本书是Java语言的经典教材，中文版分为《Java语言程序设计 基础篇》和《Java语言程序设计 进阶篇》，主要介绍程序设计基础、面向对象程序设计、算法和数据结构、GUI程序设计、高级Java程序设计等内容。本书以实例驱动的方式，贯彻问题解决的思想，帮助读者掌握Java语言的开发技术，并解决实际工程问题。基础篇从Java语言的特点入手，涵盖Java语言的语法、面向对象程序设计、图形用户界面设计等基础性内容。可作为高等院校Java程序设计课程的教材。
本书是Java语言的经典教材，多年来畅销不衰。本书全面整合了Java 8的特性，采用“基础优先，问题驱动”的教学方式，循序渐进地介绍了程序设计基础、解决问题的方法、面向对象程序设计、图形用户界面设计、异常处理、I/O和递归等内容。此外，本书还全面且深入地覆盖了一些高级主题，包括算法和数据结构、多线程、网络、国际化、高级GUI等内容。
本书影印版由《Java语言程序设计 基础篇》和《Java语言程序设计 进阶篇》组成。基础篇对应原书的第1～18章，进阶篇对应原书的第19～33章。
本书特点：
基础篇介绍基础内容，进阶篇介绍高级内容，便于教师按需选择理想的教材。
全面整合了Java 8的特性，对全书的内容进行了修订和更新，以反映Java程序设计方面的最新技术发展。
对面向对象程序设计进行了深入论述，包含GUI程序设计的基础和扩展。
提供的大量示例都包括了对问题求解的详细步骤，很多示例都是随着Java技术的引入不断地进行增强，这种循序渐进的讲解方式更易于学生学习。
用JavaFX取代了Swing，极大地简化了GUI编程，比Swing更易于学习。
更多有趣示例和练习，激发学生兴趣。在配套网站上额外为教师提供了超过100个的编程练习题。
为满足对Web设计有浓厚兴趣的同学，本版在配套网站上增加了第34～42章的内容，以提供更多的相关信息。
作者简介：
梁勇（Y. Daniel Liang） 现为阿姆斯特朗亚特兰大州立大学计算机科学系教授，之前曾是普度大学计算机科学系副教授，并曾两次获得普度大学杰出研究奖。他所编写的Java教程在美国大学Java课程中采用率极高，同时他还兼任Prentice Hall Java系列丛书的编辑。他是“Java Champion”荣誉得主，并在世界各地给在校学生和程序员做Java语言及技术方面的讲座。
许多读者就本书之前的版本给出了很多反馈。这些评论和建议极大地改进了本书。这一版在表述、组织、示例、练习题以及附录方面都进行了极大的增强，包括：
用JavaFX取代了Swing。JavaFX是一个用于开发Java GUI程序的新框架，它极大地简化了GUI程序设计，比Swing更易于学习。
在GUI程序设计之前介绍异常处理、抽象类和接口，若教师选择不教授GUI的内容，可以直接跳过第14～16章。
在第4章便开始介绍对象和字符题串，从而使得学生可以较早地使用对象和字符串来开发有趣的程序。
包含更多新的有趣示例和练习题 ，用于激发学生兴趣。在配套网站（www.cs. armstrong.edu/liang/intro10e/或www.pearsonhighered.com/liang）上还为教师提供了100多道编程练习题。
本书采用基础优先的方法，在设计自定义类之前，首先介绍基本的程序设计概念和技术。选择语句、循环、方法和数组这样的基本概念和技术是程序设计的基础，它们为学生进一步学习面向对象程序设计和高级Java程序设计做好准备。
本书以问题驱动的方式来教授程序设计，将重点放在问题的解决而不是语法上。我们通过使用在各种应用情景中引发思考的问题，使得程序设计的介绍也变得更加有趣。前面章节的主线放在问题的解决上，引入合适的语法和库以支持编写解决问题的程序。为了支持以问题驱动的方式来教授程序设计，本书提供了大量不同难度的问题来激发学生的积极性。为了吸引各个专业的学生来学习，这些问题涉及很多应用领域，包括数学、科学、商业、金融、游戏、动画以及多媒体等。
本书将程序设计、数据结构和算法无缝集成在一起，采用一种实用性的方式来教授数据结构。首先介绍如何使用各种数据结构来开发高效的算法，然后演示如何实现这些数据结构。通过实现，学生获得关于数据结构效率，以及如何和何时使用某种数据结构的深入理解。最后，我们设计和实现了针对树和图的自定义数据结构。
本书广泛应用于全球各大学的程序设计入门、数据结构和算法课程中。完全版包括程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构、算法、并行、网络、数据库和Web程序设计。这个版本旨在把学生培养成精通Java的程序员。基础篇可用于程序设计的第一门课程（通常称为CS1）。基础篇包含完全版的前18章内容，前13章适合准备AP计算机科学考试（AP Computer Science Exam）的人员使用。
教授编程的最好途径是通过示例，而学习编程的唯一途径是通过动手练习。本书通过示例对基本概念进行了解释，提供了大量不同难度的练习题供学生进行实践。在我们的程序设计课程中，每次课后都布置了编程练习。
我们的目标是编写一本可以通过各种应用场景中的有趣示例来教授问题求解和程序设计的教材。如果您有任何关于如何改进本书的评论或建议，请通过以下方式与我联系。
Y. Daniel Liang
y.daniel.liang@gmail.com
www.cs.armstrong.edu/liang
www.pearsonhighered.com/liang
本版新增内容
本版对各个细节都进行了全面修订，以增强其清晰性、表述、内容、例子和练习题。本版主要的改进如下：
更新到Java 8版本。
由于Swing被JavaFX所替代，因此所有的GUI示例和练习题都使用JavaFX改写。
使用lambda表达式来简化JavaFX和线程中的编程。
在配套网站上为教师提供了100多道编程练习题，并给出了答案。这些练习题没有出现在教材中。
在第4章就引入了数学方法，使得学生可以使用数学函数编写代码。
在第4章就引入了字符串，使得学生可以早点使用对象和字符串开发有趣的程序。
GUI编程放在抽象类和接口之后介绍，若教师选择不教授GUI内容的话，可以直接跳过这些章节。
第4、14、15和16章是全新的章节。
第28和29章大幅改写，对最小生成树和最短路径使用更加简化的方法实现。
教学特色
本书使用以下要素组织素材：
教学目标 在每章开始处列出学生应该掌握的内容，学完这章后，学生能够判断自己是否达到这个目标。
引言 提出代表性的问题，以便学生对该章内容有一个概括了解。
要点提示 突出每节中涵盖的重要概念。
复习题 按节组织，帮助学生复习相关内容并评估掌握的程度。
示例学习 通过精心挑选示例，以容易理解的方式教授问题求解和程序设计概念。本书使用多个小的、简单的、激发兴趣的例子来演示重要的概念。
本章小结 回顾学生应该理解和记住的重要主题，有助于巩固该章所学的关键概念。
测试题 测试题是在线的，让学生对编程概念和技术进行自我测试。
编程练习题 为学生提供独立应用所学新技能的机会。练习题的难度分为容易（没有星号）、适中（*）、难（**）和具有挑战性（***）四个级别。学习程序设计的窍门就是实践、实践、再实践。所以，本书提供了大量的编程练习题。
注意、提示、警告和设计指南 贯穿全书，对程序开发的重要方面提供有价值的建议和见解。
注意 提供学习主题的附加信息，巩固重要概念。
提示 教授良好的程序设计风格和实践经验。
警告 帮助学生避开程序设计错误的误区。
设计指南 提供设计程序的指南。
灵活的章节顺序
本书提供灵活的章节顺序，使学生可以或早或晚地了解GUI、异常处理、递归、泛型和Java集合框架等内容。下页的插图显示了各章之间的相关性。
本书的组织
所有的章节分为五部分，构成Java程序设计、数据结构和算法、数据库和Web程序设计的全面介绍。因为知识是循序渐进的，前面的章节介绍了程序设计的基本概念，并且通过简单的例子和练习题指导学生；后续的章节逐步详细地介绍Java程序设计，最后介绍开发综合的Java应用程序。附录包含各种主题，包含数系、位操作、正则表达式以及枚举类型。
第一部分 程序设计基础（第1～8章）
本书第一部分是基石，让你开始踏上Java学习之旅。你将开始了解Java（第1章），还将学习像基本数据类型、变量、常量、赋值、表达式以及操作符这样的基本程序设计技术（第2章），选择语句（第3章），数学函数、字符和字符串（第4章），循环（第5章），方法（第6章），数组（第7～8章）。在第7章之后，可以跳到第18章去学习如何编写递归的方法来解决本身具有递归特性的问题。
