Java程序設(shè)計（慕課版）

普通高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)“十三五”規(guī)劃教材

Java程序設(shè)計

（慕課版）

焦鉻王映龍劉青云主編

蔣劼李翔范雙南副主編

內(nèi)容簡介

本書以面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想為主線，結(jié)合Java的最新特性，詳細(xì)講解了Java的基礎(chǔ)

語法，逐步引入面向?qū)ο笏枷耄攸c(diǎn)解釋面向?qū)ο蟮娜筇卣?、接口及?yīng)用和程序設(shè)計方

法等重要知識點(diǎn)，并深入講解字符串處理、標(biāo)準(zhǔn)類庫、異常處理、輸入/輸出處理、圖形化

界面、多線程、JDBC和網(wǎng)絡(luò)編程等方面的編程方法。

本書注重可讀性和實(shí)用性，內(nèi)容全面、講解細(xì)致，所有例題都經(jīng)過精心的設(shè)計，既能

幫助學(xué)生理解知識，又具有啟發(fā)性。

本書適合作為普通高等院校計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)Java語言程序設(shè)計教材，也可以作為

全國計算機(jī)等級考試（二級）Java程序設(shè)計的輔導(dǎo)用書，以及Java編程愛好者的自學(xué)參

考書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

Java程序設(shè)計：慕課版/焦鉻，王映龍，劉青云主編.—

北京：中國鐵道出版社有限公司，2019.9

普通高等院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)“十三五”規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-25943-3

Ⅰ.①J…Ⅱ.①焦…②王…③劉…Ⅲ.①JAVA語言－

程序設(shè)計－高等學(xué)校－教材Ⅳ.①TP312.8

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2019）第171755號

書名：Java程序設(shè)計（慕課版）

作者：焦鉻王映龍劉青云

策劃：曹莉群編輯部電話2019

責(zé)任編輯：周海燕彭立輝

封面設(shè)計：劉穎

責(zé)任校對：張玉華

責(zé)任印制：郭向偉

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：三河市宏盛印務(wù)有限公司

版次：2019年9月第1版2019年9月第1次印刷

開本：787mm×1092mm1/16印張：18.5字?jǐn)?shù)：446千

書號：ISBN978-7-113-25943-3

定價：49.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）51873659

前言

根據(jù)2019年3月TOIBE發(fā)布的編程語言排行榜，Java語言仍是全球編程使用

率最高的語言之一。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Gartner公布了2018年第四季度智能手機(jī)市場

報告，報告顯示基于Java的Android操作系統(tǒng)占全球智能手機(jī)市場的88%和平板

計算機(jī)市場的65%，Java語言也廣泛地應(yīng)用于移動設(shè)備的編程。隨著物聯(lián)網(wǎng)和“互

聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)行業(yè)的深度結(jié)合，社會需要大量精通Java的工程師，人才市場需求

旺盛。

本書采用基礎(chǔ)優(yōu)先的方式，從編程基礎(chǔ)開始，逐步引入面向?qū)ο笏枷?，重點(diǎn)解釋

面向?qū)ο蟮娜筇卣骱徒涌诘木幊谭椒?，深入講解Java輸入/輸出、異常處理、圖形

化界面、多線程、JDBC和網(wǎng)絡(luò)編程等知識點(diǎn)，注重教材的可讀性和實(shí)用性，所有例

題都經(jīng)過精心的設(shè)計，既能幫助讀者理解知識，又具有啟發(fā)性。

本書的主要特點(diǎn)如下：

（1）緊跟設(shè)計開發(fā)的步伐，很多章節(jié)都涉及Java的最新特性，軟件都使用當(dāng)前

流行的較新版本。

（2）每章都增加了一個綜合案例設(shè)計，把本章及前面章節(jié)的知識點(diǎn)很好地串聯(lián)起

來，使讀者能更好地理解和運(yùn)用。

（3）多線程是Java語言的一大特點(diǎn)，占有很重要的地位，通過有針對性的例子

使讀者掌握多線程的概念，并使用多線程來解決實(shí)際問題。

（4）數(shù)據(jù)庫的使用無處不在，本書中增加了深受中小企業(yè)歡迎的MySQL數(shù)據(jù)庫

的使用，重點(diǎn)講解了Java使用JDBC操作MySQL、SQLServer數(shù)據(jù)庫的方法。

（5）增加了網(wǎng)絡(luò)編程的知識，在讀者學(xué)完Java語言的基礎(chǔ)知識后，為學(xué)生深入

學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程打下基礎(chǔ)。

（6）開發(fā)了MOOC教學(xué)資源網(wǎng)站，方便線上線下學(xué)習(xí)。

本書由衡陽師范學(xué)院、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖南交通工程學(xué)院的老師合作編寫，由焦鉻、

