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第一部分 基础知识2

第1章 引言2

1.1 计算机程序2

1.2 计算机剖析3

计算与社会1.1 计算机无处不在4

1.3 Java编程语言5

1.4 熟悉你的编程环境7

编程技巧1.1 备份副本10

1.5 分析你的第一个程序10

常见错误1.1 缺少分号13

1.6 错误14

常见错误1.2 单词拼写错误15

1.7 解决问题：算法设计15

1.7.1 算法概念16

1.7.2 解决一个投资问题的算法16

1.7.3 伪代码17

1.7.4 从算法到程序18

操作指南1.1 用伪代码描述算法19

实用示例1.1 编写一个铺地板瓷砖的算法21

第2章 使用对象31

2.1 对象和类31

2.1.1 使用对象32

2.1.2 类32

2.2 变量33

2.2.1 变量声明33

2.2.2 类型35

2.2.3 名35

2.2.4 注释36

2.2.5 赋值37

常见错误2.1 使用未声明或未初始化的变量39

常见错误2.2 混淆变量声明和赋值语句39

编程技巧2.1 选择描述性的变量名39

2.3 调用方法40

2.3.1 类的公共接口40

2.3.2 方法参数40

2.3.3 返回值42

2.3.4 方法声明43

编程技巧2.2 通过尝试来学习44

2.4 构造对象45

常见错误2.3 试图如调用方法一样调用构造函数47

2.5 访问器和修改器方法47

2.6 API文档48

2.6.1 浏览API文档49

2.6.2 包50

编程技巧2.3 不要强记，使用在线帮助51

2.7 实现一个测试程序51

专题2.1 在交互环境中测试类51

实用示例2.1 你活了多少天？53

实用示例2.2 处理图片54

2.8 对象引用54

计算与社会2.1 计算机垄断57

2.9 图形应用57

2.9.1 帧窗口58

2.9.2 在组件上绘制59

2.9.3 在帧窗口中显示组件61

2.10 椭圆、线、文本和颜色62

2.10.1 椭圆和圆63

2.10.2 线63

2.10.3 绘制文本64

2.10.4 颜色64

第3章 实现类78

3.1 实例变量和封装78

3.1.1 实例变量78

3.1.2 Counter类的方法80

3.1.3 封装80

3.2 指定类的公共接口82

3.2.1 指定方法82

3.2.2 指定构造函数83

3.2.3 使用公共接口85

3.2.4 为公共接口加注释85

常见错误3.1 将构造函数声明为void88

编程技巧3.1 j avadoc工具88

3.3 提供类实现89

3.3.1 提供实例变量89

3.3.2 提供构造函数89

3.3.3 提供方法91

常见错误3.2 忽略参数变量93

操作指南3.1 实现一个类94

实用示例3.1 建立一个简单的菜单97

3.4 单元测试98

计算与社会3.1 电子投票机99

3.5 解决问题：跟踪对象100

3.6 局部变量102

常见错误3.3 在局部变量中重复实例变量103

常见错误3.4 提供不必要的实例变量104

常见错误3.5 忘记在构造函数中初始化对象引用105

3.7 thi s引用105

专题3.1 从一个构造函数调用另一个构造函数108

3.8 图形类108

操作指南3.2 绘制图形112

第4章 基本数据类型127

4.1 数字127

4.1.1 数字类型127

4.1.2 常量129

专题4.1 大数134

编程技巧4.1 不要使用魔法数134

4.2 算术运算135

4.2.1 算术操作符135

4.2.2 自增和自减135

4.2.3 整除和求余135

4.2.4 幂和平方根136

4.2.5 浮点数转换为整数138

常见错误4.1 意外的整除139

常见错误4.2 小括号不匹配140

编程技巧4.2 表达式中的空格140

Java 8说明4.1 避免负余数140

专题4.2 结合赋值和算术运算141

专题4.3 实例方法和静态方法141

计算与社会4.1 奔腾处理器的浮点数bug141

4.3 输入和输出143

4.3.1 读取输入143

4.3.2 格式化输出144

操作指南4.1 完成计算147

实用示例4.1 计算金字塔的体积和表面积150

4.4 解决问题：先手动完成150

实用示例4.2 计算旅行时间152

4.5 字符串152

4.5.1 String类型152

4.5.2 字符串连接153

4.5.3 字符串输入154

4.5.4 转义序列154

4.5.5 字符串和字符154

4.5.6 子串155

编程技巧4.3 阅读异常报告157

专题4.4 使用对话框提供输入和输出158

计算与社会4.2 国际字母表和Unicode158

第5章 判断174

5.1 if语句174

编程技巧5.1 大括号布局177

编程技巧5.2 总是使用大括号178

常见错误5.1 if条件后有分号178

编程技巧5.3 制表符178

专题5.1 条件操作符179

编程技巧5.4 避免不同分支中重复179

5.2 比较值180

5.2.1 关系操作符180

5.2.2 比较浮点数181

5.2.3 比较字符串182

5.2.4 比较对象183

5.2.5 测试null184

常见错误5.2 使用==比较字符串185

操作指南5.1 实现一个if语句186

实用示例5.1 抽取中间字符188

计算与社会5.1 丹佛机场的行李处理系统188

5.3 多个候选条件189

专题5.2 switch语句192

