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第1章 Java概述 1

1．1 Java语言的发展简史 2

1．2 Java的竞争对手及各自优势 4

1．2．1 C＃简介和优势 4

1．2．2 Ruby简介和优势 4

1．2．3 Python的简介和优势 5

1．3 Java程序运行机制 6

1．3．1高级语言的运行机制 6

1．3．2 Java程序的运行机制和JVM 6

1．4开发Java的准备 7

1．4．1安装JDK 8

学生提问 不是说JVM是运行Java程序的虚拟机吗？那JRE和JVM的关系是怎样的呢？ 8

学生提问 为什么不安装公共JRE系统呢？ 9

1．4．2设置PATH环境变量 10

学生提问 为什么选择设置用户变量，用户变量和系统变量有什么区别呢？ 11

1．5第一个Java程序 12

1．5．1编辑Java源代码 12

1．5．2编译Java程序 13

学生提问 当我们使用编译C程序时，不仅需要指定存放目标文件的位置，也需要指定目标文件的文件名，这里使用javac编译Java程序时怎么不需要指定目标文件的文件名呢？ 13

1．5．3运行Java程序 14

1．5．4根据CLASSPATH环境变量定位类 15

1．6 Java程序的基本规则 16

1．6．1 Java程序的组织形式 16

1．6．2 Java源文件的命名规则 17

1．6．3初学者容易犯的错误 18

1．7垃圾回收机制 20

1．8何时开始使用IDE工具 21

学生提问 老师，我想学习Java编程，到底是学习Eclipse好呢，还是学习JBuilder好呢？ 21

1．9本章小结 22

本章练习 22

第2章 理解面向对象 23

2．1面向对象 24

2．1．1结构化程序设计简介 24

2．1．2程序的三种基本结构 25

2．1．3面向对象程序设计简介 27

2．1．4面向对象的基本特征 28

2．2 UML（统一建模语言）介绍 29

2．2．1用例图 30

2．2．2类图 31

2．2．3组件图 33

2．2．4部署图 33

2．2．5顺序图 34

2．2．6活动图 34

2．2．7状态机图 36

2．3 Java的面向对象特征 36

2．3．1一切都是对象 37

2．3．2类和对象 37

2．4本章小结 37

第3章 数据类型和运算符 38

3．1注释 39

3．1．1单行注释和多行注释 39

3．1．2文档注释 40

学生提问 API文档是什么？ 40

学生提问 为什么要掌握查看API文档的方法？ 42

3．2标识符和关键字 45

3．2．1分隔符 45

3．2．2标识符规则 47

3．2．3 Java关键字 47

3．3数据类型分类 48

3．4基本数据类型 48

3．4．1整型 49

3．4．2字符型 49

3．4．3浮点型 51

3．4．4布尔型 52

3．5基本类型的类型转换 53

3．5．1自动类型转换 53

3．5．2强制类型转化 54

3．5．3表达式类型的自动提升 56

3．6直接量 57

3．6．1直接量的类型 57

3．6．2直接量的赋值 58

3．7运算符 58

3．7．1算术运算符 58

3．7．2赋值运算符 61

3．7．3位运算符 62

3．7．4扩展后的赋值运算符 64

3．7．5比较运算符 65

学生提问 Java为什么要对这些数据进行缓存呢？ 67

3．7．6逻辑运算符 67

3．7．7三目运算符 68

3．7．8运算符的结合性和优先级 69

3．8本章小结 70

本章练习 70

第4章 流程控制和数组 71

4．1顺序结构 72

4．2分支结构 72

4．2．1 if条件语句 72

4．2．2 switch分支语句 76

4．3循环结构 78

4．3．1 while循环语句 78

4．3．2 do while循环语句 79

4．3．3 for循环 80

4．3．4嵌套循环 83

4．4控制循环结构 84

4．4．1使用break结束循环 84

4．4．2使用continue结束本次循环 85

4．4．3使用return结束方法 87

4．5数组类型 87

4．5．1理解数组：数组也是一种类型 87

学生提问 int［］是一种类型吗？怎么使用这种类型呢？ 88

4．5．2定义数组 88

