Java程序設計與實踐（微課版）

鄭如濱 常年講授《數據結構》、《Java語言程序設計》、《Python語言程序設計》課程。主持建設了福建省《Java語言程序設計》精品在線在線課程。《Java語言程序設計》雨課件榮獲教育部在線教育研究中心2019年智慧教學課件“雨課件”稱號。

Java基礎

 

第1章　緒論　1

1.1　Java的應用、開發生態與發展

歷史　1

1.1.1　Java的應用　1

1.1.2　Java的開發生態　3

1.1.3　Java的發展歷史　4

1.2　Java的特點與優勢　5

1.3　第一個Java程序　6

1.4　Java程序開發步驟　8

1.5　Java開發與運行環境　11

1.5.1　JVM、JRE與JDK　11

1.5.2　Java開發環境安裝　12

1.5.3　編譯與運行帶命令行參數的

Java程序　14

1.5.4　Eclipse集成開發環境　15

1.5.5　IDEA集成開發環境　20

1.6　Java編程基本規範與註釋　23

1.7　本章小結　25

1.8　習題　25

1.9　實踐任務自檢清單　27

第2章　Java基礎語法　28

2.1　變量與常量、數據類型與

運算符　28

2.1.1　變量與常量　28

2.1.2　數據類型　30

2.1.3　運算符　32

2.1.4　類型轉換　37

2.2　程序結構　39

2.2.1　if-else選擇結構　39

2.2.2　switch選擇結構　42

2.2.3　for循環結構　45

2.2.4　while循環結構　47

2.2.5　打斷循環：break、continue　49

2.2.6　循環小案例　51

2.3　存儲大量數據：數組　52

2.3.1　數組基礎　52

2.3.2　數組常見操作　54

2.3.3　多維數組　57

2.3.4　數組工具類：Arrays　59

2.4　代碼的復用：方法　60

2.4.1　方法的定義　60

2.4.2　方法的重載　62

2.4.3　方法的遞歸調用　64

2.5　引用數據類型：字符串　66

2.5.1　字符串基礎　66

2.5.2　String類的常用方法　67

2.5.3　String與StringBuilder　70

2.6　引用數據類型：包裝類　71

2.6.1　包裝類常見方法　72

2.6.2　包裝類常見屬性　73

2.6.3　包裝類對象、null與包裝類的

使用場景　73

2.7　引用數據類型：數組列表　74

2.8　案例：學生成績管理　75

2.9　本章小結　78

2.10　習題　79

2.11　實踐任務自檢清單　81

 

Java面向對象

 

