Java編程基礎案例與實踐教程

刘德山，辽宁师范大学计算机与信息技术学院教授，计算机科学与技术（师范）国家特色专业建设点负责人，全国高等院校计算机基础教育研究会理事，辽宁省计算机基础教育学会常务理事、副理事长。长期从事智能信息处理、软件工程、数据库技术、计算机辅助教学等方向研究。在网络及Web编程方向先后讲授Java程序设计、网站设计基础、Web程序设计等课程。获批辽宁省优秀教学成果奖2项，主编教材多部。其中，人民邮电出版社出版的教材《Visual FoxPro数据库技术及应用（第2版）》获批辽宁省普通高等学校精品教材，在清华大学出版社出版的《C++STL基础及应用》获批“十二五”普通高等教育本科国家规划教材。

 

李硕，大连交通大学信息学院软件工程教研室主任，中国计算机学会专业会员，教育部华为智能基座程序设计课程虚拟教研室成员。荣获辽宁省科学技术进步奖三等奖。全国蓝桥杯竞赛国赛省赛优秀指导教师。

崔晓松，辽宁师范大学计算机与信息技术学院教师，曾主编《HTML+CSS+JavaScript网站开发实用技术》《Java程序设计》《大学计算机基础》等教材，研究方向集中在软件开发、信息技术教育。

目錄

任務1 認識Java語言 1

1.1 Java語言簡介 2

1.1.1 Java語言的產生 2

1.1.2 Java語言的版本 3

1.1.3 Java語言的特點 3

1.2 Java開發運行環境 4

1.2.1 JDK的下載和安裝 4

1.2.2 配置環境變量 6

1.3 編寫和運行Java程序 9

1.3.1 第 一個Java程序 10

1.3.2 Java程序的執行過程 11

1.3.3 輸出和輸入語句 12

1.4 集成開發環境IntelliJ IDEA 13

1.4.1 下載和安裝IntelliJ IDEA 13

1.4.2 創建項目和文件 14

1.5 學生信息管理項目介紹 16

習題1 17

 

任務2 掌握Java基礎語法 18

2.1 數據類型、常量與變量 19

2.1.1 數據類型 19

2.1.2 標識符和關鍵字 20

2.1.3 常量和變量 21

2.2 運算符和表達式 23

2.2.1 算術運算符 23

2.2.2 關系運算符 24

2.2.3 邏輯運算符 24

2.2.4 位運算符 25

2.2.5 賦值運算符 25

2.2.6 其他運算符 26

2.2.7 運算符的優先級 27

2.2.8 數據類型轉換 27

2.3 流程控制語句 28

2.3.1 程序的基本流程 29

2.3.2 分支結構 29

2.3.3 循環結構 31

2.3.4 跳轉語句 34

2.4 程序註釋與編碼規範 35

2.4.1 程序註釋 35

2.4.2 編碼規範 35

2.5 項目實踐 36

習題2 38

 

任務3 用類與對象實現抽象與封裝 40

3.1 面向對象的基本思想 41

3.1.1 面向對象編程的概念 41

3.1.2 面向對象編程的特點 42

3.2 類的定義 43

3.2.1 類的結構 43

3.2.2 成員變量 43

3.2.3 成員方法 43

3.3 創建和使用對象 44

3.3.1 創建對象 44

3.3.2 訪問對象成員 45

3.3.3 引用數據類型 45

3.3.4 方法的重載 46

3.4 構造方法 48

3.4.1 構造方法的特徵 48

3.4.2 默認構造方法 48

3.4.3 構造方法的重載 49

3.5 this關鍵字 50

3.5.1 this訪問類中的成員變量 50

3.5.2 this調用類的成員方法 50

3.5.3 this調用本類構造方法 51

3.6 static關鍵字 52

3.6.1 靜態變量 52

3.6.2 靜態方法 53

3.6.3 靜態代碼塊 54

3.7 封裝 55

3.8 項目實踐 56

習題3 58

 

任務4 面向對象的繼承性與多態性 60

4.1 創建和導入包 61

4.1.1 package語句 61

4.1.2 import語句 62

4.2 訪問控制權限 62

4.2.1 類成員的訪問權限 62

4.2.2 類的訪問權限 64

4.3 類的繼承 65

4.3.1 繼承的概念 65

4.3.2 繼承中的權限控制 66

4.3.3 子類對象構造過程 67

4.3.4 方法的重寫 68

4.3.5 super關鍵字 69

4.4 多態 72

4.4.1 編譯時多態 72

4.4.2 運行時多態 73

4.4.3 對象的類型轉換 74

4.4.4 instanceof運算符 75

4.5 final關鍵字 76

4.6 項目實踐 77

習題4 78

 

任務5 應用抽象類與接口編程 81

5.1 抽象類 82

5.2 接口 84

5.2.1 接口的定義 84

5.2.2 接口的實現 85

5.2.3 接口的繼承 86

5.2.4 普通類、抽象類、接口關系 87

5.3 內部類 88

5.3.1 內部類定義 88

5.3.2 成員內部類 88

5.3.3 方法內部類* 89

5.3.4 靜態內部類* 90

5.4 匿名類 91

5.4.1 匿名類定義 91

5.4.2 匿名類應用 92

5.5 項目實踐 94

習題5 95

 