4．5．3数组的初始化 88

学生提问 能不能只分配内存空间，不赋初始值呢？ 89

4．5．4使用数组 90

学生提问 为什么要我记住这些异常信息？ 91

4．5．5 JDK1．5提供了foreach循环 91

4．6深入数组 93

4．6．1内存中的数组 93

学生提问 为什么有栈内存和堆内存之分？ 93

4．6．2基本类型数组的初始化 95

4．6．3引用类型数组的初始化 96

4．6．4没有多维数组 99

学生提问 我是否可以让图4．13中灰色覆盖的数组元素再次指向另一个数组？这样不可以扩展成三维数组吗？甚至扩展到更多维的数组？ 101

4．6．5操作数组的工具类 102

4．6．6数组的应用举例 103

4．7本章小结 106

本章练习 106

第5章 面向对象（上） 107

5．1类和对象 108

5．1．1定义类 108

学生提问 构造器不是没有返回值吗？为什么不能用void修饰呢？ 110

5．1．2对象的产生和使用 110

5．1．3对象、引用和指针 111

5．1．4对象的this引用 112

5．2方法详解 116

5．2．1方法的所属性 116

5．2．2方法的参数传递机制 116

5．2．3形参长度可变的方法 120

5．2．4递归方法 121

5．2．5方法重载 123

学生提问 为什么方法的返回值类型不能用于区分重载的方法？ 124

5．3成员变量和局部变量 124

5．3．1成员变量和局部变量 125

5．3．2成员变量的初始化和内存中的运行机制 128

5．3．3局部变量的初始化和内存中的运行机制 130

5．3．4变量的使用规则 130

5．4隐藏和封装 132

5．4．1理解封装 132

5．4．2使用访问控制符 132

5．4．3 package和import 135

5．4．4 Java的常用包 140

5．5深入构造器 140

5．5．1使用构造器执行初始化 141

学生提问 构造器是创建Java对象的途径，是不是说构造器完全负责创建Java对象？ 141

5．5．2构造器的重载 142

学生提问 为什么要用this来调用另一个重载的构造器？我把另一个构造器里的代码复制、粘贴到这个构造器里不就可以了吗？ 143

5．6类的继承 144

5．6．1继承的特点 144

5．6．2重写父类的方法 145

5．6．3父类实例的super引用 146

学生提问 我们只是创建了一个Ostrich对象时，哪来的Bird对象？ 147

5．6．4调用父类构造器 148

学生提问 为什么我创建Java对象时从未感觉到java.lang.Object的构造器被调用过？ 150

5．7多态 151

5．7．1多态性 151

5．7．2引用变量的强制类型转换 152

5．7．3 instanceof运算符 154

5．8继承与组合 154

5．8．1使用继承的注意点 155

5．8．2利用组合实现复用 156

学生提问 使用组合关系来实现复用时，需要创建两个Animal对象，是不是意味着使用组合关系时系统开销更大？ 159

5．9初始化块 159

5．9．1使用初始化块 160

5．9．2初始化块和构造器 161

5．9．3静态初始化块 162

5．10本章小结 164

本章练习 165

第6章 面向对象（下） 166

6．1基本数据类型的包装类 167

6．2处理对象 170

6．2．1打印对象和toString方法 170

6．2．2＝＝和equals比较运算符 172

6．3类成员 175

6．3．1理解类成员 175

6．3．2单例（Singleton）类 176

6．4 final修饰符 177

6．4．1 final变量 177

6．4．2 final方法 181

6．4．3 final类 182

6．4．4不可变类 182

6．4．5缓存实例的不可变类 186

6．5抽象类 188

6．5．1抽象方法和抽象类 188

6．5．2抽象类的作用 191

6．6更彻底的抽象：接口 192

6．6．1接口的概念 192

6．6．2接口的定义 193

6．6．3接口的继承 195

6．6．4使用接口 195

6．6．5接口和抽象类 197

6．6．6面向接口编程 198

6．7内部类 202

6．7．1非静态内部类 202

学生提问 非静态内部类对象和外部类对象的关系是怎样的？ 206