第二部分 面向对象程序设计（第9～13章和第17章）
这一部分介绍面向对象程序设计。Java是一种面向对象程序设计语言，它使用抽象、封装、继承和多态来提供开发软件的极大灵活性、模块化和可重用性。你将学习如何使用对象和类进行程序设计（第9～10章）、类的继承（第11章）、多态性（第11章）、异常处理（第12章）、抽象类（第13章）以及接口（第13章）。文本I/O将在第12章介绍，二进制I/O将在第17章介绍。
第三部分 GUI程序设计（第14～16章和奖励章节第34章）
JavaFX是一个开发Java GUI程序的新框架。它不仅对于开发GUI程序有用，还是一个用于学习面向对象程序设计的优秀教学工具。这一部分中在第14～16章介绍使用JavaFX的Java GUI程序设计。主要的主题包括GUI基础（第14章）、容器面板（第14章）、绘制形状（第14章）、事件驱动编程（第15章）、动画（第15章）、GUI组件（第16章），以及播放音频和视频（第16章）。你将学习采用JavaFX的GUI程序设计的架构，并且使用组件、形状、面板、图像和视频来开发有用的应用程序。第34章涵盖JavaFX的高级特性。
第四部分 数据结构和算法（第18～29章和奖励章节第40～41章）
这一部分介绍经典数据结构和算法课程中的主要内容。第18章介绍递归来编写解决本身具有递归特性的问题的方法。第19章介绍泛型来提高软件的可靠性。第20和21章介绍Java合集框架，它为数据结构定义了一套有用的API。第22章讨论算法效率的度量以便给应用程序选择合适的算法。第23章介绍经典的排序算法。你将在第24章中学到如何实现经典的数据结构，如线性表、队列和优先队列。第25和26章介绍二叉查找树和AVL树。第27章介绍散列以及通过散列实现映射表（map）和集合（set）。第28和29章介绍图的应用。2-4树、B树以及红黑树在奖励章节第40～41章中介绍。
第五部分 高级Java程序设计（第30～33章、奖励章节第35～39章及第42章）
这一部分介绍高级Java程序设计。第30章介绍使用多线程使程序具有更好的响应和交互性，并介绍并行编程。第31章讨论如何编写程序使得Internet上的不同主机能够相互对话。第32章介绍使用Java来开发数据库项目。第33章介绍使用JavaServer Faces进行现代Web应用程序开发。第35章探究高级Java数据库程序设计。第36章涵盖国际化支持的使用，以开发面向全球使用者的项目。第37和38章介绍如何使用Java servlet和JSP创建来自Web服务器的动态内容。第39章讨论Web服务。第42章介绍使用JUnit测试Java程序。
附录
附录A列出Java关键字。附录B给出十进制和十六进制ASCII字符集。附录C给出操作符优先级。附录D总结Java修饰符和它们的使用。附录E讨论特殊的浮点值。附录F介绍数系以及二进制、十进制和十六进制间的转换。附录G介绍位操作。附录H介绍正则表达式。附录I涵盖枚举类型。
Java开发工具
可以使用Windows记事本（NotePad）或写字板（WordPad）这样的文本编辑器创建Java程序，然后从命令窗口编译、运行这个程序。也可以使用Java开发工具，例如， NetBeans或者Eclipse。这些工具支持快速开发Java应用程序的集成开发环境（IDE），编辑、编译、构建、运行和调试程序都集成在一个图形用户界面中。有效地使用这些工具可以极大地提高编写程序的效率。如果按照教程学习，NetBeans和Eclipse也是易于使用的。关于NetBeans和Eclipse的教程，参见配套网站。
学生资源
学生资源可以从本书的配套网站得到，具体包括：
复习题的答案。
偶数号编程练习题的解答。
本书例子的源代码。
交互式的自测题（按章节组织）。
补充材料。
调试技巧。
算法动画。
勘误表。
教师资源
教师资源包括：
PowerPoint教学幻灯片，通过交互性的按钮可以观看彩色并且语法项高亮显示的源代码，并可以不离开幻灯片运行程序。
所有编程练习题的答案。学生只可以得到偶数号练习题的答案。
100多道编程练习题，按章节组织。这些练习题仅对教师开放，并提供答案。
基于Web的测试题生成器。（教师可以选择章节以从2000多个大型题库中生成测试题。）
样卷。大多数试卷包含4个部分：
多选题或者简答题。
改正编程错误。
跟踪程序。
编写程序。
ACM/IEEE课程体系2013版。新的ACM/IEEE计算机科学课程体系2013版将知识主体组织成18个知识领域。为了帮助教师基于本书设计课程，我们提供了示例教学大纲来确定知识领域和知识单元。示例教学大纲用于一个三学期的课程系列，作为一个学院自定义（institutional customization）示例。
具有ABET课程评价的样卷。
课程项目。通常，每个项目给出一个描述，并且要求学生分析、设计和实现该项目。
致谢
感谢阿姆斯特朗亚特兰大州立大学给我机会讲授我所写的内容，并支持我将所教的内容编写成教材。教学是我持续改进本书的灵感之源。感谢使用本书的教师和学生提出的评价、建议、错误报告和赞扬。
由于有了对本版和以前版本的富有见解的审阅，本书得到很大的改进。感谢以下审阅人员：Elizabeth Adams (James Madison University), Syed Ahmed (North Georgia College and State University), Omar Aldawud (Illinois Institute of Technology), Stefan Andrei(Lamar University)，Yang Ang (University of Wollongong, Australia), Kevin Bierre (Rochester Institute of Technology), David Champion (DeVry Institute), James Chegwidden (Tarrant County College), Anup Dargar (University of North Dakota), Charles Dierbach (Towson University), Frank Ducrest (University of Louisiana at Lafayette), Erica Eddy (University of Wisconsin at Parkside), Deena Engel (New York University), Henry A Etlinger (Rochester Institute of Technology), James Ten Eyck (Marist College), Myers Foreman(Lamar University)，Olac Fuentes (University of Texas at El Paso),Edward F. Gehringer(North Carolina State University)， Harold Grossman (Clemson University), Barbara Guillot (Louisiana State University), Stuart hansen(University of Wisconsin, Parkside)，Dan Harvey(Southern Oregon University)， Ron Hofman (Red River College, Canada), Stephen Hughes (Roanoke College), Vladan Jovanovic (Georgia Southern University), Edwin Kay (Lehigh University), Larry King (University of Texas at Dallas), Nana Kofi (Langara College, Canada), George Koutsogiannakis (Illinois Institute of Technology), Roger Kraft (Purdue University at Calumet),Norman Krumpe(Miami University)， Hong Lin (DeVry Institute), Dan Lipsa (Armstrong