Java程序设计——深入理解计算机系统的语言

Java语言已经诞生20多年了，但是它不断更新适应时代的发展，变得更加成熟、更加易用。而且多年来，Java语言一直是受欢迎程度靠前的语言，这也说明了Java语言的生命力。特别是近几年Oracle公司加快了Java版本迭代的步伐。为了满足广大读者需要了解更多Java新功能的需求，我们推出了基于Java 14的Java新教程。

本书特色

（1） 使用业界流行的IntelliJ IDEA工具。

（2） 介绍Java 10增强局部变量类型推断功能。

（3） 介绍Java 14中的switch语句。

（4） 介绍Java函数式编程和 Lambda 表达式。

（5） 在集合中增加介绍forEach()方法。

（6） 介绍搭建自己的Web服务器。

（7） 采用MySQL 8数据库。

立体化图书

本书采用立体化图书形式，包含纸质书、教学课件、程序源代码和答疑服务等内容。

读者对象

本书是一本Java编程语言入门图书。无论是计算机相关专业的大学生，还是从事软件开发工作的职场人，这本书都适合。但如果想更深入地学习Java应用技术，则需要选择其他图书。

使用书中源代码

书中包括300多个完整示例和两个完整案例项目的源代码，读者可以到清华大学出版社网站本书页面下载。

下载本书源代码并解压代码，会看到如图1所示的目录结构。

配套源代码大部分是通过IntelliJ IDEA工具创建的项目，读者可以通过IntelliJ IDEA工具打开这些项目。

如果读者使用的IntelliJ IDEA工具的欢迎界面如图2所示，则单击Open or Import按钮，打开如图3所示的项目对话框，找到IntelliJ IDEA项目文件夹，即HelloProj的文件夹。如果读者已经进入IntelliJ IDEA工具，则可以通过选择菜单File→Open命令打开如图3所示的项目对话框。

致谢

在此感谢清华大学出版社的盛东亮编辑给我们提出了宝贵的意见。感谢智捷课堂团队的赵志荣、赵大羽、关锦华、闫婷娇、刘佳笑和赵浩丞参与本书部分内容的写作。感谢赵浩丞从专业的角度修改书中的图片，力求更加真实完美地奉献给广大读者。感谢我的家人容忍我的忙碌，以及对我的关心和照顾，使我能抽出这么多时间，专心地编写此书。

由于Java更新迭代很快，且作者水平有限，书中难免存在瑕疵或不妥之处，请读者提出宝贵修改意见，以便再版改进。

关东升2022年6月

本书是一部系统论述J a v a编程语言的立体化教材, 主要内容包括引言、 开发环境搭建、 个J a v a程 序、 J a v a语法基础、 数据类型、 运算符、 控制语句、 数组、 字符串、 面向对象基础、 对象、 继承与多态、 抽象类与 接口、 J a v a常用类、 内部类、 函数式编程、 异常处理、 对象集合、 泛型、 文件管理与I / O 流、 多线程编程、 网络 编程、 S w i n g图形用户界面编程和数据库编程。为了帮助学生消化吸收所学知识, 书中每章都安排若干同 步练习题, 并在附录中提供了参考答案。此外, 为了便于教授本门课程的教师指导学生上机操作, 书中部 分章节还安排了上机实验内容。 本书可作为高等学校计算机软件技术课程的教材, 也可作为社会培训机构的培训教材, 还适合广 大 J a v a初学者和J a v a开发的程序员等自学使用。

关东升  一个在IT领域摸爬滚打20多年的资深程序员、知名培训专家、畅销书作家。曾参与设计和开发北京市公交一卡通大型项目，以及国家农产品追溯系统、金融系统微博等移动客户端项目，并在App Store发布多款游戏和应用软件。长期为中国移动、中国联通、南方航空、中石油、工商银行、平安银行和天津港务局等企事业单位提供培训服务。先后出版了《iOS开发指南》《从零开始学Swift》《Android网络游戏开发实战》《Cocos2d-x实战》《Java从小白到大牛》《Python从小白到大牛》《Kotlin从小白到大牛》等40多部图书。

