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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IDE 10

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continue 156

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/O 384

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GregorianCalendar 431

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 FlowPane 475

14.10.2 Gri dPane 477

14.10.3 BorderPane 478

14.10.4 HBox和VBox 480

14.11 形状 482

14.11.1 Text 482

14.11.2 Line 484

14.11.3 Rectangle 485

14.11.4 Circle和Ellipse 487

14.11.5 Arc 488

14.11.6 Pol ygon和Polyline 491

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 PathTransition 525

15.11.2 FadeTransition 528

15.11.3 Timeline 530

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Label 543

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/O 584

17.1 引言 584

17.2 在Java中如何处理文本I/O 584

17.3 文本I/O与二进制I/O 585

17.4 二进制I/O类 587

17.4.1 FileInputStream和FileOutputStream 588

17.4.2 FilterInputStream和FilterOutputStream 590

17.4.3 DataInputStream和DataOutputStream 590

17.4.4 BufferedInputStream和BufferedOutputStream 594

17.5 示例学习：复制文件 596

17.6 对象I/O 598

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