Atlantic State University), James Madison (Rensselaer Polytechnic Institute), Frank Malinowski (Darton College), Tim Margush (University of Akron), Debbie Masada (Sun Microsystems), Blayne Mayfield (Oklahoma State University), John McGrath (J.P. McGrath Consulting),Hugh McGuire(Grand Valley State)， Shyamal Mitra (University of Texas at Austin), Michel Mitri (James Madison University), Kenrick Mock (University of Alaska Anchorage), Frank Murgolo(California State University, Long Beach),Jun Ni (University of Iowa), Benjamin Nystuen (University of Colorado at Colorado Springs), Maureen Opkins (CA State University, Long Beach), Gavin Osborne (University of Saskatchewan), Kevin Parker (Idaho State University), Dale Parson (Kutztown University), Mark Pendergast (Florida Gulf Coast University), Richard Povinelli (Marquette University), Roger Priebe (University of Texas at Austin), Mary Ann Pumphrey (De Anza Junior College), Pat Roth (Southern Polytechnic State University),Amr Sabry(Indiana University)，Ben Setzer(Kennesaw State University)，Carolyn Schauble (Colorado State University), David Scuse (University of Manitoba), Ashraf Shirani (San Jose State University), Daniel Spiegel (Kutztown University), Joslyn A. Smith(Florida Atlantic University), Lixin Tao (Pace University), Ronald F. Taylor(Wright State University)，Russ Tront (Simon Fraser University), Deborah Trytten (University of Oklahoma), Michael Verdicchio(Citadel)，Kent Vidrine (George Washington University), Bahram Zartoshty (California State University at Northridge)。
能够与Pearson出版社一起工作，我感到非常愉快和荣幸。感谢Tracy Johnson和她的同事Marcia Horton、Yez Alayan、Carole Snyder、Scott Disanno、Bob Engelhardt、Haseen Khan，感谢他们组织、开展和积极促进本项目。
一如既往，感谢我妻子Samantha的爱、支持和鼓励。
计算机\程序设计
【美】梁勇（Y.Daniel Liang） 著：
梁勇（Y. Daniel Liang） “Java Champion”荣誉得主，现为阿姆斯特朗亚特兰大州立大学计算机科学系教授。之前曾是普度大学计算机科学系副教授，并曾两次获得普度大学杰出研究奖。他所编写的Java教程是全球大学Java课程中采用率最高的教材，同时他还兼任Prentice Hall Java系列丛书的编辑。
出版者的话
前言
第1章 计算机、程序和Java概述 1
1.1 引言 2
1.2 什么是计算机 2
1.3 编程语言 7
1.4 操作系统 9
1.5 Java、万维网以及其他 10
1.6 Java语言规范、API、JDK和IDE 11
1.7 一个简单的Java程序 12
1.8 创建、编译和执行Java程序 15
1.9 程序设计风格和文档 18
1.10 程序设计错误 20
1.11 使用NetBeans开发Java程序 23
1.12 使用Eclipse开发Java程序 25
第2章 基本程序设计 33
2.1 引言 34
2.2 编写简单的程序 34
2.3 从控制台读取输入 37
2.4 标识符 39
2.5 变量 40
2.6 赋值语句和赋值表达式 41
2.7 命名常量 43
2.8 命名习惯 44
2.9 数值数据类型和操作 44
2.10 数值型直接量 48
2.11 表达式求值以及操作符优先级 50
2.12 示例学习：显示当前时间 52
2.13 增强赋值操作符 54
2.14 自增和自减操作符 55
2.15 数值类型转换 56
2.16 软件开发过程 59
2.17 示例学习：整钱兑零 63
2.18 常见错误和陷阱 65
第3章 选择 75
3.1 引言 76
3.2 boolean数据类型 76
3.3 if语句 78
3.4 双分支if-else语句 80
3.5 嵌套的if语句和多分支if-else语句 81
3.6 常见错误和陷阱 83
3.7 产生随机数 87
3.8 示例学习：计算身体质量指数 89
3.9 示例学习：计算税率 90
3.10 逻辑操作符 93
3.11 示例学习：判定闰年 97
3.12 示例学习：彩票 98
3.13 switch语句 100
3.14 条件表达式 103
3.15 操作符的优先级和结合规则 104
3.16 调试 106
第4章 数学函数、字符和字符串 119
4.1 引言 120
4.2 常用数学函数 120
4.3 字符数据类型和操作 125
4.4 String类型 130
4.5 示例学习 139
4.6 格式化控制台输出 145
第5章 循环 157
5.1 引言 158
5.2 while循环 158
5.3 do-while循环 168
5.4 for循环 170
5.5 采用哪种循环 174
5.6 嵌套循环 176
5.7 最小化数值错误 178
5.8 示例学习 179
5.9 关键字break和continue 184
5.10 示例学习：判断回文串 187
5.11 示例学习：显示素数 188
第6章 方法 203
6.1 引言 204
6.2 定义方法 204
6.3 调用方法 206
6.4 void方法示例 209
6.5 通过传值进行参数传递 212
6.6 模块化代码 215
6.7 示例学习：将十六进制数转换为十进制数 217
6.8 重载方法 219
6.9 变量的作用域 222
6.10 示例学习：生成随机字符 223
6.11 方法抽象和逐步求精 225
第7章 一维数组 245
7.1 引言 246
7.2 数组的基础知识 246
7.3 示例学习：分析数字 253
7.4 示例学习：一副牌 254
7.5 数组的复制 256
7.6 将数组传递给方法 257
7.7 从方法中返回数组 260
7.8 示例学习：统计每个字母出现的次数 261
7.9 可变长参数列表 264
7.10 数组的查找 265
7.11 数组的排序 269
7.12 Arrays类 270
7.13 命令行参数 272
第8章 多维数组 287
8.1 引言 288
8.2 二维数组的基础知识 288
8.3 处理二维数组 291
8.4 将二维数组传递给方法 293
8.5 示例学习：多选题测验评分 294
8.6 示例学习：找出距离最近的点对 296
8.7 示例学习：数独 298
8.8 多维数组 301
第9章 对象和类 321
