Java程式設計（第4版）

成書過程

該教材是作者針對Java語言的教學目的，結合中國國內教學的特點，根據教學實踐與科技開發的經驗編寫的。

該教材在第三版的基礎上，做了一些調整。修改的內容主要集中在以下五方面：（1）根據實際情況，重新編寫了JDK的安裝過程部分。（2）調整了第5章的內容。（3）完善了異常的介紹。（4）增加了Java高級特性介紹。（5）修正了一些錯誤和不當之處。該教材在編寫過程中，得到了南開大學信息技術科學學院盧桂章、陳有祺、劉璟、周玉龍、朱耀庭等教授的指導。

該教材於2017年08月01日由清華大學出版社出版。

內容簡介

全書共有13章，介紹了Java語言的基本概念和編程方法，並介紹了Java語言的高級特性。內容涉及Java語言的基本語法、數據類型、類、異常、界面設計、小應用程式、I/O數據流、執行緒及網路功能等，基本覆蓋了Java語言的大部分技術，是進一步使用Java語言進行技術開發的基礎。該書各章末都附有習題，可配合授課選用。

教材目錄

概述

1.1什麼是Java語言 1

1.1.1Java語言的特點 1

1.1.2Java的三層架構 3

1.1.3Java語言的目標 4

1.1.4Java虛擬機 4

1.1.5垃圾收集 5

1.1.6代碼安全 5

1.2一個基本的Java應用程式 8

1.2.1開發環境的安裝 8

1.2.2Java應用程式 11

1.3程式的編譯和運行 13

1.3.1編譯 13

1.3.2運行 13

1.4常見錯誤 14

1.4.1編譯時錯誤 14

1.4.2運行時錯誤 15

1.5使用Java核心API文檔 16

習題 19

標識符和數據類型

2.1Java的基本語法單位 20

2.1.1空白、注釋及語句 20

2.1.2關鍵字 22

2.1.3標識符 23

2.2Java編碼體例 23

2.3Java的基本數據類型 24

2.3.1基本數據類型 24

2.3.2類型轉換 27

2.3.3變數、說明和賦值 27

2.4複合數據類型 29

2.4.1概述 29

2.4.2複合數據類型 30

2.5類和對象的初步介紹 30

2.5.1Java中的面向對象技術 30

2.5.2Java中的類定義 32

2.5.3Java中與OOP有關的關鍵字 33

2.5.4類定義示例 36

2.5.5創建一個對象 38

2.5.6引用變數的賦值 41

2.5.7默認初始化和null引用值 41

2.5.8術語概述 42

習題 43

表達式和流程控制語句

3.1表達式 45

3.1.1運算元 45

3.1.2運算符 49

3.1.3表達式的提升和轉換 53

3.1.4數學函式 53

3.2流控制 54

3.2.1表達式語句 54

3.2.2塊 55

3.2.3分支語句 55

3.2.4循環語句 61

3.2.5break與continue語句 63

3.2.6注釋語句 65

3.3簡單的輸入輸出 66

習題 69

數組、向量和字元串

4.1數組 72

4.1.1數組說明 72

4.1.2創建數組 73

4.1.3數組邊界 76

4.1.4數組元素的引用 76

4.1.5多維數組 78

4.1.6數組複製 83

4.2Vector類 83

4.2.1概述 84

4.2.2Vector類的構造方法 84

4.2.3Vector類對象的操作 85

4.2.4Vector類中的其他方法 87

4.2.5Vector類的使用舉例 87

4.3字元串類型 89

4.3.1字元串簡述 89

4.3.2字元串說明及初始化 89

4.3.3字元串處理 90

4.3.4幾個特殊處理 91

習題 93

進一步討論對象和類

5.1抽象數據類型 96

5.1.1概述 96

5.1.2定義方法 97

5.1.3按值傳送 100

5.1.4重載方法名 102

5.2對象的構造和初始化 103

5.2.1顯式成員初始化 103

5.2.2構造方法 103

5.2.3默認的構造方法 105

5.2.4構造方法重載 106

5.2.5finalize()方法 106

5.2.6this引用 107

5.3子類 107

5.3.1is-a關係 108

5.3.2extends關鍵字 109

5.3.3單重繼承 110

5.3.4轉換對象 112

5.3.5方法自變數和異類集合 114

5.4方法重寫 115

5.4.1方法重寫示例 115

5.4.2套用重寫的規則 119

5.4.3父類構造方法調用 120

5.5多態 121

5.6Java包 122

5.6.1Java包的概念 123

5.6.2import語句 123

5.6.3目錄層次關係及CLASSPATH環境變數 125

5.6.4訪問許可權與數據隱藏 126

5.6.5封裝 128

5.7類成員 128

5.7.1類變數 128

5.7.2類方法 131

5.8關鍵字final 132

5.8.1終極類 133

5.8.2終極方法 133

5.8.3終極變數 134

5.9抽象類 135

5.10接口 137

5.10.1接口的定義 138

5.10.2接口的實現 138

5.11內部類 142

5.11.1內部類的概念 142

5.11.2匿名類 144

5.11.3內部類的工作方式 145

5.12包裝類 145

習題 147

Java語言中的異常

6.1異常 149

6.1.1引出異常 149

6.1.2異常的概念 151

6.1.3異常分類 152

6.2異常處理 154

6.2.1try-catch塊 154

6.2.2再討論前面的示例 157

6.2.3公共異常 157

6.3拋出異常 159

6.4創建自己的異常 160

習題 162

Java語言的高級特性

7.1泛型 163

7.1.1泛型數據類型 163

7.1.2接口中的泛型 163

7.1.3泛型類 164

7.1.4泛型方法 166

7.2疊代器 167

7.2.1疊代器的基本概念 167

7.2.2接口Iterator 167

7.2.3接口Iterable 169

7.2.4使用疊代器示例 169

7.2.5Iterable和for-each循環 173