6．7．2静态内部类 207

学生提问 为什么静态内部类实例方法也不能访问外部类的实例属性呢？ 207

学生提问 接口里是否能定义内部接口？ 208

6．7．3使用内部类 208

学生提问 既然内部类是外部类的成员，是否可以为外部类定义子类，在子类中再定义一个内部类来重写其父类中的内部类？ 211

6．7．4局部内部类 211

6．7．5匿名内部类 212

6．7．6闭包（Closure）和回调 215

6．8枚举类 217

6．8．1手动实现枚举类 217

6．8．2枚举类入门 219

6．8．3枚举类的属性、方法和构造器 220

6．8．4实现接口的枚举类 223

6．8．5包含抽象方法的枚举类 224

6．9对象与垃圾回收 225

6．9．1对象在内存中的状态 226

6．9．2强制垃圾回收 227

6．9．3 finalize方法 228

6．9．4对象的软、弱和虚引用 230

6．10修饰符的适用范围 233

6．11使用JAR文件 234

6．11．1 jar命令详解 235

6．11．2创建可执行的JAR包 237

6．11．3关于JAR包的技巧 238

6．12本章小结 239

本章练习 239

第7章 Java集合 240

7．1 Java集合概述 241

7．2 Collection和Iterator接口 243

7．2．1使用Iterator接口遍历集合元素 244

7．2．2使用foreach循环遍历集合元素 246

7．3 Set接口 247

7．3．1 HashSet类 247

学生提问 hashCode方法对于HashSet的作用是什么？ 249

7．3．2 TreeSet类 252

7．3．3 EnumSet类 259

7．4 List接口 261

7．4．1 List接口和ListIterator接口 261

7．4．2 ArrayList和Vector实现类 264

7．4．3固定长度的List 266

7．5 Queue接口 266

7．5．1 LinkedList实现类 266

7．5．2 PriorityQueue实现类 269

7．6 Map 270

7．6．1 HashMap和Hashtable实现类 271

7．6．2 SortedMap接口和TreeMap实现类 276

7．6．3 WeakHashMap实现类 279

7．6．4 IdentiHashMap实现类 280

7．6．5 EnumMap实现类 281

7．7 HashSet和HashMap的性能选项 282

7．8操作集合的工具类：Collections 283

7．8．1排序操作 283

7．8．2查找，替换操作 287

7．8．3同步控制 288

7．8．4设置不可变集合 288

7．9烦琐的接口：Enumeration 289

7．10本章小结 290

本章练习 290

第8章 泛型 291

8．1泛型入门 292

8．1．1编译时不检查类型的异常 292

8．1．2手动实现编译时检查类型 293

8．1．3使用泛型 294

8．2深入泛型 294

8．2．1定义泛型接口、类 295

8．2．2从泛型类派生子类 296

8．2．3并不存在泛型类 298

8．3类型通配符 298

8．3．1使用类型通配符 299

8．3．2设定类型通配符的上限 300

8．3．3设定类型形参的上限 302

8．4泛型方法 303

8．4．1定义泛型方法 3

8．4．2泛型方法和类型通配符的区别 306

8．4．3设定通配符的下限 307

8．4．4泛型方法与方法重载 309

8．5擦除和转换 309

8．6泛型与数组 311

8．7本章小结 313

第9章 与运行环境交互 314

9．1与用户互动 315

9．1．1运行Java程序的参数 315

9．1．2使用Scanner获取键盘输入 316

9．1．3使用BufferedReader获取键盘输入 318

9．2系统相关 319

9．2．1 System类 319

9．2．2 Runtime类 321

9．3常用类 322

9．3．1 Object类 322

9．3．2 String、StringBuffer和StringBuilder类 322

9．3．3 Math类 327

9．3．4 Random类 328

9．3．5 BigDecimal类 330