9.1 引言 322
9.2 为对象定义类 322
9.3 示例：定义类和创建对象 324
9.4 使用构造方法构造对象 329
9.5 通过引用变量访问对象 330
9.6 使用Java库中的类 334
9.7 静态变量、常量和方法 337
9.8 可见性修饰符 342
9.9 数据域封装 344
9.10 向方法传递对象参数 347
9.11 对象数组 351
9.12 不可变对象和类 353
9.13 变量的作用域 355
9.14 this引用 356
第10章 面向对象思考 365
10.1 引言 366
10.2 类的抽象和封装 366
10.3 面向对象的思考 370
10.4 类的关系 373
10.5 示例学习：设计Course类 376
10.6 示例学习：设计栈类 378
10.7 将基本数据类型值作为对象处理 380
10.8 基本类型和包装类类型之间的自动转换 383
10.9 BigInteger和BigDecimal类 384
10.10 String类 386
10.11 StringBuilder和StringBuffer类 392
第11章 继承和多态 409
11.1 引言 410
11.2 父类和子类 410
11.3 使用super关键字 416
11.4 方法重写 419
11.5 方法重写与重载 420
11.6 Object类及其toString()方法 422
11.7 多态 423
11.8 动态绑定 424
11.9 对象转换和instanceof运算符 427
11.10 Object类的equals方法 431
11.11 ArrayList类 432
11.12 对于列表有用的方法 438
11.13 示例学习：自定义栈类 439
11.14 protected数据和方法 440
11.15 防止扩展和重写 442
第12章 异常处理和文本I/O 449
12.1 引言 450
12.2 异常处理概述 450
12.3 异常类型 455
12.4 关于异常处理的更多知识 458
12.5 finally子句 466
12.6 何时使用异常 467
12.7 重新抛出异常 468
12.8 链式异常 469
12.9 创建自定义异常类 470
12.10 File类 473
12.11 文件输入和输出 476
12.12 从Web上读取数据 482
12.13 示例学习：Web爬虫 484
第13章 抽象类和接口 495
13.1 引言 496
13.2 抽象类 496
13.3 示例学习：抽象的Number类 501
13.4 示例学习：Calendar和GregorianCalendar 503
13.5 接口 506
13.6 Comparable接口 509
13.7 Cloneable接口 513
13.8 接口与抽象类 517
13.9 示例学习：Rational类 520
13.10 类的设计原则 525
第14章 JavaFX基础 535
14.1 引言 536
14.2 JavaFX与Swing以及AWT的比较 536
14.3 JavaFX程序的基本结构 536
14.4 面板、UI组件以及形状 539
14.5 属性绑定 542
14.6 节点的通用属性和方法 545
14.7 Color类 546
14.8 Font类 547
14.9 Image和ImageView类 549
14.10 布局面板 552
14.11 形状 560
14.12 示例学习：ClockPane类 572
第15章 事件驱动编程和动画 585
15.1 引言 586
15.2 事件和事件源 588
15.3 注册处理器和处理事件 589
15.4 内部类 593
15.5 匿名内部类处理器 594
15.6 使用lambda表达式简化事件处理 597
15.7 示例学习：贷款计算器 600
15.8 鼠标事件 602
15.9 键盘事件 603
15.10 可观察对象的监听器 606
15.11 动画 608
15.12 示例学习：弹球 616
第16章 JavaFX UI组件和多媒体 629
16.1 引言 630
16.2 Labeled和Label 630
16.3 按钮 632
16.4 复选框 634
16.5 单选按钮 637
16.6 文本域 639
16.7 文本区域 641
16.8 组合框 644
16.9 列表视图 647
16.10 滚动条 651
16.11 滑动条 654
16.12 示例学习：开发一个井字游戏 657
16.13 视频和音频 662
16.14 示例学习：国旗和国歌 665
第17章 二进制 I/O 677
17.1 引言 678
17.2 在Java中如何处理文本I/O 678
17.3 文本I/O与二进制I/O 679
17.4 二进制I/O类 680
17.5 示例学习：复制文件 691
17.6 对象I/O 692
17.7 随机访问文件 697
第18章 递归 705
18.1 引言 706
18.2 示例学习：计算阶乘 706
18.3 示例学习：计算斐波那契数 709
18.4 使用递归解决问题 712
18.5 递归辅助方法 714
18.6 示例学习：得到目录的大小 717
18.7 示例学习：汉诺塔 719
18.8 示例学习：分形 722
18.9 递归与迭代 726
18.10 尾递归 727
第19章 泛型 737
19.1 引言 738
19.2 动机和优点 738
19.3 定义泛型类和接口 740
19.4 泛型方法 742
19.5 示例学习：对一个对象数组进行排序 744
19.6 原始类型和向后兼容 746
19.7 通配泛型 747
19.8 消除泛型和对泛型的限制 750
19.9 示例学习：泛型矩阵类 752
第20章 线性表、栈、队列和优先队列 761
20.1 引言 762
20.2 合集 762
20.3 迭代器 766
20.4 线性表 767
20.5 Comparator接口 772
20.6 线性表和合集的静态方法 773
20.7 示例学习：弹球 777
20.8 向量类和栈类 781
20.9 队列和优先队列 783
20.10 示例学习：表达式求值 786
第21章 集合和映射表 797
21.1 引言 798
21.2 集合 798
21.3 比较集合和线性表的性能 806
21.4 示例学习：统计关键字 809
21.5 映射表 810
21.6 示例学习：单词的出现次数 815
21.7 单元素与不可变的合集和映射表 816
第22章 开发高效算法 821
22.1 引言 822
22.2 使用大O符号来衡量算法效率 822
22.3 示例：确定大O 824
22.4 分析算法的时间复杂度 828
22.5 使用动态编程计算斐波那契数 831
22.6 使用欧几里得算法求最大公约数 833
22.7 寻找素数的高效算法 837
22.8 使用分而治之法寻找最近的点对 843
22.9 使用回溯法解决八皇后问题 846
22.10 计算几何：寻找凸包 849
第23章 排序 861
23.1 引言 862
23.2 插入排序 862
23.3 冒泡排序 864
23.4 归并排序 867
23.5 快速排序 870
23.6 堆排序 874
23.7 桶排序和基数排序 881
23.8 外部排序 883
第24章 实现线性表、栈、队列和优先队列 895
24.1 引言 896
24.2 线性表的通用特性 896
24.3 数组线性表 900
24.4 链表 906
24.5 栈和队列 920
24.6 优先队列 924
第25章 二叉查找树 929
25.1 引言 930
25.2 二叉查找树 930
25.3 删除BST中的一个元素 943
25.4 树的可视化和MVC 949
25.5 迭代器 952
25.6 示例学习：数据压缩 954
第26章 AVL树 965
26.1 引言 966
26.2 重新平衡树 966
26.3 为AVL树设计类 969
26.4 重写insert方法 970
26.5 实现旋转 971
26.6 实现delete方法 972
26.7 AVLTree类 972
26.8 测试 AVLTree类 978
26.9 AVL树的时间复杂度分析 981
第27章 散列 985
27.1 引言 986
27.2 什么是散列 986
27.3 散列函数和散列码 987