王映龍、劉青云任主編，蔣劼、李翔、范雙南任副主編。具體編寫分工：第1～3、12章

由焦鉻和王映龍編寫，第6、7、9、11章由蔣劼和范雙南編寫，第4、5、8、13章由劉青云

編寫，第10章由李翔編寫。另外，林睦綱、雷天齊、趙軍霞等老師參與了第1、6、7章

的編寫工作，全書由焦鉻統(tǒng)稿。

在本書的編寫過程中，編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合Java的最新特性，整理出適

于讀者學(xué)習(xí)，并提供相應(yīng)編程思路的源程序；開發(fā)了MOOC教學(xué)資源網(wǎng)站，方便線上線

I

Java程序設(shè)計（慕課版）

下學(xué)習(xí)，Java語言程序設(shè)計優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)網(wǎng)站網(wǎng)址/course/

201741979.html。

本書得到湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通〔2018〕436號，No:

516）、教育部2018年第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201801193033）和衡陽師范學(xué)

院優(yōu)質(zhì)課程“Java語言程序設(shè)計”項(xiàng)目的支持，涉及的案例具有很強(qiáng)的實(shí)用性和代表性。

本書提供教學(xué)課件、源程序和習(xí)題答案，有教學(xué)需要的老師可以在中國鐵道出版

社有限公司的網(wǎng)站上下載，也可以發(fā)郵件向編者索取。編者的聯(lián)系方式：

jiaoge@126.com。

由于時間倉促，編者水平有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，懇請廣大讀者批

評指正。

編者

2019年5月

II

目錄

目錄

第1章Java開發(fā)入門.........................................................................................1

1.1Java語言的發(fā)展...........................................................................................1

1.2Java語言的特點(diǎn)...........................................................................................3

1.2.1Java語言的優(yōu)點(diǎn)................................................................................3

1.2.2Java與其他程序設(shè)計語言的異同......................................................4

1.3Java的運(yùn)行與開發(fā)環(huán)境................................................................................5

1.3.1JavaJDK下載與安裝........................................................................5

1.3.2配置環(huán)境變量....................................................................................6

1.3.3JavaAPI文檔....................................................................................7

1.4Java程序舉例..............................................................................................8

1.4.1Java程序開發(fā)步驟............................................................................8

1.4.2編寫Java源程序...............................................................................9

1.4.3編譯和運(yùn)行.......................................................................................9

1.5Eclipse開發(fā)工具........................................................................................10

1.5.1Eclipse的安裝.................................................................................10

1.5.2Eclipse的漢化.................................................................................12

1.5.3Eclipse進(jìn)行程序開發(fā)......................................................................13

1.5.4Eclipse程序調(diào)試.............................................................................17

1.6綜合案例....................................................................................................19

小結(jié)....................................................................................................................20

習(xí)題....................................................................................................................21

第2章Java程序設(shè)計基礎(chǔ)................................................................................22

2.1標(biāo)識符和關(guān)鍵字.........................................................................................22

2.1.1標(biāo)識符.............................................................................................22

2.1.2關(guān)鍵字.............................................................................................23

2.1.3注釋................................................................................................23

2.2常量和變量................................................................................................24

2.2.1常量................................................................................................24

2.2.2變量與賦值.....................................................................................25

2.2.3變量的作用域..................................................................................25

2.3基本數(shù)據(jù)類型.............................................................................................28

2.3.1數(shù)據(jù)類型的分類..............................................................................28

2.3.2整數(shù)類型.........................................................................................29

2.3.3浮點(diǎn)類型.........................................................................................30

2.3.4字符類型.........................................................................................30

2.3.5布爾類型.........................................................................................31

2.3.6字符串類型.....................................................................................31

I

Java程序設(shè)計（慕課版）

2.3.7數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換..................................................................................32

2.4運(yùn)算符和表達(dá)式.........................................................................................33

2.4.1算術(shù)運(yùn)算符與算術(shù)表達(dá)式...............................................................33