9．4处理日期的类 333

9．4．1 Date类 333

9．4．2 Calendar类 334

9．4．3 TimeZone类 337

9．5正则表达式 338

9．5．1创建正则表达式 338

9．5．2使用正则表达式 341

9．6程序国际化 345

9．6．1 Java国际化的思路 346

9．6．2 Java支持的语言和国家 346

9．6．3完成程序国际化 347

9．6．4使用MessageFormat处理包含占位符的字符串 349

9．6．5使用类文件代替资源文件 350

9．6．6使用NumberFormat格式化数字 350

9．6．7使用DateFormat格式化日期 352

9．7本章小结 355

本章练习 355

第10章 异常处理 356

10．1异常概述 357

10．2异常处理机制 358

10．2．1使用try…catch捕获异常 359

10．2．2异常类的继承体系 360

10．2．3访问异常信息 363

10．2．4使用finally回收资源 364

10．2．5异常处理的嵌套 367

10．3 Checked异常和Runtime异常体系 367

10．3．1使用throws声明抛出异常 367

10．4使用throw抛出异常 369

10．4．1抛出异常 369

10．4．2自定义异常类 371

10．4．3 catch和throw同时使用 372

10．4．4异常链 373

10．5 Java的异常跟踪栈 374

10．6异常处理规则 377

10．6．1不要过度使用异常 377

10．6．2不要使用过于庞大的try块 3

10．6．3避免使用Catch All语句 378

10．6．4不要忽略捕获到的异常 379

10．7本章小结 379

本章练习 379

第11章 AWT编程 380

11．1 GUI（图形用户界面）和AWT 381

11．2 AWT容器 382

11．3布局管理器 385

11．3．1 FlowLayout布局管理器 386

11．3．2 BorderLayout布局管理器 387

学生提问 BorderLayout最多只能放置5个组件吗？那它还有什么作用？ 388

11．3．3 GridLayout布局管理器 389

11．3．4 GridBagLayout布局管理器 390

11．3．5 CardLayout布局管理器 393

11．3．6绝对定位 395

11．3．7 BoxLayout布局管理器 396

学生提问 图11．15和图11．16显示的所有按钮都紧挨在一起，如果希望像FlowLayout、GridLayout等布局管理器指定组件的间距该怎么办？ 397

11．4 AWT常用组件 398

11．4．1基本组件 398

11．4．2对话框 400

11．5事件处理 403

11．5．1 Java事件模型的流程 403

11．5．2事件和事件监听器 405

11．5．3事件适配器 409

11．5．4事件监听器的实现形式 410

11．6 AWT的菜单 413

11．6．1菜单条、菜单和菜单项 413

11．6．2右键菜单 416

学生提问 为什么即使我没有给多行文本域编写右键菜单，但当我在多行文本域上单击右键时一样会弹出右键菜单？ 418

11．7在AWT中绘图 418

11．7．1画图的实现原理 418

11．7．2使用Graphics类 419

11．8处理位图 424

11．8．1 Image抽象类和BufferedImage实现类 424

11．8．2使用ImageIO输入／输出位图 427

11．9剪贴板 432

11．9．1数据传递的类和接口 432

11．9．2传递文本 432

11．9．3使用系统剪贴板传递图像 434

11．9．4使用本地剪贴板来传递对象引用 439

11．9．5通过系统剪贴板传递Java对象 442

11．10本章小结 445

本章练习 445

第12章 Swing编程 446

12．1 Swing概述 447

12．2 Swing基本组件的用法 448

12．2．1 Swing组件层次 448

12．2．2 AWT组件的Swing实现 449

学生提问 为什么单击Swing多行文本域时不是弹出像AWT多行文本域中的右键菜单？ 455

12．2．3使用JToolBar创建工具条 458