27.4 使用开放地址法处理冲突 989
27.5 使用链地址法处理冲突 993
27.6 装填因子和再散列 993
27.7 使用散列实现映射表 995
27.8 使用散列实现集合 1004
第28章 图及其应用 1015
28.1 引言 1016
28.2 基本的图术语 1017
28.3 表示图 1019
28.4 图建模 1024
28.5 图的可视化 1034
28.6 图的遍历 1037
28.7 深度优先搜索（DFS） 1038
28.8 示例学习：连通圆问题 1042
28.9 广度优先搜索（BFS） 1045
28.10 示例学习：9枚硬币反面问题 1048
第29章 加权图及其应用 1061
29.1 引言 1062
29.2 加权图的表示 1063
29.3 WeightedGraph类 1065
29.4 最小生成树 1072
29.5 寻找最短路径 1078
29.6 示例学习：加权的9枚硬币反面问题 1086
第30章 多线程和并行程序设计 1097
30.1 引言 1098
30.2 线程的概念 1098
30.3 创建任务和线程 1098
30.4 Thread类 1102
30.5 示例学习：闪烁的文本 1105
30.6 线程池 1106
30.7 线程同步 1108
30.8 利用加锁同步 1112
30.9 线程间协作 1114
30.10 示例学习：生产者/消费者 1119
30.11 阻塞队列 1122
30.12 信号量 1124
30.13 避免死锁 1126
30.14 线程状态 1126
30.15 同步合集 1127
30.16 并行编程 1128
第31章 网络 1139
31.1 引言 1140
31.2 客户端/服务器计算 1140
31.3 InetAddress类 1147
31.4 服务多个客户 1148
31.5 发送和接收对象 1151
31.6 示例学习：分布式井字游戏 1156
第32章 Java数据库程序设计 1173
32.1 引言 1174
32.2 关系型数据库系统 1174
32.3 SQL 1178
32.4 JDBC 1189
32.5 PreparedStatement 1197
32.6 CallableStatement 1199
32.7 获取元数据 1202
第33章 JavaServer Faces 1213
33.1 引言 1214
33.2 开始使用JSF 1214
33.3 JSF GUI组件 1222
33.4 处理表单 1226
33.5 示例学习：计算器 1230
33.6 会话跟踪 1233
33.7 验证输入 1235
33.8 将数据库与facelet绑定 1239
33.9 打开一个新的JSF页面 1245
附录A Java关键字 1263
附录B ASCII字符集 1266
附录C 操作符优先级表 1268
附录D Java修饰符 1270
附录E 特殊浮点值 1272
附录F 数系 1273
附录G 位操作 1277
附录H 正则表达式 1278
附录I 枚举类型 1283
Contents
chapter 1 Introduction to computers, Programs, and Java 1
1.1 Introduction 2
1.2 What Is a Computer 2
1.3 Programming Languages 7
1.4 Operating Systems 9
1.5 Java, the World Wide Web, and Beyond 10
1.6 The Java Language Specification, API, JDK, and IDE 11
1.7 A Simple Java Program 12
1.8 Creating, Compiling, and Executing a Java Program 15
1.9 Programming Style and Documentation 18
1.10 Programming Errors 20
1.11 Developing Java Programs Using NetBeans 23
1.12 Developing Java Programs Using Eclipse 25
chapter 2 elementary Programming 33
2.1 Introduction 34
2.2 Writing a Simple Program 34
2.3 Reading Input from the Console 37
2.4 Identifiers 39
2.5 Variables 40
2.6 Assignment Statements and Assignment Expressions 41
2.7 Named Constants 43
2.8 Naming Conventions 44
2.9 Numeric Data Types and Operations 44
2.10 Numeric Literals 48
2.11 Evaluating Expressions and Operator Precedence 50
2.12 Case Study: Displaying the Current Time 52
2.13 Augmented Assignment Operators 54
2.14 Increment and Decrement Operators 55
2.15 Numeric Type Conversions 56
2.16 Software Development Process 59
2.17 Case Study: Counting Monetary Units 63
2.18 Common Errors and Pitfalls 65
chapter 3 selections 75
3.1 Introduction 76
3.2 boolean Data Type 76
3.3 if Statements 78
3.4 Two-Way if-else Statements 80
3.5 Nested if and Multi-Way if-else Statements 81
3.6 Common Errors and Pitfalls 83
3.7 Generating Random Numbers 87
3.8 Case Study: Computing Body Mass Index 89
3.9 Case Study: Computing Taxes 90
3.10 Logical Operators 93
3.11 Case Study: Determining Leap Year 97
3.12 Case Study: Lottery 98
3.13 switch Statements 100
3.14 Conditional Expressions 103
3.15 Operator Precedence and Associativity 104
3.16 Debugging 106
chapter 4 mathematical Functions, characters, and strings 119
4.1 Introduction 120
4.2 Common Mathematical Functions 120
4.3 Character Data Type and Operations 125
4.4 The String Type 130
4.5 Case Studies 139
4.6 Formatting Console Output 145
chapter 5 Loops 157
5.1 Introduction 158
5.2 The while Loop 158
5.3 The do-while Loop 168
5.4 The for Loop 170
5.5 Which Loop to Use 174
5.6 Nested Loops 176
5.7 Minimizing Numeric Errors 178
5.8 Case Studies 179
5.9 Keywords break and continue 184
5.10 Case Study: Checking Palindromes 187
5.11 Case Study: Displaying Prime Numbers 188