第3章　類與對象　83

3.1　面向過程與面向對象　83

3.2　面向對象入門　84

3.2.1　基本概念　84

3.2.2　類與對象　86

3.2.3　根據需要定義類　86

3.2.4　命名規範　86

3.3　指向對象的引用　87

3.3.1　引用數據類型變量與引用　87

3.3.2　null引用　87

3.3.3　對象的相等性比較　89

3.3.4　引用數據類型變量作為方法

參數　89

3.4　使用類進行面向對象程序設計與

封裝　91

3.4.1　使用類進行面向對象程序

設計　91

3.4.2　封裝　93

3.4.3　setter/getter方法與this　94

3.5　對象的創建與初始化　95

3.5.1　對象的初始化　95

3.5.2　使用構造方法來初始化對象　96

3.5.3　private構造方法：不允許

創建對象　98

3.5.4　使用初始化塊初始化對象　98

3.5.5　對象銷毀與垃圾收集　99

3.6　使用static修飾屬性、方法與

初始化塊　100

3.7　final　103

3.7.1　使用final修飾變量與屬性　103

3.7.2　final的使用時機與常量命名

規範　104

3.8　使用包管理類　104

3.8.1　包與模塊系統概述　105

3.8.2　使用包中的類　105

3.8.3　創建包與包的命名　107

3.8.4　類路徑、JAR文件與項目

構建　107

3.9　案例：識別購物車問題中的類　109

3.10　Java類庫代碼分析與使用：

　Math類、String類與包裝類　113

3.10.1　Math類　113

3.10.2　String類　114

3.10.3　包裝類（以Integer類

　為例）　115

3.11　本章小結　117

3.12　習題　117

3.13　實踐任務自檢清單　120

第4章　繼承與多態　121

4.1　代碼復用　121

4.2　繼承基本概念　122

4.2.1　父類、子類、繼承與is-a

關系　122

4.2.2　所有類的父類：Object　125

4.2.3　覆蓋：子類對父類方法的

繼承與改造　127

4.2.4　屬性的隱藏與訪問：使用

super關鍵字　130

4.2.5　使用super調用父類構造

方法　131

4.3　繼承與多態　132

4.3.1　向上轉型與動態綁定　132

4.3.2　多態性與面向抽象編程　134

4.3.3　繼承與多態的總結　135

4.4　類型轉換與instanceof　136

4.4.1　子類與父類之間的類型

轉換　136

4.4.2　使用instanceof進行安全的

類型轉換　137

4.5　訪問修飾符　137

4.5.1　類級訪問修飾　138

4.5.2　成員級訪問修飾　138

4.5.3　protected與繼承　138

4.5.4　使用訪問修飾符的最佳

實踐　140

4.6　不可被修改、不可被繼承：使用

final關鍵字　141

4.6.1　使用final修飾類與方法　141

4.6.2　final與不可變類　142

4.7　抽象類及抽象方法：abstract　143

4.8　Java類庫代碼分析與使用：

Number與Random　145

4.8.1　數值相關類的父類：

Number　145

4.8.2　隨機數類：Random　146

4.9　本章小結　148

4.10　習題　149

4.11　實踐任務自檢清單　152

第5章　接口與嵌套類　153

5.1　接口基本概念　153

5.1.1　現實世界中的接口　153

5.1.2　接口及其實現類　154

5.1.3　接口的實現及其

UML類圖　155

5.1.4　接口、多態與面向接口

編程　156

5.2　接口的其他語法特性　157

5.2.1　實現多個接口　157

5.2.2　擴展接口　158

5.2.3　instanceof與接口　158

5.2.4　接口常量、靜態方法與私有

方法　159

5.2.5　接口的默認方法　159

5.3　常用接口　161

5.3.1　Comparable接口：讓排序

代碼更加通用　161

5.3.2　Comparator接口：讓排序

更加靈活　164

5.3.3　Cloneable接口：用於對象

克隆的標記接口　165

5.4　接口與抽象類的區別　168

5.5　嵌套類　169

5.5.1　非靜態嵌套類　169

5.5.2　靜態嵌套類　171

5.5.3　內部類：局部類　173

5.5.4　內部類：匿名類　174

5.6　案例：改造購物車　176

5.6.1　使用接口與嵌套類改造

購物車　176

5.6.2　進階：使用DAO模式改進

商品數據存儲功能　183

5.7　本章小結　188

5.8　習題　189

5.9　實踐任務自檢清單　191

 

Java進階

 