12．2．4使用JColorChooser和JFileChooser 461

12．2．5使用JOptionPane 469

12．3 Swing中的特殊容器 475

12．3．1使用JSplitPane 475

12．3．2使用JTabbedPane 477

12．3．3使用JLayeredPane、JDesktopPane和JInternalFrame 481

12．4 Swing拖放功能 490

12．4．1拖放目标 491

12．4．2拖放源 494

12．4．3简化的拖放操作 495

12．5 Applet和JApplet 497

12．5．1．Applet简介及其安全性 498

12．5．2开发Applet类 498

12．5．3使用HTML页面装载Applet 500

12．5．4 appletviewer简介 502

12．5．5 Applet的生命周期和动画机制 503

学生提问 程序中重写paint方法时绘制了一个字符串，但图12．28上则绘制出了如此之多的字符串，这是为什么呢？ 505

12．5．6使用Applet创建音乐播放器 505

12．6使用JProgressBar、ProgressMonitor和BoundedRangeModel创建进度条 508

12．6．1创建进度条 508

12．6．2创建进度对话框 512

12．7使用JSlider和BoundedRangeModel创建滑动条 513

12．8使用JSpinner和SpinnerModel创建微调控制器 517

12．9使用JList、JComboBox创建列表框 520

12．9．1简单列表框 520

12．9．2不强制存储列表项的ListModel和ComboBoxModel 524

12．9．3强制存储列表项的DefaultListModel和DefaultComboBoxModel 528

学生提问 为什么JComboBox提供了添加、删除列表项目的方法？而JList没有提供添加、删除列表项的方法呢？ 530

12．9．4使用ListCellRenderer改变列表项外观 530

12．10使用JTree和TreeModel创建树 532

12．10．1创建树 533

12．10．2拖动、编辑树节点 536

12．10．3监听节点事件 540

12．10．4使用TreeCellRendering改变节点外观 542

12．11使用JTable和TableModel创建表格 549

12．11．1创建JTable 549

学生提问 我们指定的表格数据、表格列标题都是Object类型的数组，JTable如何显示这些Object对象？ 550

12．11．2 TableModel和监听器 555

12．11．3 TableColumnModel和监听器 561

12．11．4实现排序 564

12．11．5绘制单元格内容 567

12．11．6编辑单元格内容 570

12．12使用JFormattedTextField和JTextPane创建格式文本 576

12．12．1监听Document的改变 576

12．12．2使用JPasswordField 578

12．12．3使用JFormattedTextField 579

12．12．4使用JEditorPane 588

12．12．5使用JTextPane 588

12．13本章小结 595

本章练习 595

第13章 JDBC编程 596

13．1 JDBC基础 597

13．1．1 JDBC简介 597

13．1．2 JDBC驱动程序类型 598

13．2 SQL语法介绍 599

13．2．1安装数据库 599

13．2．2关系数据库基本概念和MySQL基本命令 601

13．2．3 SQL语句基础 603

13．2．4 DDL语句 604

13．2．5 DML语句语法 618

13．2．6 select语句和SQL函数 620

13．2．7分组和组函数 627

13．2．8多表连接查询和子查询 629

13．3 JDBC的典型用法 635

13．3．1 JDBC常用接口和类简介 635

13．3．2 JDBC编程步骤 637

学生提问 前面给出的仅是MySQL和Oracle两种数据库的驱动，我看不出驱动类字符串有什么规律啊。如果我希望使用其他数据库，我怎么找到其他数据库的驱动类呢？ 637

