Java程序設計教程 （任務驅動式）

靳启健，长期从事教学管理，负责建设了省级特色专业，牵头建设省级精品课程2门，指导青年教师参加山东省教师教学比赛，多次获奖，主持省级立项2项，主编出版教材3部，获得2022年山东省教学成果二等奖。

目　錄

模塊1　搭建Java開發環境與輸出文本信息程序設計　1

教學導航　1

身臨其境　1

前導知識　2

編程實戰　3

1.1　搭建Java程序開發環境　3

【任務1-1】安裝與配置JDK　3

【任務1-2】下載與安裝Apache　NetBeans IDE　5

1.2　Apache NetBeans IDE　8

【任務1-3】熟悉與使用Apache　NetBeans IDE　8

1.3　編寫與運行Java程序　15

【任務1-4】編寫Java程序並在屏幕中輸出單行文本信息　15

【任務1-4-1】使用Windows操作系統自帶的“記事本”編寫Java程序並在屏幕中輸出單行文本信息　15

【任務1-4-2】使用Apache　NetBeans IDE編寫Java程序並在屏幕中輸出單行文本信息　17

編程拓展　19

【任務1-5】編寫Java程序並在屏幕中輸出銀行賬戶金額　19

考核評價　20

歸納總結　20

模塊習題　20

模塊2　數據存儲與運算程序設計　21

教學導航　21

身臨其境　21

前導知識　22

編程實戰　24

2.1　Java的常量與變量　24

【任務2-1】計算並輸出多件商品數據　24

【任務2-1-1】計算並輸出單種商品金額　24

2.2　Java的數據類型及其轉換　28

【任務2-1-2】輸出商品數據　28

2.3　Java的運算符與表達式　33

2.3.1　算術運算符與算術表達式　33

【任務2-1-3】計算購買多件商品時的折扣金額　33

2.3.2　比較運算符與比較表達式　35

【任務2-1-4】判斷商品的庫存數量是否足夠　35

2.3.3　邏輯運算符與邏輯表達式　36

【任務2-1-5】判斷折扣率是否需要調整　36

【任務2-1-6】確定是否符合打折條件　39

2.3.4　賦值運算符與三元運算符　39

【任務2-1-7】判斷並輸出商品是否有貨　39

【任務2-1-8】實時更新商品的庫存數量　40

【任務2-1-9】計算單次購物的應付總額　42

2.4　數組的定義與使用　43

【任務2-2】應用一維數組分行輸出選購商品信息　43

【任務2-3】應用二維數組分行輸出選購商品的價格和名稱　48

編程拓展　52

【任務2-4】計算銀行存款利息　52

考核評價　53

歸納總結　53

模塊習題　53

模塊3　控制運行流程程序設計　55

教學導航　55

身臨其境　55

前導知識　56

編程實戰　56

3.1　編寫與運行包含順序結構的Java程序　56

【任務3-1】應用順序結構判斷3次輸入的密碼是否正確　56

3.2　編寫與運行包含選擇結構的Java程序　58

【任務3-2】應用選擇語句計算商品數據和判斷用戶操作類型　59

【任務3-2-1】應用if語句判斷商品的庫存數量是否足夠　59

【任務3-2-2】應用if-else語句計算不同類別商品的折扣率和優惠價格　60

【任務3-2-3】應用if-else　if語句計算不同價位商品的折扣率和優惠價格　61

【任務3-2-4】應用switch語句判斷用戶操作的類型　63

3.3　編寫與運行包含循環結構的Java程序　66

【任務3-3】應用循環語句實現用戶登錄功能　66

【任務3-3-1】應用while語句限制用戶輸入密碼的次數　66

【任務3-3-2】應用do-while語句獲取由隨機數組合的密碼　68

【任務3-4】應用循環語句實現購物車中的商品數據輸出　70

【任務3-4-1】應用for語句刪除商品名稱中多餘的空格　70

【任務3-4-2】應用for-each語句計算選購商品的總數量　72

3.4　編寫與運行包含嵌套結構的Java程序　73

【任務3-5】應用嵌套結構編寫Java程序　73

