Java程序设计（微课版）

　　党的二十大提出“科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”，作为当下的高校计算机相关专业学生，努力探索Java世界，走技能成才、技能报国之路是大家的共同目标。
　　Java是一种面向对象的计算机编程语言，具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性。Java旨在让应用程序开发人员“write once, run anywhere”，这意味着编译的Java代码可以在支持Java的所有平台上运行，而无须重新编译。
　　Java从1995年首次发布开始，就跃升到了网络编程的前沿。后续的每一个版本都进一步巩固了这一地位。如今，Java依然是开发基于Web的应用程序的最佳选择。此外，Java还是智能手机变革的推手，Android编程采用的就是Java语言。在全球云计算和大数据迅猛发展的背景下，Java更具备了显著的优势和广阔的前景，同时拥有全球最大的开发者专业社群，其在众多开发者心中的地位逐步提升。您还在等什么呢？赶紧加入Java开发者的阵营吧！
　　本活页式教材以项目为导向，以任务为驱动，按照项目、任务的划分组织学习内容，由浅入深讲解Java的相关知识点和技能点，让编程“小白”能够少走弯路，入门更加简单。
一、本书具体内容
　　全书共分为基础篇、进阶篇和高级篇。基础篇为学习任务1至学习任务7，介绍Java语言的基础语法，包括Java语言概述、Java基本语法、流程控制、数组、面向对象基础；进阶篇为学习任务8至学习任务16，介绍Java面向对象的基本方法与技术，这是Java的核心内容，具体包括封装、继承与多态、抽象类与接口、集合与泛型、异常处理、常用类、文件处理、Swing编程；高级篇为学习任务17至学习任务21，介绍Java的实际应用，包括JDBC、反射机制、多线程编程、网络编程。
二、本书特色
1．以课程思政为引领，促进全面发展
　　本教材每个学习任务单元通过“思政元素”将党的二十大精神“立德树人”“社会主义核心价值观”潜移默化地融入到教学中，如“历史思维”“遵纪守法”“时间管理”“明辨是非”“未雨绸缪”等，促进学生全面发展，使学生不仅在技能上有广度、有深度，而且在素质上有理想、有素养。
2．以学习任务为驱动，融通“岗课赛证”
　　本教材以“岗课赛证融通”为教学理念，按照学习任务的划分组织学习内容。每个学习任务通过“学习情境→学习目标→任务书→任务分组→获取信息→工作计划→进行决策→工作实施→评价考核→拓展任务→烧脑题”的模式进行教学内容设计，充分体现问题导向、任务驱动、思维拓展、以赛促学的教学思路，形成“岗课”相衔接、“证赛”搭建“岗课”桥梁相融通的高素质技术技能人才培养模式。“岗”是课程学习标准，以企业Java工程师岗位需求为目标，联合“1 X”证书培训评价组织国信蓝桥教育科技股份有限公司，进行校企双元合作开发；“课”是Java程序设计课程，以对接职业标准和工程过程的岗位核心职业能力培养；“赛”是蓝桥杯全国软件和信息技术专业人才大赛，以赛促练、以赛促学提升技能水平；“证”是“1 X”《大数据应用开发(Java)职业技能等级证书》，以职业技能等级证书评价课程学习，使学生具备企业岗位所需求的职业能力，同时为高素质“双师型”教师的技能水平和专业教学能力的提升，提供了途径。
3．以校企双元为导向，实现知行合一
　　本教材基于校企合作双元的人才培养模式，服务于企业用人需求，满足学习者职业生涯发展需求，在内容选择方面，按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动，实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。
4．以信息技术为手段，适应新形态教学
　　本教材利用信息技术，使教材资源多元化，包括源代码、参考答案、素材等，书中每个知识点还配有视频讲解，学生扫描书中二维码可观看视频讲解，解决学习疑难，随时扫除学习障碍。同时，本书还为教师准备了PPT课件、教学大纲等资源，便于教师授课。
5．以游戏场景为方法，激发学习兴趣
　　本教材通过“学习坊(知识链接)   炼丹炉(重点说明)   试炼之地(案例展示)   竞技场(课堂练习)   拓展学(知识拓展)   烧脑题(编程竞赛)”的模式，使学习趣味化，透彻分析程序开发中所需要的各方面知识。
6．以阶段项目为导向，强化学生技能