2.4.2賦值運(yùn)算符與賦值表達(dá)式...............................................................34

2.4.3關(guān)系運(yùn)算符與關(guān)系表達(dá)式...............................................................35

2.4.4邏輯運(yùn)算符與邏輯表達(dá)式...............................................................36

2.4.5條件運(yùn)算符.....................................................................................36

2.4.6位運(yùn)算符.........................................................................................37

2.4.7運(yùn)算符的優(yōu)先級..............................................................................39

2.5程序控制語句.............................................................................................40

2.5.1語句概述.........................................................................................40

2.5.2選擇語句.........................................................................................40

2.5.3循環(huán)語句.........................................................................................44

2.5.4跳轉(zhuǎn)語句.........................................................................................47

2.6綜合案例....................................................................................................48

小結(jié)....................................................................................................................50

習(xí)題....................................................................................................................51

第3章數(shù)組......................................................................................................53

3.1一維數(shù)組....................................................................................................53

3.1.1一維數(shù)組的聲明..............................................................................53

3.1.2一維數(shù)組分配空間..........................................................................54

3.1.3一維數(shù)組的初始化..........................................................................55

3.1.4一維數(shù)組的訪問..............................................................................55

3.1.5一維數(shù)組的應(yīng)用舉例......................................................................56

3.2二維數(shù)組....................................................................................................57

3.2.1二維數(shù)組的聲明..............................................................................57

3.2.2創(chuàng)建二維數(shù)組..................................................................................58

3.2.3二維數(shù)組的初始化..........................................................................58

3.2.4二維數(shù)組的訪問..............................................................................59

3.2.5二維數(shù)組的應(yīng)用舉例......................................................................60

3.3Arrays類....................................................................................................60

3.3.1數(shù)組的排序.....................................................................................61

3.3.2填充數(shù)據(jù)元素..................................................................................61

3.3.3數(shù)組的比較.....................................................................................62

3.3.4數(shù)組的復(fù)制.....................................................................................62

3.3.5數(shù)組的查找.....................................................................................64

3.4綜合案例....................................................................................................65

小結(jié)....................................................................................................................67

習(xí)題....................................................................................................................68

第4章面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計.................................................................................70

4.1Java程序結(jié)構(gòu)............................................................................................70

4.1.1Java程序?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)..........................................................................70

4.1.2Java工程結(jié)構(gòu)及源碼示例...............................................................71

II

目錄

4.2類和對象....................................................................................................72

4.2.1類的定義.........................................................................................72

4.2.2對象的創(chuàng)建和使用..........................................................................74

4.2.3指針、引用與對象..........................................................................75

4.2.4對象的this引用..............................................................................76

4.2.5類成員和實(shí)例成員..........................................................................77

4.3成員變量與局部變量.................................................................................78

4.3.1成員變量的定義和使用...................................................................78

4.3.2局部變量的定義和使用...................................................................79

4.3.3變量同名問題..................................................................................80

4.4構(gòu)造器........................................................................................................82

4.4.1構(gòu)造器的定義..................................................................................82

4.4.2構(gòu)造器的調(diào)用..................................................................................83

4.5初始化塊....................................................................................................83

4.5.1代碼塊.............................................................................................84

4.5.2普通初始化塊..................................................................................86

4.5.3靜態(tài)初始化塊..................................................................................88

4.5.4初始化塊的執(zhí)行..............................................................................89

4.6成員方法....................................................................................................91

4.6.1方法的定義和調(diào)用..........................................................................92

4.6.2方法的重載.....................................................................................93

4.6.3方法的參數(shù)傳遞機(jī)制......................................................................93

4.6.4實(shí)參長度可變的方法......................................................................95

4.7封裝性........................................................................................................96

4.7.1包package.......................................................................................96

4.7.2Java常用包.....................................................................................97

4.7.3類成員的封裝和訪問控制...............................................................97

4.7.4類的訪問控制和import語句...........................................................99

4.8繼承性......................................................................................................100

4.8.1類的繼承.......................................................................................101

4.8.2方法的重寫...................................................................................102

4.8.3super關(guān)鍵字..................................................................................103

4.9多態(tài)性......................................................................................................105

4.9.1實(shí)現(xiàn)多態(tài).......................................................................................105

4.9.2引用變量的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換.............................................................107