【任務3-5-1】應用for語句與if-else的嵌套結構分行輸出15種商品的價格　73

【任務3-5-2】應用多種嵌套結構有序輸出導航欄選項　74

【任務3-5-3】應用continue語句和break語句判斷用戶輸入的密碼是否正確　75

編程拓展　77

【任務3-6】編寫Java程序實現ATM的取款界面和取款功能　77

【任務3-6-1】編寫Java程序實現ATM的取款界面　77

【任務3-6-2】編寫Java程序實現ATM的取款功能　78

考核評價　79

歸納總結　79

模塊習題　79

模塊4　面向對象初級程序設計　80

教學導航　80

身臨其境　80

前導知識　81

編程實戰　82

4.1　創建類與對象　82

【任務4-1】創建商品數據類與對象　82

【任務4-1-1】定義商品信息類的完整結構　82

【任務4-1-2】定義商品信息類的成員變量　84

【任務4-1-3】定義商品信息類的成員方法　86

【任務4-1-4】定義商品信息類的構造方法　89

【任務4-1-5】創建並使用商品信息類的對象　92

4.2　探析類的繼承　96

【任務4-2】創建商品數據父類與子類　96

【任務4-2-1】定義一般父類——商品信息類　96

【任務4-2-2】定義商品信息類的子類——圖書類　102

【任務4-3】探究商品數據類及成員的訪問權限　108

4.3　探究類的多態　112

【任務4-4】探究商品數據類方法的重載與重寫　112

4.4　應用Java標準類與基本數據類型的包裝類編程　116

【任務4-5】應用Java標準類定義並使用打折商品類　116

【任務4-6】使用基本數據類型的包裝類編程　118

編程拓展　121

【任務4-7】設計銀行卡模擬系統的類並實現相關操作　121

考核評價　124

歸納總結　124

模塊習題　124

模塊5　面向對象高級程序設計　126

教學導航　126

身臨其境　126

前導知識　127

編程實戰　127

5.1　定義並使用Java的抽象類　127

【任務5-1】定義並繼承商品抽象類　127

5.2　定義並使用Java的接口　133

【任務5-2】定義並實現商品接口　133

5.3　探析Java多繼承的實現方法　137

【任務5-3】實現商品類多繼承並訪問成員方法　137

5.4　定義並使用Java的內部類　143

【任務5-4】定義並使用商品內部類　143

5.5　定義並使用Java的枚舉類　147

【任務5-5】定義並使用商品顏色枚舉類　147

5.6　探析Java的泛型　149

【任務5-6】定義泛型商品類　149

5.7　探析Java的集合　152

【任務5-7】應用ArrayList類及其方法創建手機品牌集合並遍歷輸出集合中的元素　152

5.8　應用Java的多線程技術編程　155

【任務5-8】應用Java的多線程技術模擬購物過程　155

編程拓展　160

【任務5-9】設計銀行卡模擬系統的抽象類和接口　160

考核評價　161

歸納總結　161

模塊習題　162

模塊6　文件操作程序設計　163

教學導航　163

身臨其境　163

前導知識　164

編程實戰　172

6.1　應用File類設計Java程序　172

【任務6-1】創建文件對象並輸出文件屬性信息　172

6.2　應用字節流設計Java程序　174

【任務6-2】使用FileInputStream類和FileOutputStream類實現文件復制　174

6.3　應用字符流設計Java程序　176

【任務6-3】使用FileReader類和FileWriter類實現文件復制　176

6.4　應用RandomAccessFile類設計Java程序　177

【任務6-4】應用RandomAccessFile類隨機讀寫商品數據　177

編程拓展　179

【任務6-5】編寫Java程序讀取和寫入銀行賬戶數據　179

考核評價　179

歸納總結　180

模塊習題　180

模塊7　圖形用戶界面程序設計　181

教學導航　181

身臨其境　181

前導知識　182