7.3克隆 173

習題 181

Java的圖形用戶界面設計

8.1AWT與Swing 183

8.2容器 184

8.2.1頂層容器 184

8.2.2使用JFrame創建一個應用程式 185

8.2.3內容窗格 186

8.2.4面板 187

8.3布局 188

8.3.1一個簡單的例子 188

8.3.2FlowLayout布局管理器 190

8.3.3BorderLayout布局管理器 192

8.3.4GridLayout布局管理器 194

8.3.5CardLayout布局管理器 195

8.3.6BoxLayout布局管理器 198

8.3.7其他布局管理器 202

8.4事件處理 204

8.4.1事件處理模型 204

8.4.2事件的種類 206

8.4.3一個較複雜示例 208

8.4.4多監聽程式 210

8.4.5事件適配器 211

習題 212

Swing組件

9.1按鈕 214

9.1.1普通按鈕 214

9.1.2切換按鈕、複選按鈕及單選按鈕 219

9.2標籤 225

9.3組合框 227

9.4列表 230

9.5文本組件 236

9.5.1文本域 237

9.5.2文本區 241

9.6選單組件 244

9.6.1選單欄 244

9.6.2選單 245

9.6.3選單項 245

9.6.4複選選單項和單選選單項 246

9.6.5彈出式選單 250

9.7對話框、標準對話框與檔案對話框 253

9.7.1對話框 253

9.7.2標準對話框 254

9.7.3檔案對話框 258

9.8控制組件外觀 262

9.8.1顏色 262

9.8.2字型 263

9.8.3繪圖 264

習題 268

JavaApplet

10.1編寫Applet 272

10.2Applet的方法和Applet的生命周期 274

10.3Applet的運行 275

10.3.1用於顯示Applet的方法 275

10.3.2appletviewer 277

10.3.3HTML與<applet>標記 277

10.3.4Applet參數的讀取 279

10.3.5Applet與URL 281

10.4在Applet中的多媒體處理 281

10.4.1在Applet中顯示圖像 281

10.4.2在Applet中播放聲音 282

10.5Applet的事件處理 284

10.6Applet與普通應用程式的結合 285

習題 287

Java數據流

11.1數據流的基本概念 288

11.1.1輸入數據流 289

11.1.2輸出數據流 290

11.2基本位元組數據流類 291

11.2.1檔案數據流 291

11.2.2過濾流 293

11.2.3管道數據流 295

11.2.4對象流 296

11.2.5可持久化 297

11.3基本字元流 300

11.3.1讀者和寫者 300

11.3.2緩衝區讀者和緩衝區寫者 302

11.4檔案的處理 306

11.4.1File類 306

11.4.2隨機訪問檔案 308

習題 309

執行緒

12.1執行緒和多執行緒 311

12.1.1執行緒的概念 311

12.1.2執行緒的結構 312

12.2執行緒的狀態 313

12.3創建執行緒 314

12.3.1創建執行緒的方法一——繼承Thread類 315

12.3.2創建執行緒的方法二——實現Runnable接口 317

12.3.3關於兩種創建執行緒方法的討論 319

12.4執行緒的啟動 320

12.5執行緒的調度 321

12.6執行緒的基本控制 322

12.6.1結束執行緒 322

12.6.2檢查執行緒 323

12.6.3掛起執行緒 323

12.7同步問題 324

12.7.1執行緒間的通信 324

12.7.2執行緒間的資源互斥共享 326

12.7.3對象的鎖定標誌 327

12.7.4同步方法 329

12.8死鎖 330

12.9執行緒互動——wait()和notify() 332

12.9.1問題的提出 332

12.9.2解決方法 332

12.9.3守護執行緒 334

12.9.4綜合套用 335

習題 340

Java的網路功能

13.1概述 342

13.2使用InetAddress 344

13.3統一資源定位器 345

13.3.1URL的概念 345

13.3.2URL的構造方法 346

13.3.3與URL相關的異常 347

13.3.4獲取URL對象屬性 347

13.3.5讀入URL數據 349

13.4Socket接口 352

13.4.1Socket的基本概念 353

13.4.2Socket通信的基本步驟 354

13.4.3Socket通信的程式設計 354

13.5Java編程綜合實例 356

習題 364

參考文獻 365

教學資源

配套教材

該教材有配套教材《Java程式設計題解與上機指導（第四版）》。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《Java程式設計題解與上機指導（第四版）》	9787302478263	清華大學出版社	2017.09.01	辛運幃、饒一梅

課程資源

該教材提供有課堂教學使用的PPT課件。

教材特色

（1）根據21世紀的需要，重新確定該書的內容，以符合計算機科學技術的發展和教學改革的要求。

（3）符合初學者的特點。該書針對初學者的特點，以套用為目的，以套用為出發點。該書的作者是在第一線從事高校計算機基礎教育的教師，對學生的基礎、特點和認識規律有研究，在教學實踐中積累了經驗。在教材的寫法上，既注意概念的嚴謹和清晰，注意採用讀者容易理解的方法闡明看似深奧難懂的問題。

（4）採用多樣化的形式。除了教材這一基本形式外，還配有習題解答和上機指導，並提供電子教案。

作者簡介

辛運幃，女，博士，教授。南開大學計算機與控制工程學院計算機與信息安全系教授。從事程式語言設計、數據結構與算法等方向的教學和科研工作，主講數據結構與算法、形式語言與自動機、計算方法等課程。已出版《Java語言程式設計》《數據結構》《離散數學》等相關教材。

饒一梅，南開大學人工智慧學院自動化與智慧型科學系副教授。