4.9.3instanceof關(guān)鍵字..........................................................................108

4.10綜合案例................................................................................................109

小結(jié)...................................................................................................................111

習(xí)題...................................................................................................................111

第5章面向?qū)ο蟾呒壋绦蛟O(shè)計........................................................................114

5.1類和對象的生存周期...............................................................................114

5.1.1類的加載.......................................................................................114

5.1.2對象的銷毀...................................................................................115

III

Java程序設(shè)計（慕課版）

5.1.3堆棧和常量池................................................................................116

5.2final修飾符..............................................................................................118

5.2.1final修飾成員變量........................................................................118

5.2.2final修飾局部變量........................................................................119

5.2.3final修飾變量的本質(zhì)....................................................................120

5.2.4final修飾方法...............................................................................121

5.2.5final修飾類...................................................................................121

5.3抽象類......................................................................................................122

5.3.1抽象類和抽象方法........................................................................122

5.3.2抽象類的作用................................................................................123

5.4接口.........................................................................................................124

5.4.1接口的定義...................................................................................125

5.4.2接口繼承和使用............................................................................126

5.5內(nèi)部類......................................................................................................128

5.5.1成員內(nèi)部類的定義........................................................................128

5.5.2成員內(nèi)部類的使用........................................................................130

5.5.3匿名內(nèi)部類...................................................................................132

5.6枚舉類......................................................................................................133

5.6.1枚舉類的簡單使用........................................................................133

5.6.2枚舉類的定義................................................................................135

5.7其他特殊類..............................................................................................136

5.7.1java.lang.Object.............................................................................136

5.7.2單例類...........................................................................................137

5.7.3不可變類.......................................................................................138

5.8綜合案例..................................................................................................139

小結(jié)..................................................................................................................141

習(xí)題..................................................................................................................142

第6章字符串處理..........................................................................................144

6.1String類...................................................................................................144

6.1.1構(gòu)造字符串...................................................................................144

6.1.2操作字符串的主要方法.................................................................145

6.2StringBuffer和StringBuilder類...............................................................146

6.3綜合案例..................................................................................................147

小結(jié)..................................................................................................................152

習(xí)題..................................................................................................................152

第7章Java標(biāo)準(zhǔn)類庫.....................................................................................153

7.1數(shù)據(jù)類型包裝器.......................................................................................153

7.1.1基本數(shù)據(jù)類型對應(yīng)的包裝類.........................................................153

7.1.2包裝類的使用................................................................................154

7.2System和Runtime類...............................................................................154

7.3Math和Random類..................................................................................155

7.4日期時間實(shí)用工具類...............................................................................159

7.5集合類......................................................................................................165

IV

目錄

7.5.1集合框架和泛型............................................................................165

7.5.2Collection接口..............................................................................167

7.5.3Set接口及其實(shí)現(xiàn)..........................................................................167

7.5.4List接口及其實(shí)現(xiàn).........................................................................171

7.5.5Map接口及其實(shí)現(xiàn)........................................................................172

7.6綜合案例..................................................................................................174

小結(jié)..................................................................................................................182

習(xí)題..................................................................................................................183

第8章異常處理機(jī)制......................................................................................185

8.1異常概述..................................................................................................185

8.2異常的體系結(jié)構(gòu).......................................................................................186

8.3異常處理機(jī)制...........................................................................................187

8.3.1捕獲異常.......................................................................................187

8.3.2聲明拋棄異常................................................................................190

8.3.3訪問異常信息................................................................................191

8.4手動拋出異常...........................................................................................191

8.5自定義異常類...........................................................................................192

8.6異常處理規(guī)則...........................................................................................194

8.7綜合案例..................................................................................................195

小結(jié)..................................................................................................................200

習(xí)題..................................................................................................................200

第9章輸入/輸出處理.....................................................................................203

9.1I/O流的概念和劃分.................................................................................203

9.2字節(jié)流和字符流處理...............................................................................204

9.3串行化......................................................................................................206

9.4綜合案例..................................................................................................208

小結(jié)..................................................................................................................210

習(xí)題..................................................................................................................211

第10章多線程...............................................................................................213

10.1多線程的概念和創(chuàng)建..............................................................................213

10.2線程的調(diào)度及生命周期..........................................................................214

10.2.1線程調(diào)度.....................................................................................215

10.2.2線程生命周期..............................................................................218

10.3多線程同步....