5.4 嵌套分支193

编程技巧5.5 手动跟踪196

常见错误5.3 空悬else问题197

专题5.3 块作用域198

专题5.4 枚举类型199

5.5 解决问题：流程图200

5.6 解决问题：选择测试用例202

编程技巧5.6 制订计划并为意料外的问题留出时间204

专题5.5 记录日志205

5.7 布尔变量和操作符205

常见错误5.4 结合多个关系操作符208

常见错误5.5 混淆＆＆和||条件209

专题5.6 布尔操作符的短路计算209

专题5.7 德·摩根定律210

5.8 应用：输入验证211

计算与社会5.2 人工智能213

第6章 循环233

6.1 while循环233

常见错误6.1 不要想“我们到了吗？”239

常见错误6.2 无限循环239

常见错误6.3 差一错误240

6.2 解决问题：手动跟踪241

计算与社会6.1 数字盗版244

6.3 for循环245

编程技巧6.1 按其预期用途使用for循环250

编程技巧6.2 选择满足任务要求的循环边界251

编程技巧6.3 统计迭代251

专题6.1 for循环首部中声明的变量252

6.4 do循环253

编程技巧6.4 画出循环的流程图254

6.5 应用：处理卫哨值254

专题6.2 输入和输出重定向257

专题6.3 “半循环”问题258

专题6.4 break和continue语句259

6.6 解决问题：故事板260

6.7 常用循环算法263

6.7.1 求和与平均值263

6.7.2 匹配计数263

6.7.3 找到第一个匹配264

6.7.4 提示用户输入，直到找到匹配265

6.7.5 最大值和最小值265

6.7.6 比较相邻值265

操作指南6.1 写一个循环267

实用示例6.1 信用卡处理270

6.8 嵌套循环270

实用示例6.2 处理图像中的像素273

6.9 应用：随机数和仿真273

6.9.1 生成随机数273

6.9.2 蒙特卡罗方法275

6.10 使用调试器277

操作指南6.2 调试279

实用示例6.3 示例调试会话281

计算与社会6.2 第一个bug281

第7章 数组和数组列表303

7.1 数组303

7.1.1 声明和使用数组303

7.1.2 数组引用306

7.1.3 利用方法使用数组307

7.1.4 部分填充的数组307

常见错误7.1 边界错误309

常见错误7.2 未初始化和未填充的数组309

编程技巧7.1 对相关数据项的序列使用数组309

编程技巧7.2 将并行数组重组为对象数组310

专题7.1 参数数目可变的方法311

计算与社会7.1 计算机病毒311

7.2 增强的for循环312

7.3 常用数组算法314

7.3.1 填充314

7.3.2 求和与平均值314

7.3.3 最大值和最小值314

7.3.4 元素分隔符315

7.3.5 线性查找315

7.3.6 删除一个元素316

7.3.7 插入一个元素316

7.3.8 交换元素317

7.3.9 复制数组318

7.3.1 0读取输入319

常见错误7.3 低估数据集的大小322

专题7.2 利用Java库排序322

7.4 解决问题：调整算法323

操作指南7.1 处理数组325

实用示例7.1 掷骰子327

7.5 解决问题：通过管理实体对象发现算法327

7.6 二维数组330

7.6.1 声明二维数组331

7.6.2 访问元素332

7.6.3 定位相邻元素333

7.6.4 访问行和列333

实用示例7.2 世界入口表336

专题7.3 行长度可变的二维数组336

专题7.4 多维数组337

7.7 数组列表338

7.7.1 声明和使用数组列表338

7.7.2 对数组列表使用增强的for循环340

7.7.3 复制数组列表341

7.7.4 包装器和自动装箱341

7.7.5 对数组列表使用数组算法342

7.7.6 在数组列表中存储输入值343

7.7.7 删除匹配元素343

7.7.8 在数组列表和数组间选择344

常见错误7.4 长度和大小346

专题7.5 钻石语法346

7.8 回归测试346

编程技巧7.3 批文件和Shell脚本348

计算与社会7.2 Therac-25事件349

第二部分 面向对象设计372

第8章 设计类372

8.1 发现类372

8.2 设计好方法373

8.2.1 提供一个一致的公共接口373

8.2.2 最小化依赖374

8.2.3 区分访问器和修改器375

8.2.4 最小化副作用376

编程技巧8.1 一致性377

专题8.1 按值调用和按引用调用378

8.3 解决问题：对象数据模式382

8.3.1 管理总数382

8.3.2 统计事件382

8.3.3 收集值383

8.3.4 管理对象的属性384

8.3.5 为有不同状态的对象建模384

8.3.6 描述对象的位置385

8.4 静态变量和方法386

编程技巧8.2 尽量减少使用静态方法389

常见错误8.1 试图在静态方法中访问实例变量389

专题8.2 初始化实例和静态变量的其他形式390

专题8.3 静态导入390

8.5 解决问题：先解决比较简单的问题391

8.6 包395

8.6.1 将相关的类组织为包395

8.6.2 导入包396

8.6.3 包名396

8.6.4 包和源文件397

常见错误8.2 混淆点号398

专题8.4 包访问398

操作指南8.1 使用包编程399

8.7 单元测试框架400

