例驱动的学习方法：书中包含大量实际编程案例，鼓励读者通过实践来学习和掌握Java编程技巧，从而深化对知识的理解和应用。 （3）全面的知识覆盖：从Java的基础知识到高级特性，本书提供了一条由浅入深的学习路径，帮助读者全面掌握Java编程。 （4）丰富的练习和精辟的小结：每章都配有小结和习题，旨在帮助读者巩固和回顾所学的知识点。 本书由浙江理工大学科技与艺术学院王菊雅、鲍小忠担任主编，章浙栋、俞瑛担任副主编，具体分工如下：王菊雅编写第2~4、7章；鲍小忠编写第1章；章浙栋编写第5、9章；俞瑛编写第6、8章；全书由王菊雅、鲍小忠负责统稿和定稿。感谢浙江理工大学科技与艺术学院计算机科学与技术学科（一流学科B）建设经费的资助。同时，感谢所有提供宝贵意见和建议的同事与同学。 我们相信，通过本书的学习，读者将能够打下坚实的Java基础，并为未来的学习和职业生涯做好充分的准备。愿读者在Java的世界里旅程愉快，收获满满。尽管编者已经竭尽全力确保本书的内容准确无误，但限于编者水平，不足之处在所难免，若您在阅读过程中遇到任何疑问或发现错误，欢迎您通过电子邮件book_author@163.com与我们联系。我们衷心感谢您的支持与理解，并期待您的宝贵意见！ 编 者 2024年3月于浙江上虞
目录 Java简介与环境配置 ..............................................................................1第1章 1.1 Java概览............................................................................................................................2 1.1.1 Java的历史 ............................................................................................................2 1.1.2 Java的主要特性 ....................................................................................................3 1.1.3 Java的应用领域 ....................................................................................................4 1.2 Java 17的下载、安装及配置 ...........................................................................................5 1.2.1 下载Java 17 ...........................................................................................................6 1.2.2 安装Java 17 ...........................................................................................................6 1.2.3 配置环境变量 ........................................................................................................7 1.3 IDE的选择与使用 ............................................................................................................9 1.3.1 IntelliJ IDEA ..........................................................................................................9 1.3.2 Visual Studio Code ...............................................................................................11 1.4 第一个Java 17程序 ........................................................................................................12 1.4.1 在Windows命令行下创建项目 .........................................................................12 1.4.2 在IntelliJ IDEA中创建项目 ..............................................................................13 1.4.3 编写代码 ..............................................................................................................16 1.4.4 运行和调试 ..........................................................................................................21 小结 ..........................................................................................................................................26 思考与练习 ..............................................................................................................................26 Java数据类型与变量 ............................................................................29第2章 2.1 Java数据类型..................................................................................................................30 2.1.1 数据类型概述 ......................................................................................................30 2.1.2 Java基本数据类型和字面量 ..............................................................................31 2.1.3 转义序列 ..............................................................................................................38 2.2 变量和常量 ......................................................................................................................40 2.2.1 变量的声明和初始化 ..........................................................................................40 2.2.2 常量的定义 ..........................................................................................................44 2.2.3 类型推断的改进 ..................................................................................................47 2.3 枚举类型 ..........................................................................................................................50 Java程序设计 2.3.1 枚举的定义 .............................................................................................................50 2.3.2 枚举的使用 .............................................................................................................53 2.4 类型转换 .............................................................................................................................58 2.4.1 隐式类型转换 .........................................................................................................58 2.4.2 显式类型转换 .........................................................................................................60 2.4.3 案例研究与实践 .....................................................................................................62 综合实训 .....................................................................................................................................66 小结 .............................................................................................................................................68 思考与练习 .................................................................................................................................68 运算符、表达式与流程控制语句 ...........................................................71第3章 3.1 运算符和表达式 .................................................................................................................71 3.1.1 运算符 .....................................................................................................................72 3.1.2 表达式 .....................................................................................................................87 3.2 条件判断语句 .....................................................................................................................93 3.2.1 if和if-else语句 .....................................................................................................93 3.2.2 switch语句 .............................................................................................................95 3.3 循环结构 ...........................................................................................................................102 3.3.1 while和do-while循环 .........................................................................................102 3.3.2 for语句 .................................................................................................................104 3.3.3 break和continue语句 .........................................................................................106 3.3.4 循环语句嵌套 .......................................................................................................107 综合实训 ...................................................................................................................................113 小结 ...........................................................................................................................................114 思考与练习 ...............................................................................................................................115 方法、数组与字符串处理 ....................................................................117第4章 4.1 方法 ...................................................................................................................................118 4.1.1 方法的定义 ...........................................................................................................118 4.1.2 方法的参数 ...........................................................................................................119 4.1.3 方法的参数传递 ...................................................................................................121 4.1.4 方法的作用域 .......................................................................................................121 4.1.5 方法的调用 ...........................................................................................................122 目 录 III 4.1.6 方法的返回值 ........................................................................................................124 4.2 数组 ....................................................................................................................................130 4.2.1 数组的定义和创建 ................................................................................................130 4.2.2 数组的操作 ............................................................................................................131 4.2.3 数组的遍历 ............................................................................................................132 4.2.4 二维数组 ................................................................................................................134 4.2.5 数组的特殊操作与技巧 ........................................................................................136 4.2.6 排序与检索算法 ....................................................................................................144 4.3 字符串 ................................................................................................................................155 4.3.1 字符串的定义与初始化 ........................................................................................156 4.3.2 字符串的常用操作 ................................................................................................156 4.3.3 字符串的比较与查找 ............................................................................................157 4.3.4 字符串方法的更新 ................................................................................................158 4.3.5 字符串的应用案例 ................................................................................................159 4.3.6 文本块的使用 ........................................................................................................161 综合实训 ....................................................................................................................................166 小结 ............................................................................................................................................170 思考与练习 ................................................................................................................................171 面向对象程序设计 ...............................................................................177第5章 5.1 面向对象 ............................................................................................................................178 5.1.1 常用的术语 ............................................................................................................178 5.1.2 面向对象和面向过程的区别 ................................................................................179 5.1.3 对象 ........................................................................................................................180 5.1.4 类 ............................................................................................................................181 5.1.5 构造方法的概念与使用 ........................................................................................181 5.2 类、对象及关系 ................................................................................................................183 5.2.1 类的创建 ................................................................................................................183 5.2.2 对象的创建和使用 ................................................................................................187 5.2.3 类和对象综合实践 ................................................................................................189 5.2.4 UML .......................................................................................................................193 5.3 封装性 ................................................................................................................................198 5.3.1 访问控制 ................................................................................................................198 Java程序设计 5.3.2 Getter和Setter方法 ............................................................................................203 5.4 构造方法与初始化块 .......................................................................................................207 5.4.1 构造方法 ...............................................................................................................207 5.4.2 初始化块 ...............................................................................................................213 5.5 Java包和模块化...............................................................................................................218 5.5.1 包的定义和引用 ...................................................................................................218 5.5.2 模块化 ...................................................................................................................223 综合实训 ...................................................................................................................................225 小结 ...........................................................................................................................................227 思考与练习 ...............................................................................................................................228 继承与多态 ..........................................................................................230第6章 6.1 继承 ...................................................................................................................................230 6.1.1 基础类和派生类 ...................................................................................................231 6.1.2 方法的重载和覆盖 ...............................................................................................235 6.1.3 继承的特点与应用 ...............................................................................................236 6.2 抽象类与接口 ...................................................................................................................237 6.2.1 抽象类和抽象方法 ...............................................................................................238 6.2.2 接口的定义和实现 ...............................................................................................242 6.2.3 接口的默认方法和私有方法 ...............................................................................246 6.2.4 接口的特点与应用 ...............................................................................................248 6.2.5 接口和抽象类的区别 ...........................................................................................249 6.3 多态 ...................................................................................................................................249 6.3.1 多态的概念 ...........................................................................................................249 6.3.2 多态的实现方式 ...................................................................................................252 6.3.3 多态的实际应用 ...................................................................................................256 综合实训 ...................................................................................................................................261 小结 ...........................................................................................................................................264 思考与练习 ...............................................................................................................................265 Java系统类及应用 .............................................................................267第7章 7.1 Java常用系统类...............................................................................................................267 7.1.1 Object类 ...............................................................................................................268 目 录 7.1.2 包装类 ...................................................................................................................271 7.1.3 数学类 ...................................................................................................................274 7.1.4 时间日期类 ...........................................................................................................276 7.1.5 其他系统类 ...........................................................................................................280 7.2 异常处理机制 ...................................................................................................................283 7.2.1 异常的分类与原因 ...............................................................................................283 7.2.2 编译时异常检查 ...................................................................................................285 7.2.3 运行时异常处理 ...................................................................................................288 7.2.4 try-catch-finally语句 ............................................................................................289 7.2.5 自定义异常 ...........................................................................................................294 7.2.6 异常处理的高级主题 ...........................................................................................297 7.2.7 异常的最佳实践 ...................................................................................................298 综合实训 ...................................................................................................................................299 小结 ...........................................................................................................................................301 思考与练习 ...............................................................................................................................302 输入/输出 ..........................................................................................305第8章 8.1 输入/输出基础................................................................................................................305 8.1.1 文件和流的概念 ...................................................................................................306 8.1.2 字节流和字符流 ...................................................................................................309 8.1.3 缓冲流 ...................................................................................................................312 8.2 标准输入/输出................................................................................................................314 8.2.1 System.in, System.out, System.err ........................................................................315 8.2.2 重定向标准输入/输出 ........................................................................................315 8.2.3 控制台I/O与文件I/O的互操作 ........................................................................315 8.3 文件读写 ...........................................................................................................................317 8.3.1 顺序文件读写 .......................................................................................................317 8.3.2 随机文件访问 .......................................................................................................320 8.4 文件操作 ...........................................................................................................................323 8.4.1 File类的使用 .......................................................................................................323 8.4.2 文件系统操作 .......................................................................................................328 综合实训 ...................................................................................................................................331 Java程序设计 小结 ............................................................................................................................................333 思考与练习 ................................................................................................................................333 Java集合框架 .....................................................................................337第9章 9.1 集合框架概述 ....................................................................................................................338 9.2 泛型简介 ............................................................................................................................338 9.2.1 泛型的概念及其必要性 ........................................................................................338 9.2.2 泛型的语法 ............................................................................................................339 9.2.3 泛型的使用 ............................................................................................................339 9.2.4 泛型的作用 ............................................................................................................340 9.2.5 泛型在实际编程中的深入应用 ............................................................................340 9.2.6 泛型的限定 ............................................................................................................340 9.3 List接口及其实现 ............................................................................................................340 9.3.1 List接口简介 ........................................................................................................341 9.3.2 ArrayList类 ...........................................................................................................341 9.3.3 LinkedList类 .........................................................................................................342 9.4 Map接口及其实现 ...........................................................................................................342 9.4.1 Map接口简介 .......................................................................................................342 9.4.2 HashMap类 ...........................................................................................................343 9.5 ArrayList和HashMap的异同 ..........................................................................................344 9.5.1 共同点 ....................................................................................................................344 9.5.2 不同点 ....................................................................................................................344 9.6 高级特性和最佳实践 ........................................................................................................345 9.6.1 高级特性 ................................................................................................................345 9.6.2 最佳实践 ................................................................................................................346 综合实训 ....................................................................................................................................347 小结 ............................................................................................................................................352 思考与练习 ................................................................................................................................353 ............................................................................................................356参考文献
王菊雅，女，工学硕士。2008年毕业于浙江理工大学。浙江理工大学科技与艺术学院讲师、实验师。主要研究方向为信息系统管理与开发、数据建模等。鲍小忠，浙江理工大学科技与艺术学院，高级实验师，主编出版教材 1 部，参编出版教材 2 部，曾获全国多媒体课件大赛一等奖，主持教育部产学合作协同育人项目 2 项。
（1）浅显易懂的教学风格：将复杂的编程概念以简单、直观的方式呈现，确保读者能轻松理解。 （2）案例驱动的学习方法：书中包含大量实际编程案例，鼓励读者通过实践来学习和掌握Java编程技巧，从而深化对知识的理解和应用。 （3）全面的知识覆盖：从Java的基础知识到高级特性，本书提供了一条由浅入深的学习路径，帮助读者全面掌握Java编程。 （4）丰富的练习和精辟的小结：每章都配有小结和习题，旨在帮助读者巩固和回顾所学的知识点。