第1章引言

1.1Java语言的历史

1.2Java语言的特点

1.3Java平台

1.3.1Java SE

1.3.2Java EE

1.3.3Java ME

1.4Java虚拟机

1.5本章小结

1.6同步练习

第2章开发环境搭建

2.1JDK工具包

2.1.1Windows平台安装JDK 14环境要求

2.1.2JDK下载和安装

2.1.3设置环境变量

2.2IntelliJ IDEA开发工具

2.2.1IntelliJ IDEA下载

2.2.2IntelliJ IDEA安装

2.3使用文本编辑工具

2.4本章小结

2.5同步练习

第3章个Java程序

3.1使用IntelliJ IDEA 实现

3.1.1创建项目

3.1.2创建类

3.1.3运行程序

3.2文本编辑工具 JDK实现

3.2.1编写源代码文件

3.2.2编译程序

3.2.3运行程序

3.3代码解释

3.4本章小结

3.5同步练习

3.6上机实验： 世界，你好

第4章Java语法基础

4.1标识符和关键字

4.1.1标识符

4.1.2关键字

4.2Java分隔符

4.3变量

4.3.1变量声明

4.3.2使用Java 10局部变量类型推断

4.4常量

4.5Java源代码文件

4.6包

4.6.1定义包

4.6.2引入包

4.6.3常用包

4.7本章小结

4.8同步练习

第5章数据类型

5.1基本数据类型

5.2整型类型

5.3浮点类型

5.4数值表示方式

5.4.1进制数字表示

5.4.2指数表示

5.5字符类型

5.6布尔类型

5.7数值类型相互转换

5.7.1自动类型转换

5.7.2强制类型转换

5.8引用数据类型

5.9本章小结

5.10同步练习

第6章运算符

6.1算术运算符

6.1.1一元算术运算符

6.1.2二元算术运算符

6.1.3算术赋值运算符

6.2关系运算符

6.3逻辑运算符

6.4位运算符

6.5其他运算符

6.6运算符优先级

6.7本章小结

6.8同步练习

第7章控制语句

7.1分支语句

7.1.1if语句

7.1.2switch语句

7.1.3Java 14中switch语句新特性

7.2循环语句

7.2.1while语句

7.2.2dowhile语句

7.2.3for语句

7.2.4增强for语句

7.3跳转语句

7.3.1break语句

7.3.2continue语句

7.4本章小结

7.5同步练习

7.6上机实验： 计算水仙花数

第8章数组

8.1一维数组

8.1.1数组声明

8.1.2数组初始化

8.1.3案例： 数组合并

8.2多维数组

8.2.1二维数组声明

8.2.2二维数组的初始化

8.2.3不规则数组

8.3本章小结

8.4同步练习

8.5上机实验： 排序数列

第9章字符串

9.1Java中的字符串

9.2使用API文档

9.3不可变字符串

9.3.1String

9.3.2字符串池

9.3.3字符串拼接

9.3.4字符串查找

9.3.5字符串比较

9.3.6字符串截取

9.4可变字符串

9.4.1StringBuffer和StringBuilder

9.4.2字符串追加

9.4.3字符串插入、删除和替换

9.5本章小结

9.6同步练习

9.7上机实验： 身份证号码识别

第10章面向对象基础

10.1面向对象编程

10.2面向对象的三个基本特性

10.3类

10.3.1类声明

10.3.2类体

10.4方法重载

10.5封装性与访问控制

10.5.1私有级别

10.5.2默认级别

10.5.3保护级别

10.5.4公有级别

10.6静态变量和静态方法

10.7静态代码块

10.8本章小结

10.9同步练习

第11章对象

11.1创建对象

11.2空对象

11.3构造方法

11.3.1构造方法概念

11.3.2默认构造方法

11.3.3构造方法重载

11.3.4构造方法封装

11.4this关键字

11.5对象销毁

11.6本章小结

11.7同步练习

第12章继承与多态

12.1Java中的继承

12.2调用父类构造方法

12.3成员变量隐藏和方法覆盖

12.3.1成员变量隐藏

12.3.2方法的覆盖

12.4多态

12.4.1多态概念

12.4.2引用类型检查

12.4.3引用类型转换

12.5再谈final关键字

12.5.1final修饰变量

12.5.2final修饰类

12.5.3final修饰方法

12.6本章小结

12.7同步练习

第13章抽象类与接口

13.1抽象类

13.1.1抽象类概念

13.1.2抽象类声明和实现

13.2接口

13.2.1抽象类与接口区别

13.2.2接口声明和实现

13.2.3接口与多继承

13.2.4接口继承

13.2.5接口中的默认方法和静态方法

13.3本章小结

13.4同步练习

第14章Java常用类

14.1Java根类——Object

14.1.1toString()方法

14.1.2对象比较方法

14.2包装类

14.2.1数值包装类

14.2.2Character类