chapter 6 methods 203
6.1 Introduction 204
6.2 Defining a Method 204
6.3 Calling a Method 206
6.4 void Method Example 209
6.5 Passing Arguments by Values 212
6.6 Modularizing Code 215
6.7 Case Study: Converting Hexadecimals to Decimals 217
6.8 Overloading Methods 219
6.9 The Scope of Variables 222
6.10 Case Study: Generating Random Characters 223
6.11 Method Abstraction and Stepwise Refinement 225
chapter 7 single-dimensional arrays 245
7.1 Introduction 246
7.2 Array Basics 246
7.3 Case Study: Analyzing Numbers 253
7.4 Case Study: Deck of Cards 254
7.5 Copying Arrays 256
7.6 Passing Arrays to Methods 257
7.7 Returning an Array from a Method 260
7.8 Case Study: Counting the Occurrences of Each Letter 261
7.9 Variable-Length Argument Lists 264
7.10 Searching Arrays 265
7.11 Sorting Arrays 269
7.12 The Arrays Class 270
7.13 Command-Line Arguments 272
chapter 8 multidimensional arrays 287
8.1 Introduction 288
8.2 Two-Dimensional Array Basics 288
8.3 Processing Two-Dimensional Arrays 291
8.4 Passing Two-Dimensional Arrays to Methods 293
8.5 Case Study: Grading a Multiple-Choice Test 294
8.6 Case Study: Finding the Closest Pair 296
8.7 Case Study: Sudoku 298
8.8 Multidimensional Arrays 301
chapter 9 objects and classes 321
9.1 Introduction 322
9.2 Defining Classes for Objects 322
9.3 Example: Defining Classes and Creating Objects 324
9.4 Constructing Objects Using Constructors 329
9.5 Accessing Objects via Reference Variables 330
9.6 Using Classes from the Java Library 334
9.7 Static Variables, Constants, and Methods 337
9.8 Visibility Modifiers 342
9.9 Data Field Encapsulation 344
9.10 Passing Objects to Methods 347
9.11 Array of Objects 351
9.12 Immutable Objects and Classes 353
9.13 The Scope of Variables 355
9.14 The this Reference 356
chapter 10 object-oriented thinking 365
10.1 Introduction 366
10.2 Class Abstraction and Encapsulation 366
10.3 Thinking in Objects 370
10.4 Class Relationships 373
10.5 Case Study: Designing the Course Class 376
10.6 Case Study: Designing a Class for Stacks 378
10.7 Processing Primitive Data Type Values as Objects 380
10.8 Automatic Conversion between Primitive Types and Wrapper Class Types 383
10.9 The BigInteger and BigDecimal Classes 384
10.10 The String Class 386
10.11 The StringBuilder and StringBuffer Classes 392
chapter 11 Inheritance and Polymorphism 409
11.1 Introduction 410
11.2 Superclasses and Subclasses 410
11.3 Using the super Keyword 416
11.4 Overriding Methods 419
11.5 Overriding vs. Overloading 420
11.6 The Object Class and Its toString() Method 422
11.7 Polymorphism 423
11.8 Dynamic Binding 424
11.9 Casting Objects and the instanceof Operator 427
11.10 The Object’s equals Method 431
11.11 The ArrayList Class 432
11.12 Useful Methods for Lists 438
11.13 Case Study: A Custom Stack Class 439
11.14 The protected Data and Methods 440
11.15 Preventing Extending and Overriding 442
chapter 12 exception handling and text I/o 449
12.1 Introduction 450
12.2 Exception-Handling Overview 450
12.3 Exception Types 455
12.4 More on Exception Handling 458
12.5 The finally Clause 466
12.6 When to Use Exceptions 467
12.7 Rethrowing Exceptions 468
12.8 Chained Exceptions 469
12.9 Defining Custom Exception Classes 470
12.10 The File Class 473
12.11 File Input and Output 476
12.12 Reading Data from the Web 482
12.13 Case Study: Web Crawler 484
chapter 13 abstract classes and Interfaces 495
13.1 Introduction 496
13.2 Abstract Classes 496
13.3 Case Study: the Abstract Number Class 501
13.4 Case Study: Calendar and GregorianCalendar 503
13.5 Interfaces 506
13.6 The Comparable Interface 509
13.7 The Cloneable Interface 513