第6章　Java集合框架　193

6.1　泛型　194

6.2　List接口：保持順序，允許重復　195

6.2.1　ArrayList集合類　196

6.2.2　使用Iterator疊代器遍歷

List　200

6.2.3　使用for-each遍歷List　201

6.3　Set接口：保持唯一，高效去重　201

6.3.1　HashSet與hasCode()、

equals()方法　202

6.3.2　TreeSet與Comparable、

Comparator接口　204

6.4　Queue接口：有序排隊，出隊

入隊　207

6.4.1　Queue接口簡介　207

6.4.2　PriorityQueue接口簡介　208

6.4.3　Deque接口簡介　208

6.5　Map接口：鍵值映射，快速

查找　209

6.6　集合工具類：Collections　211

6.7　使用Java集合框架進行面向

對象設計　213

6.8　Java流式編程簡介　215

6.8.1　Lambda表達式　215

6.8.2　Stream流式編程　217

6.9　本章小結　220

6.10　習題　221

6.11　實踐任務自檢清單　223

第7章　異常處理　224

7.1　異常基本概念　224

7.1.1　初識異常　225

7.1.2　為什麼要使用異常處理

機制　227

7.1.3　Java程序中的常見異常　227

7.2　異常繼承體系與分類　228

7.3　異常處理機制　230

7.3.1　拋出異常　230

7.3.2　聲明異常　232

7.3.3　捕獲異常　232

7.3.4　finally與資源管理　234

7.3.5　try-with-resources語法與

AutoCloseable接口　235

7.4　自定義異常　237

7.5　異常處理註意事項　239

7.6　本章小結　240

7.7　習題　240

7.8　實踐任務自檢清單　242

第8章　Java I/O流與文件操作　243

8.1　I/O流　244

8.1.1　I/O流的分類　244

8.1.2　I/O流的基本使用　245

8.1.3　在流編程中使用try-with-

resources釋放資源　246

8.2　字節流　247

8.2.1　FileInputStream　248

8.2.2　FileOutputStream　248

8.3　字符流　250

8.3.1　字符編碼　250

8.3.2　FileReader與FileWriter　251

8.3.3　轉換流　252

8.4　緩沖流　253

8.5　格式化文本處理　256

8.5.1　使用Scanner掃描格式化

文本　256

8.5.2　使用PrintWriter格式化輸出

文本　257

8.5.3　標準輸入輸出與控制臺輸入

輸出　259

8.6　處理二進制數據　261

8.6.1　數據流　261

8.6.2　對象流與序列化　262

8.6.3　組合過濾流編程模式　264

8.7　文件基本操作　265

8.7.1　File類簡介　265

8.7.2　Path接口與Paths類　266

8.7.3　使用Files類進行文件操作　266

8.8　本章小結　270

8.9　習題　271

8.10　實踐任務自檢清單　272

第9章　Java並發編程　274

9.1　並發編程基本概念　274

9.1.1　基本概念　274

9.1.2　為什麼需要並發編程　275

9.1.3　進程與線程　275

9.1.4　Java對並發編程的支持　276

9.1.5　多線程程序　277

9.2　任務與線程　278

9.2.1　任務與線程概述　278

9.2.2　Thread類與Runnable接口　278

9.2.3　Thread類及其常用方法　280

9.2.4　線程的狀態　281

9.2.5　線程調度　283

9.2.6　中斷線程　288

9.2.7　守護線程　290

9.2.8　線程優先級　291

9.3　同步：互斥訪問　292

9.3.1　資源共享帶來的問題　292

9.3.2　synchronized關鍵字　294

9.4　同步：線程間的協作　296

9.5　本章小結　300

9.6　習題　300

9.7　實踐任務自檢清單　302

 

Java應用

 

第10章　JDBC數據庫編程　303

10.1　關系數據庫與SQL基礎　303

10.1.1　關系數據庫　303

10.1.2　SQL　304

10.1.3　SQL的基本使用　305

10.1.4　MySQL數據庫的使用　308

10.1.5　MySQL數據庫中的數據

　類型　308

10.2　JDBC基礎　309

10.3　JDBC程序：數據查詢　310

10.3.1　加載驅動程序　312

10.3.2　連接數據庫：Connection　312

10.3.3　聲明與執行SQL語句：

　Statement　312

10.3.4　處理查詢結果：ResultSet　313

10.3.5　關閉連接　315

10.3.6　在項目中使用java.sql

　模塊　315

10.4　使用Statement進行增、刪、改

　操作　316

10.4.1　executeUpdate()方法　316

10.4.2　插入記錄並獲取所插入

　記錄的主鍵值　317

10.4.3　執行各種SQL語句：

　execute()方法　318

10.5　預處理：PreparedStatement　318

10.6　批量處理　320

10.7　事務處理　321

10.8　本章小結　324

10.9　習題　324

10.10　實踐任務自檢清單　326