編程實戰　191

7.1　創建JFrame窗口並添加組件　191

【任務7-1】基於圖形用戶界面設計用戶登錄程序　191

【任務7-1-1】設計用戶登錄窗口　191

【任務7-1-2】在用戶登錄窗口中添加JLabel組件　192

【任務7-1-3】運用手動佈局方式對用戶登錄窗口中的組件進行佈局　194

7.2　事件監聽與對話框使用　196

【任務7-1-4】運用響應動作事件實現用戶登錄功能並使用對話框　196

7.3　在JFrame窗體中創建並使用菜單　200

【任務7-2】設計基於圖形用戶界面的記事本程序　200

【任務7-2-1】創建記事本主窗口　200

【任務7-2-2】創建記事本主窗口並添加菜單　201

7.4　在JFrame窗體中創建並使用快捷菜單　203

【任務7-2-3】為記事本窗口添加快捷菜單　203

7.5　在JFrame窗體中創建並使用工具欄　204

【任務7-2-4】為記事本窗體添加工具欄　204

7.6　在可視化設計環境中設計窗口並添加組件　206

【任務7-3】可視化設計用戶登錄程序　206

7.7　應用JTable組件設計Java GUI程序　208

【任務7-4】可視化設計【購物車管理】窗口　208

編程拓展　210

【任務7-5】設計創建和管理銀行賬戶窗口並實現其功能　210

【任務7-5-1】設計【創建銀行賬戶】窗口並編寫實現其功能的程序　210

【任務7-5-2】設計【銀行賬戶管理】窗口並編寫實現其功能的程序　211

【任務7-6】使用Apache　NetBeans IDE可視化編程環境設計【銀行賬戶操作】窗口並實現其功能　211

考核評價　213

歸納總結　213

模塊習題　213

模塊8　網絡通信程序設計　215

教學導航　215

身臨其境　215

前導知識　216

編程實戰　223

8.1　服務器端與客戶端套接字的創建及連接　223

【任務8-1】單客戶端與服務器的信息交互程序設計　223

【任務8-1-1】創建並連接套接字　223

8.2　基於TCP單向通信的網絡應用程序設計　227

【任務8-1-2】實現單客戶端向服務器發送字符串　227

8.3　基於TCP雙向通信的網絡應用程序設計　229

【任務8-1-3】實現單客戶端和服務器相互通信　229

8.4　基於TCP多客戶端與服務器通信的網絡應用程序設計　230

【任務8-2】通過多客戶端與服務器通信設計石頭剪子布游戲　230

8.5　基於UDP客戶端相互通信的網絡應用程序設計　232

【任務8-3】設計基於UDP的聊天程序　232

【任務8-4】設計多客戶端互相通信的聊天程序　235

編程拓展　237

【任務8-5】設計客戶端獲取並輸出服務器端文件內容的網絡應用程序　237

【任務8-6】設計從ATM取款的網絡應用程序　238

【任務8-6-1】設計從一臺ATM取款的網絡應用程序　238

【任務8-6-2】設計從多台ATM取款的網絡應用程序　239

考核評價　240

歸納總結　240

模塊習題　241

模塊9　數據庫應用程序設計　242

教學導航　242

身臨其境　242

前導知識　243

編程實戰　252

9.1　查詢數據表中的數據　252

【任務9-1】基於數據庫設計用戶類型查詢應用程序　252

【任務9-2】基於數據庫設計用戶登錄程序　254

9.2　新增數據表中的數據　256

【任務9-3】基於數據庫設計用戶註冊程序　256

9.3　修改數據表中的數據　257

【任務9-4】基於數據庫設計用戶密碼修改程序　257

編程拓展　258

【任務9-5】基於數據庫設計銀行卡模擬系統管理程序　258

考核評價　259

歸納總結　260

模塊習題　260

附錄

附錄A　Java程序設計綜合項目實訓　261

【任務A-1】在Apache　NetBeans IDE中設計記事本程序　261

【任務A-2】設計基於多層架構的商品信息管理程序　261

附錄B　Java的異常處理機制　263

附錄C　Java中常用的英文縮寫　265