14.2.3Boolean类

14.2.4自动装箱/拆箱

14.3Math类

14.4大数值

14.4.1BigInteger

14.4.2BigDecimal

14.5日期时间相关类

14.5.1Date类

14.5.2日期格式化和解析

14.5.3Calendar类

14.6本章小结

14.7同步练习

第15章内部类

15.1内部类概述

15.1.1内部类的作用

15.1.2内部类的分类

15.2成员内部类

15.2.1实例成员内部类

15.2.2静态成员内部类

15.3局部内部类

15.4匿名内部类

15.5本章小结

15.6同步练习

第16章函数式编程

16.1Lambda表达式概述

16.1.1从一个示例开始

16.1.2Lambda表达式实现

16.1.3函数式接口

16.2Lambda表达式简化形式

16.2.1省略参数类型

16.2.2省略参数小括号

16.2.3省略return语句和大括号

16.3使用Lambda表达式作为参数

16.4访问变量

16.4.1访问成员变量

16.4.2捕获局部变量

16.5方法引用

16.6本章小结

16.7同步练习

16.8上机实验： 找出素数

第17章异常处理

17.1从一个问题开始

17.2异常类继承层次

17.2.1Throwable类

17.2.2Error和Exception

17.2.3受检查异常和运行时异常

17.3捕获异常

17.3.1trycatch语句

17.3.2多catch代码块

17.3.3trycatch语句嵌套

17.3.4多重捕获

17.4释放资源

17.4.1finally代码块

17.4.2自动资源管理

17.5throws与声明方法抛出异常

17.6自定义异常类

17.7throw与显式抛出异常

17.8本章小结

17.9同步练习

17.10上机实验： 自己的异常处理类

第18章对象集合

18.1集合概述

18.2List集合

18.2.1常用方法

18.2.2遍历集合

18.3Set集合

18.3.1常用方法

18.3.2遍历集合

18.4Map集合

18.4.1常用方法

18.4.2遍历集合

18.5本章小结

18.6同步练习

第19章泛型

19.1一个问题的思考

19.2使用泛型

19.3自定义泛型类

19.4自定义泛型接口

19.5泛型方法

19.6本章小结

19.7同步练习

19.8上机实验： 编写自己的泛型类

第20章文件管理与I/O流

20.1文件管理

20.1.1File类

20.1.2案例： 文件过滤

20.2I/O流概述

20.2.1Java流设计理念

20.2.2流类继承层次

20.3字节流

20.3.1InputStream抽象类

20.3.2OutputStream抽象类

20.3.3案例： 文件复制

20.3.4使用字节缓冲流

20.4字符流

20.4.1Reader抽象类

20.4.2Writer抽象类

20.4.3案例： 文件复制

20.4.4使用字符缓冲流

20.4.5字节流转换为字符流

20.5本章小结

20.6同步练习

20.7上机实验： 读写日期

第21章多线程编程

21.1基础知识

21.1.1进程

21.1.2线程

21.1.3主线程

21.2创建子线程

21.2.1实现Runnable接口

21.2.2继承Thread线程类

21.2.3使用匿名内部类和Lambda表达式实现线程体

21.3线程的状态

21.4线程管理

21.4.1线程优先级

21.4.2等待线程结束

21.4.3线程让步

21.4.4线程停止

21.5线程安全

21.5.1临界资源问题

21.5.2多线程同步

21.6线程间通信

21.7本章小结

21.8同步练习

21.9上机实验： 时钟应用

第22章网络编程

22.1网络基础

22.1.1网络结构

22.1.2TCP/IP协议

22.1.3IP地址

22.1.4端口

22.2TCP Socket低层次网络编程

22.2.1TCP Socket通信概述

22.2.2TCP Socket通信过程

22.2.3Socket类

22.2.4ServerSocket类

22.2.5案例： 文件上传工具

22.2.6案例： 聊天工具

22.3UDP Socket低层次网络编程

22.3.1DatagramSocket类

22.3.2DatagramPacket类

22.3.3案例： 文件上传工具

22.3.4案例： 聊天工具

22.4数据交换格式

22.4.1JSON文档结构

22.4.2使用第三方JSON库

22.4.3JSON数据编码和解码

22.4.4案例： 聊天工具

22.5访问互联网资源

22.5.1URL概念

22.5.2HTTP/HTTPS协议

22.5.3搭建自己的Web服务器

22.5.4使用URL类

22.5.5使用HttpURLConnection发送GET请求

22.5.6使用HttpURLConnection发送POST请求

22.5.7案例： Downloader

22.6本章小结

22.7同步练习

22.8上机实验： 解析来自Web的结构化数据