13.8 Interfaces vs. Abstract Classes 517
13.9 Case Study: The Rational Class 520
13.10 Class Design Guidelines 525
chapter 14 JavaFX Basics 535
14.1 Introduction 536
14.2 JavaFX vs Swing and AWT 536
14.3 The Basic Structure of a JavaFX Program 536
14.4 Panes, UI Controls, and Shapes 539
14.5 Property Binding 542
14.6 Common Properties and Methods for Nodes 545
14.7 The Color Class 546
14.8 The Font Class 547
14.9 The Image and ImageView Classes 549
14.10 Layout Panes 552
14.11 Shapes 560
14.12 Case Study: The ClockPane Class 572
chapter 15 event-driven Programming and animations 585
15.1 Introduction 586
15.2 Events and Event Sources 588
15.3 Registering Handlers and Handling Events 589
15.4 Inner Classes 593
15.5 Anonymous Inner Class Handlers 594
15.6 Simplifying Event Handling Using Lambda Expressions 597
15.7 Case Study: Loan Calculator 600
15.8 Mouse Events 602
15.9 Key Events 603
15.10 Listeners for Observable Objects 606
15.11 Animation 608
15.12 Case Study: Bouncing Ball 616
chapter 16 JavaFX uI controls and multimedia 629
16.1 Introduction 630
16.2 Labeled and Label 630
16.3 Button 632
16.4 CheckBox 634
16.5 RadioButton 637
16.6 TextField 639
16.7 TextArea 641
16.8 ComboBox 644
16.9 ListView 647
16.10 ScrollBar 651
16.11 Slider 654
16.12 Case Study: Developing a Tic-Tac-Toe Game 657
16.13 Video and Audio 662
16.14 Case Study: National Flags and Anthems 665
chapter 17 Binary I/o 677
17.1 Introduction 678
17.2 How Is Text I/O Handled in Java 678
17.3 Text I/O vs. Binary I/O 679
17.4 Binary I/O Classes 680
17.5 Case Study: Copying Files 691
17.6 Object I/O 692
17.7 Random-Access Files 697
chapter 18 recursion 705
18.1 Introduction 706
18.2 Case Study: Computing Factorials 706
18.3 Case Study: Computing Fibonacci Numbers 709
18.4 Problem Solving Using Recursion 712
18.5 Recursive Helper Methods 714
18.6 Case Study: Finding the Directory Size 717
18.7 Case Study: Tower of Hanoi 719
18.8 Case Study: Fractals 722
18.9 Recursion vs. Iteration 726
18.10 Tail Recursion 727
chapter 19 generics 737
19.1 Introduction 738
19.2 Motivations and Benefits 738
19.3 Defining Generic Classes and Interfaces 740
19.4 Generic Methods 742
19.5 Case Study: Sorting an Array of Objects 744
19.6 Raw Types and Backward Compatibility 746
19.7 Wildcard Generic Types 747
19.8 Erasure and Restrictions on Generics 750
19.9 Case Study: Generic Matrix Class 752
chapter 20 Lists, stacks, Queues, and Priority Queues 761
20.1 Introduction 762
20.2 Collections 762
20.3 Iterators 766
20.4 Lists 767
20.5 The Comparator Interface 772
20.6 Static Methods for Lists and Collections 773
20.7 Case Study: Bouncing Balls 777
20.8 Vector and Stack Classes 781
20.9 Queues and Priority Queues 783
20.10 Case Study: Evaluating Expressions 786
chapter 21 sets and maps 797
21.1 Introduction 798
21.2 Sets 798
21.3 Comparing the Performance of Sets and Lists 806
21.4 Case Study: Counting Keywords 809
21.5 Maps 810
21.6 Case Study: Occurrences of Words 815
21.7 Singleton and Unmodifiable Collections and Maps 816
chapter 22 developing efficient algorithms 821
22.1 Introduction 822
22.2 Measuring Algorithm Efficiency Using Big O Notation 822
22.3 Examples: Determining Big O 824
22.4 Analyzing Algorithm Time Complexity 828
22.5 Finding Fibonacci Numbers Using Dynamic Programming 831
22.6 Finding Greatest Common Divisors Using Euclid’s Algorithm 833
22.7 Efficient Algorithms for Finding Prime Numbers 837
22.8 Finding the Closest Pair of Points Using Divide-and-Conquer 843
22.9 Solving the Eight Queens Problem Using Backtracking 846
22.10 Computational Geometry: Finding a Convex Hull 849