　　本教材按照基础篇、进阶篇和高级篇三个阶段进行编写，每个阶段的最后一个学习任务是综合项目，将前面的知识点进行实践强化，使之前分散的知识碎片系统化、明晰化，实现知识内化。
三、致谢
　　本教材由湖北职业技术学院王亮、李岚担任主编，肖智兵、吴小燕、纪辉进担任副主编，国际蓝桥教育科技股份有限公司郑未、李艳萍、单宝军担任参编。本书在编写过程中，得到了许多专家、学者提供的专业建议，并得到清华大学出版社多位编辑老师的帮助指导，同时也得到了国信蓝桥教育科技股份有限公司的大力支持，在此一并表示感谢。本教材中的案例图片部分源于网络、国内外相关著作，因受资料来源限制，未能标明作者，在此向各位设计者深表感谢。
　　由于编者水平有限，书中不足与疏漏之处在所难免，为进一步提高本教材质量，欢迎广大读者和专家对我们的工作提出宝贵的意见和建议！
　　
　　编  者  

源代码、素材等下载 教师资源服务 　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　

《Java程序设计（微课版）》采用“思政引领，岗课赛证融通”的五位一体的育人理念，以项目为导向，以任务为驱动，按照项目、任务的划分组织学习内容，由浅入深讲解Java的相关知识点和技能点。 全书共分为基础篇、进阶篇和高级篇。基础篇为学习任务1至学习任务7，介绍Java语言的基础语法；进阶篇为学习任务8至学习任务16，介绍Java面向对象的基本方法与技术；高级篇为学习任务17至学习任务21，介绍Java的实际应用。 《Java程序设计（微课版）》结构清晰、内容翔实、案例贴切、实践性强、图文并茂，集知识性与实践性于一体，强化知识和技能，符合高等职业教育对技能型人才的培养要求。为方便学习，本书配有微课视频、源代码、参考答案和素材等数字化学习资源，读者可扫描封底防盗码后，再扫描前言下方左侧二维码下载；针对教师，另赠精美PPT课件、教学大纲等资源，教师用户可扫描前言下方右侧二维码咨询。 《Java程序设计（微课版）》可作为高职高专院校计算机相关专业教材，也可作为职业技能等级培训的教材，还可作为Java爱好者的自学用书。

王亮，湖北职业技术学院副教授，长期从事软件技术教学工作。主讲课程有Java程序设计、Python编程开发等。主要出版著作包括《Python编程基础入门》、《物联网基础》等

基  础  篇
学习任务1  踏雪寻梅——认识Java 1
【学习情境】 1
【学习目标】 1
【任务书】 1
【任务分组】 1
【获取信息】 2
引导问题1：什么是计算机程序？ 2
引导问题2：什么是Java？ 2
引导问题3：Java有哪些应用领域？ 3
引导问题4：Java有哪些优势？ 4
引导问题5：简述Java程序的基本结构。 5
引导问题6：简述Java程序的执行过程。 6
引导问题7：简述JDK的安装与配置。 7
引导问题8：简述搭建与配置Java集成开发环境的步骤。 11
引导问题9：如何使用Eclipse开发Java程序？ 14
引导问题10：画出完成学习任务的思维导图。 16
【进行决策】 17
【工作实施】 17
引导问题11：编写任务代码。 17
引导问题12：记录在完成任务的过程中遇到的问题。 17
【评价考核】 18
【拓展任务】 18
学习任务2  千姿百态——数据类型和变量 19
【学习情境】 19
【学习目标】 19
【任务书】 19
【任务分组】 19
【获取信息】 20
引导问题1：Java有哪些数据类型？ 20
引导问题2：整数类型有哪些，有哪些表示形式？ 21
引导问题3：浮点类型有哪些，有哪些表示形式？ 22
引导问题4：字符类型占几字节？常见的转义字符有哪些？ 24
引导问题5：布尔类型有哪些值？ 24
引导问题6：什么是字符串？ 24
引导问题7：什么是变量？ 25
引导问题8：如何声明变量？ 26
引导问题9：如何给变量赋值？ 27
引导问题10：如何使用变量？ 28
引导问题11：如何输出数据？ 29
引导问题12：如何输入数据？ 31
【工作计划】 32
引导问题13：画出完成学习任务的思维导图。 32
【进行决策】 33
【工作实施】 33
引导问题14：编写任务代码。 33
引导问题15：记录在完成任务过程中遇到的问题。 33
【评价考核】 33
【拓展任务】 34
【烧脑题】 34
学习任务3  血脉之力——数据运算 35
【学习情境】 35
【学习目标】 35
【任务书】 35
【任务分组】 36
【获取信息】 36
引导问题1：什么是表达式？ 36
引导问题2：什么是赋值运算符？ 37
引导问题3：Java中的算术运算符与数学中的算术运算符有何异同？ 37
引导问题4：什么是自增运算符、自减运算符？ 39