计算与社会8.1 个人计算402

第9章 继承416

9.1 继承层次体系416

编程技巧9.1 单个类表示值的差异，继承表示行为的差异419

9.2 实现子类420

常见错误9.1 从超类复制实例变量423

常见错误9.2 混淆超类和子类424

9.3 覆盖方法424

常见错误9.3 意外重载428

常见错误9.4 调用超类方法时忘记使用super429

专题9.1 调用超类构造函数429

9.4 多态430

专题9.2 动态方法查找和隐式参数434

专题9.3 抽象类434

专题9.4 最终方法和最终类436

专题9.5 保护访问436

操作指南9.1 开发一个继承层次体系437

实用示例9.1 实现一个员工层次结构完成工资处理442

9.5 Object：所有类的超类442

9.5.1 覆盖tostring方法442

9.5.2 equals方法443

9.5.3 i nstanceof操作符444

常见错误9.5 不要使用类型测试446

专题9.6 继承和tostring方法447

专题9.7 继承和equals方法447

计算与社会9.1 谁在控制互联网？448

第10章 接口457

10.1 使用接口实现算法重用457

10.1.1 发现接口类型458

10.1.2 声明接口类型458

10.1.3 实现接口类型460

10.1.4 比较接口和继承462

常见错误10.1 忘记将实现方法声明为公共方法463

常见错误10.2 试图实例化一个接口463

专题10.1 接口中的常量464

Java 8说明10.1 接口中的静态方法464

Java 8说明10.2 默认方法464

Java 8说明10.3 冲突的默认方法465

10.2 处理接口类型466

10.2.1 从类转换为接口466

10.2.2 在接口变量上调用方法467

10.2.3 从接口强制转换为类467

实用示例10.1 研究数字序列468

10.3 Comparable接口469

编程技巧10.1 比较整数和浮点数470

专题10.2 clone方法和Cloneable接口470

10.4 使用接口实现回调473

Java 8说明10.4 lambda表达式477

专题10.3 泛型接口类型478

10.5 内部类479

专题10.4 匿名类480

10.6 模拟对象481

10.7 事件处理482

10.7.1 监听事件483

10.7.2 使用内部类实现监听器485

常见错误10.3 在实现方法中改变参数类型488

常见错误10.4 试图调用监听器方法488

Java 8说明10.5 lambda表达式实现事件处理488

10.8 用按钮构建应用488

常见错误10.5 忘记关联监听器491

编程技巧10.2 不要把容器用作监听器492

10.9 处理计时器事件492

常见错误10.6 忘记重绘495

10.10 鼠标事件495

专题10.5 键盘事件499

专题10.6 事件适配器499

计算与社会10.1 开源和免费软件500

第11章 输入/输出和异常处理512

11.1 读写文本文件512

常见错误11.1 文件名中的反斜线515

常见错误11.2 用String构造一个Scanner515

专题11.1 读Web页面515

专题11.2 文件对话框516

专题11.3 字符编码516

11.2 文本输入和输出517

11.2.1 读取单词517

11.2.2 读取字符518

11.2.3 字符分类518

11.2.4 读取文本行519

11.2.5 扫描字符串520

11.2.6 把字符串转换为数字520

11.2.7 读数字时避免错误521

11.2.8 混合数字、单词和文本行输入521

11.2.9 格式化输出522

专题11.4 正则表达式524

专题11.5 读取整个文件524

11.3 命令行参数525

操作指南11.1 处理文本文件527

实用示例11.1 分析婴儿名字530

计算与社会11.1 加密算法531

11.4 异常处理532

11.4.1 抛出异常532

11.4.2 捕获异常533

11.4.3 受查异常535

11.4.4 关闭资源536

11.4.5 设计你自己的异常类型537

编程技巧11.1 早抛出，晚捕获539

编程技巧11.2 不要压制异常539

编程技巧11.3 要抛出特定的异常540

专题11.6 断言540

专题11.7 try/finally语句541

11.5 应用：处理输入错误541

计算与社会11.2 阿丽亚娜火箭事故546

第12章 面向对象设计556

12.1 类及其职责556

12.1.1 发现类556

12.1.2 CRC卡方法557

12.2 类之间的关系558

12.2.1 依赖558

12.2.2 聚合559

12.2.3 继承560

操作指南12.1 程序设计中使用CRC卡和UML图561

专题12.1 UML图中的属性和方法562

专题12.2 重数563

专题12.3 聚合、关联和组合563

12.3 应用：打印一个发货单564

12.3.1 需求564

12.3.2 CRC卡565

12.3.3 UML图567

12.3.4 方法文档567

12.3.5 实现569

计算与社会12.1 数据库和隐私574

实用示例12.1 模拟一个自动柜员机575

附录A Unicode基本拉丁语和拉丁语-1子集581

附录B Java操作符小结583

附录C Java保留字小结585

附录D Java库587

附录E Java语言编码指南608

术语表614