chapter 23 sorting 861
23.1 Introduction 862
23.2 Insertion Sort 862
23.3 Bubble Sort 864
23.4 Merge Sort 867
23.5 Quick Sort 870
23.6 Heap Sort 874
23.7 Bucket Sort and Radix Sort 881
23.8 External Sort 883
chapter 24 Implementing Lists, stacks, Queues, and Priority Queues 895
24.1 Introduction 896
24.2 Common Features for Lists 896
24.3 Array Lists 900
24.4 Linked Lists 906
24.5 Stacks and Queues 920
24.6 Priority Queues 924
chapter 25 Binary search trees 929
25.1 Introduction 930
25.2 Binary Search Trees 930
25.3 Deleting Elements from a BST 943
25.4 Tree Visualization and MVC 949
25.5 Iterators 952
25.6 Case Study: Data Compression 954
chapter 26 avL trees 965
26.1 Introduction 966
26.2 Rebalancing Trees 966
26.3 Designing Classes for AVL Trees 969
26.4 Overriding the insert Method 970
26.5 Implementing Rotations 971
26.6 Implementing the delete Method 972
26.7 The AVLTree Class 972
26.8 Testing the AVLTree Class 978
26.9 AVL Tree Time Complexity Analysis 981
chapter 27 hashing 985
27.1 Introduction 986
27.2 What Is Hashing 986
27.3 Hash Functions and Hash Codes 987
27.4 Handling Collisions Using Open Addressing 989
27.5 Handling Collisions Using Separate Chaining 993
27.6 Load Factor and Rehashing 993
27.7 Implementing a Map Using Hashing 995
27.8 Implementing Set Using Hashing 1004
chapter 28 graphs and applications 1015
28.1 Introduction 1016
28.2 Basic Graph Terminologies 1017
28.3 Representing Graphs 1019
28.4 Modeling Graphs 1024
28.5 Graph Visualization 1034
28.6 Graph Traversals 1037
28.7 Depth-First Search (DFS) 1038
28.8 Case Study: The Connected Circles Problem 1042
28.9 Breadth-First Search (BFS) 1045
28.10 Case Study: The Nine Tails Problem 1048
chapter 29 Weighted graphs and applications 1061
29.1 Introduction 1062
29.2 Representing Weighted Graphs 1063
29.3 The WeightedGraph Class 1065
29.4 Minimum Spanning Trees 1072
29.5 Finding Shortest Paths 1078
29.6 Case Study: The Weighted Nine Tails Problem 1086
chapter 30 multithreading and Parallel Programming 1097
30.1 Introduction 1098
30.2 Thread Concepts 1098
30.3 Creating Tasks and Threads 1098
30.4 The Thread Class 1102
30.5 Case Study: Flashing Text 1105
30.6 Thread Pools 1106
30.7 Thread Synchronization 1108
30.8 Synchronization Using Locks 1112
30.9 Cooperation among Threads 1114
30.10 Case Study: Producer/Consumer 1119
30.11 Blocking Queues 1122
30.12 Semaphores 1124
30.13 Avoiding Deadlocks 1126
30.14 Thread States 1126
30.15 Synchronized Collections 1127
30.16 Parallel Programming 1128
chapter 31 networking 1139
31.1 Introduction 1140
31.2 Client/Server Computing 1140
31.3 The InetAddress Class 1147
31.4 Serving Multiple Clients 1148
31.5 Sending and Receiving Objects 1151
31.6 Case Study: Distributed Tic-Tac-Toe Games 1156
chapter 32 Java database Programming 1173
32.1 Introduction 1174
32.2 Relational Database Systems 1174
32.3 SQL 1178
32.4 JDBC 1189
32.5 PreparedStatement 1197
32.6 CallableStatement 1199
32.7 Retrieving Metadata 1202
chapter 33 Javaserver Faces 1213
33.1 Introduction 1214
33.2 Getting Started with JSF 1214
33.3 JSF GUI Components 1222
33.4 Processing the Form 1226
33.5 Case Study: Calculator 1230
33.6 Session Tracking 1233
33.7 Validating Input 1235
33.8 Binding Database with Facelets 1239
33.9 Opening New JSF Pages 1245
Appendixes
Appendix A Java Keywords 1263
A ppendix B The ASCII Character Set 1266
A ppendix C Operator Precedence Chart 1268
A ppendix D Java Modifiers 1270
A ppendix E Special Floating-Point Values 1272
A ppendix F Number Systems 1273
A ppendix G Bitwise Operations 1277
A ppendix H Regular Expressions 1278
A ppendix I Enumerated Types 1283