13．4执行SQL语句的方式 639

13．4．1使用executeUpdate执行DDL和DML语句 640

13．4．2使用execute方法执行SQL语句 642

13．4．3使用PreparedStatement执行SQL语句 644

13．4．4使用CallableStatement调用存储过程 650

13．5管理结果集 652

13．5．1可滚动、可更新的结果集 652

13．5．2处理Blob类型数据 654

13．5．3使用ResultSetMetaData分析结果集 660

13．6事务处理 663

13．6．1事务的概念和MySQL事务支持 663

13．6．2 JDBC的事务支持 665

13．6．3批量更新 667

13．7分析数据库信息 668

13．7．1使用DatabaseMetaData分析数据库信息 668

13．7．2使用系统表分析数据库信息 670

13．7．3选择合适的分析方式 671

13．8使用连接池管理连接 671

13．9本章小结 673

本章练习 673

第14章 Annotation（注释） 674

14．1基本Annotation 675

14．1．1限定重写父类方法：@Override 675

14．1．2标示已过时：@Deprecated 676

14．1．3抑制编译器警告：@SuppressWarnings 677

14．2自定义Annotation 677

14．2．1定义Annotation 677

14．2．2提取Annotation的信息 679

14．2．3使用Annotation的例子 680

14．3 JDK的元Annotation 685

14．3．1使用＠Retention 685

14．3．2使用＠Target 686

14．3．3使用＠Documented 686

14．3．4使用＠Inherited 687

14．4使用APT处理Annotation 688

14．5本章小结 693

第15章 输入／输出 694

15．1 File类 695

15．1．1访问文件和目录 695

15．1．2文件过滤器 697

15．2理解Java的IO流 698

15．2．1流的分类 698

15．2．2流的概念模型 699

15．3字节流和字符流 700

15．3．1 InputStream和Reader 700

15．3．2 OutputStream和Writer 703

15．4输入／输出流体系 705

15．4．1处理流的用法 705

15．4．2输入／输出流体系 706

15．4．3转换流 708

学生提问 怎么没有把字符流转换成字节流的转换流呢？ 708

15．4．4推回输入流 710

15．5重定向标准输入／输出 711

15．6 Java虚拟机读写其他进程的数据 713

15．7 RandomAccessFile 716

15．8对象序列化 720

15．8．1序列化的含义和意义 720

15．8．2使用对象流实现序列化 720

15．8．3对象引用的序列化 723

15．8．4自定义序列化 728

15．8．5另一种自定义序列化机制 733

15．8．6版本 735

15．9 Java新IO 736

15．9．1 Java新1O概述 736

15．9．2使用Buffer 737

15．9．3使用Channel 740

15．9．4编码集和Charset 743

15．9．5文件锁 745

15．10本章小结 747

本章练习 747

第16章 多线程 748

16．1线程概述 749

16．1．1线程和进程 749

16．1．2多线程的优势 750

16．2线程的创建和启动 750

16．2．1继承Thread类创建线程类 751

16．2．2实现Runnable接口创建线程类 752

16．2．3两种方式所创建线程的对比 754

16．3线程的生命周期 754

16．3．1新建和就绪状态 754

16．3．2运行和阻塞状态 755

16．3．3线程死亡 757

16．4控制线程 758

16．4．1 join线程 758

16．4．2后台线程 759

16．4．3线程睡眠：sleep 760

16．4．4线程让步：yield 761

16．4．5改变线程优先级 762

16．5线程的同步 763

16．5．1线程安全问题 764

16．5．2同步代码块 766

16．5．3同步方法 767

16．5．4释放同步监视器的锁定 769

16．5．5同步锁（Lock） 770

16．5．6死锁 772

16．6线程通信 774

16．6．1线程的协调运行 774

16．6．2使用条件变量控制协调 778

16．6．3使用管道流 780

16．7线程组和未处理的异常 782

16．8 Callable和Future 785

16．9线程池 787

16．10线程相关类 789

16．10．1 ThreadLocal类 789

16．10．2包装线程不安全的集合 791

16．10．3线程安全的集合类 792

16．11本章小结 792

第17章 网络编程 793

17．1网络编程的基础知识 794

17．1．1网络基础知识 794

17．1．2 IP地址和端口号 795

17．2 Java的基本网络支持 796

17．2．1使用InetAddress 796

17．2．2使用URLDecoder和URLEncoder 797

17．2．3使用URL和URLConnection 798

17．3基于TCP协议的网络编程 805

17．3．1 TCP协议基础 806

17．3．2使用ServletSocket创建TCP服务器端 806

17．3．3使用Socket进行通信 807

17．3．4加入多线程 810

17．3．5记录用户信息 813

17．3．6使用NIO实现非阻塞Socket通信 823

17．4基于UDP协议的网络编程 829

17．4．1 UDP协议基础 829

17．4．2使用DatagramSocket发送、接收数据 829

17．4．3使用MulticastSocket实现多点广播 834

17．5使用代理服务器 845

17．5．1直接使用Proxy创建连接 846

17．5．2使用ProxySelector选择代理服务器 847

17．6本章小结 849

本章练习 849

第18章 类加载和反射 850

18．1类的加载、连接和初始化 851

18．1．1 JVM和类 851

18．1．2类的加载 852

18．1．3类的连接 853

18．1．4类的初始化 853

18．1．5类初始化的时机 854

18．2类加载器 855

18．2．1类加载器简介 856

18．2．2类加载机制 857

18．2．3创建并使用自定义的类加载器 858

18．2．4 URLClassLoader类 862

18．3通过反射查看类信息 863

18．3．1获得Class对象 863

18．3．2从Class中获取信息 864

18．4使用反射生成并操作对象 868

18．4．1创建对象 868

18．4．2调用方法 870

18．4．3访问属性值 873

18．4．4操作数组 874

18．5使用反射生成JDK动态代理 875

18．5．1使用Proxy和InvocationHandler创建动态代理 876

18．5．2动态代理和AOP 878

18．6反射和泛型 882

18．6．1泛型和Class类 882

18．6．2使用反射来获取泛型信息 884

18．7本章小结 885

本章练习 886

上善若水——兼谈我的创作理念 887