引导问题5：如何比较两个值的大小？ 40
引导问题6：简述逻辑运算符的用法。 41
引导问题7：什么是位运算符？ 44
引导问题8：什么是条件运算符？ 47
引导问题9：简述Java运算符的优先级。 48
引导问题10：什么是自动类型转换？ 49
引导问题11：如何进行强制类型转换？ 50
引导问题12：如何使用Eclipse调试程序？ 51
引导问题13：画出完成学习任务的思维导图。 53
【进行决策】 53
【工作实施】 53
引导问题14：编写任务代码。 54
引导问题15：记录在完成任务过程中遇到的问题。 54
【评价考核】 54
【拓展任务】 55
【烧脑题】 55
学习任务4  路在何方——流程控制 57
【学习情境】 57
【学习目标】 57
【任务书】 57
【任务分组】 58
【获取信息】 58
引导问题1：Java有哪些流程控制结构？ 58
引导问题2：如何使用单分支if语句？ 59
引导问题3：什么是双分支if-else结构？ 60
引导问题4：什么是多重选择？ 62
引导问题5：简述嵌套if-else语句的用法。 63
引导问题6：如何使用switch-case语句？ 65
引导问题7：什么是while循环？ 69
引导问题8：简述do-while循环。 70
引导问题9：如何使用for循环？ 72
引导问题10：什么是跳转语句？ 75
【工作计划】 77
引导问题11：画出完成学习任务的思维导图。 77
【进行决策】 77
【工作实施】 77
引导问题12：编写任务代码。 78
引导问题13：记录在完成任务过程中遇到的问题。 78
【评价考核】 78
【拓展任务】 79
【烧脑题】 79
学习任务5  物以类聚——数组 81
【学习情境】 81
【学习目标】 81
【任务书】 81
【任务分组】 82
【获取信息】 82
引导问题1：什么是数组？ 82
引导问题2：如何声明一维数组？ 83
引导问题3：如何静态初始化一维数组？ 84
引导问题4：如何动态初始化一维数组？ 85
引导问题5：如何访问一维数组元素？ 86
引导问题6：如何对数组进行排序？ 87
引导问题7：什么是二维数组？ 91
引导问题8：如何初始化二维数组？ 91
引导问题9：如何访问二维数组元素？ 93
【工作计划】 94
引导问题10：画出完成学习任务的思维导图。 94
【进行决策】 95
【工作实施】 95
引导问题11：编写任务代码。 95
引导问题12：记录在完成任务过程中遇到的问题。 95
【评价考核】 96
【拓展任务】 96
【烧脑题】 97
学习任务6  万物皆对象——面向对象基础 99
【学习情境】 99
【学习目标】 99
【任务书】 99
【任务分组】 100
【获取信息】 100
引导问题1：什么是类？ 100
引导问题2：什么是类的属性？ 102
引导问题3：什么是类的方法？ 102
引导问题4：什么是无参数无返回值方法？ 104
引导问题5：什么是无参数有返回值方法？ 104
引导问题6：什么是有参数无返回值方法？ 105
引导问题7：什么是有参数有返回值方法？ 105
引导问题8：什么是包？ 106
引导问题9：访问修饰符有哪些？ 108
引导问题10：什么是对象？ 109
引导问题11：如何创建对象？ 109
引导问题12：如何访问对象的属性与方法？ 110
引导问题13：简述变量的作用域。 112
【工作计划】 114
引导问题14：画出完成学习任务的思维导图。 114
【进行决策】 114
【工作实施】 114
引导问题15：编写任务代码。 115
引导问题16：记录在完成任务过程中遇到的问题。 115
【评价考核】 115
【拓展任务】 115
【烧脑题】 116
学习任务7  除妖打怪——西游探险 117
进  阶  篇
学习任务8  回眸一瞬——再探面向对象 118
【学习情境】 118
【学习目标】 118
【任务书】 118
【任务分组】 119
【获取信息】 119
引导问题1：什么是封装？ 119
引导问题2：如何实现封装？ 120
引导问题3：什么是构造方法？ 121
引导问题4：什么是方法重载？ 123
引导问题5：什么是静态成员变量？ 124
引导问题6：什么是静态方法？ 126
引导问题7：什么是静态代码块？ 127
引导问题8：什么是枚举类型？ 128
【工作计划】 130
引导问题9：画出完成学习任务的思维导图。 130
【进行决策】 130
【工作实施】 130
引导问题10：编写任务代码。 131
引导问题11：记录在完成任务过程中遇到的问题。 131