任務6 掌握數組與Java的常用類 97

6.1 數組 98

6.1.1 一維數組 98

6.1.2 二維數組 100

6.2 Java基礎類庫 103

6.3 Object類 104

6.4 字符串類 107

6.4.1 String類 107

6.4.2 StringBuffer類 110

6.4.3 StringTokenizer類 111

6.5 Math類 113

6.6 Random類 114

6.7 包裝類 115

6.8 項目實踐 116

習題6 119

 

任務7 學習與應用集合框架 122

7.1 集合框架與Collection 接口 123

7.1.1 集合框架 123

7.1.2 Collection接口 124

7.2 List接口及子類實現 125

7.2.1 List接口 125

7.2.2 List接口的子類實現 125

7.2.3 集合的遍歷 127

7.3 Set接口及子類實現 129

7.3.1 Set接口 129

7.3.2 Set接口的子類實現 129

7.4 Map接口及子類實現 131

7.5 泛型 133

7.5.1 泛型類 133

7.5.2 集合框架中泛型的應用 134

7.6 Collections類和Arrays類 135

7.6.1 Collections類 135

7.6.2 Arrays類 137

7.7 項目實踐 140

習題7 144

 

任務8 Java的異常處理 146

8.1 異常處理概述 147

8.1.1 異常的概念 147

8.1.2 異常類的層次 148

8.2 異常處理機制 149

8.2.1 try-catch-finally語句 149

8.2.2 throws語句 151

8.2.3 throw語句 152

8.3 用戶自定義異常 153

8.4 項目實踐 154

習題8 156

 

任務9 輸入輸出及文件操作 159

9.1 輸入輸出概述 161

9.1.1 流的層次 161

9.1.2 流的分類 162

9.2 字節流類 163

9.2.1 InputStream和OutputStream 163

9.2.2 FileInputStream和FileOutputstream 163

9.2.3 BufferedInputStream和BufferedOutputStream 166

9.2.4 DataInputStream和DataOutputStream* 167

9.3 字符流類 168

9.3.1 Reader和Writer 168

9.3.2 FileReader和FileWriter 169

9.3.3 BufferedReader和BufferedWriter 170

9.3.4 PrintWriter 170

9.4 File類 171

9.4.1 File類的方法 171

9.4.2 File類的應用 172

9.5 項目實踐 174

習題9 177

 

任務10 使用圖形用戶界面編程 178

10.1 圖形用戶界面概述 179

10.1.1 AWT包與Swing包 179

10.1.2 Swing組件的層次關系 179

10.2 常用容器與組件 180

10.2.1 JFrame 180

10.2.2 JPanel 182

10.2.3 JButton 182

10.2.4 JLabel 182

10.2.5 JTextField 182

10.2.6 JTextArea 183

10.3 佈局管理器 184

10.3.1 流佈局 184

10.3.2 邊界佈局 185

10.3.3 網格佈局 186

10.3.4 盒式佈局 187

10.3.5 界面示例 188

10.4 事件處理 190

10.4.1 事件處理機制 190

10.4.2 事件處理的類和接口 190

10.4.3 事件響應的實現 191

10.4.4 事件監聽的過程 192

10.5 其它組件 194

10.5.1 JRadioButton 194

10.5.2 JList 196

10.5.3 JTable 198

10.5.4 菜單組件 199

10.6 對話框 200

10.7 項目實踐 202

習題10 207

 

任務11 Java的數據庫編程 209

11.1 數據庫的基礎知識 210

11.1.1 數據庫的概念 210

11.1.2 MySQL數據庫 211

11.2 SQL語言 214

11.2.1 創建和刪除表 214

11.2.2 向表中插入數據 216

11.2.3 修改表中的數據 216

11.2.4 刪除表中的數據 216

11.2.5 查詢數據 216

11.3 使用JDBC訪問數據庫 217

11.3.1 JDBC概念 217

11.3.2 訪問數據庫的步驟 218

11.3.3 JDBC API 219

11.3.4 Java的JDBC編程 221

11.4 項目實踐 225

習題11 231

 

任務12 學生信息管理項目的實現 232

12.1 項目的分析與設計 233

12.1.1 項目功能分析 233

12.1.2 項目結構設計 233

12.1.3 數據庫設計 234

12.1.4 項目中的類及函數 234

12.2 學生信息類的實現 235

12.3 登錄功能的實現 236

12.3.1 登錄功能描述 236

12.3.2 登錄窗口的實現 236

12.3.3 登錄過程的實現 238

12.4 信息管理模塊的實現 239

12.4.1 實現添加信息功能 239

12.4.2 實現刪除信息功能 241

12.4.3 實現顯示信息功能 242

12.5 數據備份模塊的實現 244

12.5.1 實現數據導入功能 244

12.5.2 實現數據導出功能 245

習題12 247

 

任務13 高並發基礎與案例 249

13.1 高並發概述 250

13.2 系統分析與大型互聯網架構設計 250

13.2.1 系統分析原則 251

13.2.2 系統設計要點 255

13.2.3 大型系統的演進 260

13.2.4 大型系統架構設計 262

13.3 高並發相關JVM與JDK新特性案例講解 266

13.3.1 JVM核心概念及JVM對高並發的支持 266

13.3.2 Java對同步機制的解決方案及案例解析 270