【评价考核】 131
【拓展任务】 132
【烧脑题】 132
学习任务9  传承力量——继承与多态 134
【学习情境】 134
【学习目标】 134
【任务书】 134
【任务分组】 135
引导问题1：什么是继承？ 135
引导问题2：如何实现继承？ 136
引导问题3：继承中的构造方法有何特点？ 137
引导问题4：this关键字如何使用？ 138
引导问题5：super关键字如何使用？ 140
引导问题6：instanceof运算符如何使用？ 141
引导问题7：什么是多态？ 142
引导问题8：如何实现多态？ 143
引导问题9：final关键字如何使用？ 144
【工作计划】 145
引导问题10：画出完成学习任务的思维导图。 145
【进行决策】 146
【工作实施】 146
引导问题11：编写任务代码。 146
引导问题12：记录在完成任务过程中遇到的问题。 146
【评价考核】 147
【拓展任务】 147
【烧脑题】 148
学习任务10  约束之地——抽象类与接口 149
【学习情境】 149
【学习目标】 149
【任务书】 149
【任务分组】 149
【获取信息】 150
引导问题1：什么是抽象类？ 150
引导问题2：如何实现抽象类？ 151
引导问题3：什么是接口？ 153
引导问题4：如何实现接口？ 154
引导问题5：什么是内部类？ 155
引导问题6：什么是成员内部类？ 155
引导问题7：什么是静态内部类？ 157
引导问题8：什么是局部内部类？ 158
引导问题9：什么是匿名内部类？ 159
【工作计划】 161
引导问题10：画出完成学习任务的思维导图。 161
【进行决策】 161
【工作实施】 161
引导问题11：编写任务代码。 162
引导问题12：记录在完成任务过程中遇到的问题。 162
【评价考核】 162
【拓展任务】 163
【烧脑题】 163
学习任务11  墨家机关术——集合与泛型 164
【学习情境】 164
【学习目标】 164
【任务书】 164
【任务分组】 164
【获取信息】 165
引导问题1：什么是集合框架？ 165
引导问题2：Collection接口中有哪些方法？ 166
引导问题3：什么是ArrayList集合？ 167
引导问题4：什么是LinkedList集合？ 168
引导问题5：什么是Set集合？ 170
引导问题6：如何使用Iterator迭代器？ 172
引导问题7：什么是Map集合？ 173
引导问题8：什么是泛型？ 176
【工作计划】 177
引导问题9：画出完成学习任务的思维导图。 177
【进行决策】 178
【工作实施】 178
引导问题10：编写任务代码。 178
引导问题11：记录在完成任务过程中遇到的问题。 179
【评价考核】 179
【拓展任务】 180
【烧脑题】 180
学习任务12  红色警报——异常处理 181
【学习情境】 181
【学习目标】 181
【任务书】 181
【任务分组】 181
【获取信息】 182
引导问题1：什么是异常？ 182
引导问题2：简述异常的分类。 183
引导问题3：如何使用try-catch处理异常？ 186
引导问题4：如何使用finally回收资源？ 187
引导问题5：如何使用throws声明抛出异常？ 189
引导问题6：如何使用throw抛出异常？ 190
引导问题7：如何自定义异常？ 192
【工作计划】 194
引导问题8：画出完成学习任务的思维导图。 194
【进行决策】 195
【工作实施】 195
引导问题9：编写任务代码。 195
引导问题10：记录在完成任务过程中遇到的问题。 195
【评价考核】 195
【拓展任务】 196
【烧脑题】 197
学习任务13  借船出海——常用类 198
【学习情境】 198
【学习目标】 198
【任务书】 198
【任务分组】 199
【获取信息】 199
引导问题1：什么是Object类？ 199
引导问题2：如何使用String类？ 200
引导问题3：如何使用StringBuffer类？ 204
引导问题4：如何使用Math类？ 206
引导问题5：如何使用Date类？ 207
引导问题6：如何使用Calendar类？ 210
引导问题7：如何使用SimpleDateFormat类？ 212
【工作计划】 213
引导问题8：画出完成学习任务的思维导图。 213
【进行决策】 214
【工作实施】 214
引导问题9：编写任务代码。 214
引导问题10：记录在完成任务过程中遇到的问题。 215