面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（Java版）

第 1章 初識(shí)Java
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?
任務(wù)引導(dǎo)?。?
相關(guān)知識(shí)?。?
1．1　計(jì)算機(jī)語(yǔ)言．　2
1．1．1　機(jī)器語(yǔ)言2
1．1．2　匯編語(yǔ)言3
1．1．3　高級(jí)語(yǔ)言3
1．2　Java發(fā)展史．　5
1．2．1　Java的誕生　5
1．2．2　JDK 1．0發(fā)布　5
1．2．3　Java 2問(wèn)世 ．5
1．2．4　JavaSE 5．0發(fā)布　6
1．2．5　JDK 7．0發(fā)布　6
1．2．6　JDK 8．0發(fā)布　6
1．2．7　JDK 9．0發(fā)布　7
1．2．8　JDK 10．0發(fā)布　7
1．3　Java的特點(diǎn)．　7
1．3．1　Java是面向?qū)ο蟮摹?
1．3．2　Java是平臺(tái)無(wú)關(guān)的　8
1．3．3　Java語(yǔ)言是健壯的　8
1．4　Java程序工作原理．　9
1．4．1　Java虛擬機(jī)　9
1．4．2　垃圾回收機(jī)制11
1．5　Java SE的結(jié)構(gòu)　11
1．6　標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字．　12
1．6．1　標(biāo)識(shí)符12
1．6．2　關(guān)鍵字13
1．7　Java注解．　13
1．7．1　Java注解 ．13
1．7．2　內(nèi)建注解15
1．7．3　自定義注解20
1．8　變量和常量．　26
1．8．1　變量26
1．8．2　常量27
1．9　Java數(shù)據(jù)類(lèi)型．　27
1．9．1　Java數(shù)據(jù)類(lèi)型概述　27
1．9．2　整型29
1．9．3　浮點(diǎn)型30
1．9．4　字符型31
1．9．5　布爾型32
1．9．6　基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換32
1．10　成員變量和局部變量．　34
1．11　Java運(yùn)算符 ．　36
1．11．1　算術(shù)運(yùn)算符　36
1．11．2　邏輯運(yùn)算符　39
1．11．3　位運(yùn)算符　40
1．12　Java表達(dá)式．　42
1．12．1　Java表達(dá)式概述　42
1．12．2　表達(dá)式的運(yùn)算順序43
任務(wù)實(shí)施?。?4
1．13　任務(wù)1 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建．　44
1．14　任務(wù)2 注解應(yīng)用．　46
1．14．1　子任務(wù)1 內(nèi)建注解應(yīng)用46
1．14．2　子任務(wù)2 自定義注解與元注解應(yīng)用46
1．15　任務(wù)3 Java簡(jiǎn)易程序開(kāi)發(fā)　46
1．15．1　子任務(wù)1 第 一個(gè)Java程序46
1．15．2　子任務(wù)2 工程師月薪計(jì)算51
拓展訓(xùn)練　．52
“瑞達(dá)系統(tǒng)”獲取用戶輸入52
綜合訓(xùn)練?。?6
第　2章 控制結(jié)構(gòu)、方法與數(shù)組應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?9
任務(wù)引導(dǎo)?。?9
相關(guān)知識(shí)?。?9
2．1　if語(yǔ)句　59
2．1．1　if語(yǔ)句的語(yǔ)法 ．60
2．1．2　嵌套if語(yǔ)句 ．65
2．2　switch語(yǔ)句　67
2．2．1　switch語(yǔ)句概述 ．67
2．2．2　switch語(yǔ)句的使用 ．68
2．3　循環(huán)語(yǔ)句．　70
2．3．1　while循環(huán) ．71
2．3．2　do．while循環(huán)　74
2．3．3　for循環(huán) ．75
2．3．4　雙重for循環(huán) ．77
2．3．5　跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句79
2．4　方法．　79
2．4．1　Java方法概述　79
2．4．2　Java方法的使用　84
2．4．3　方法遞歸調(diào)用86
2．5　數(shù)組．　87
2．5．1　一維數(shù)組87
2．5．2　引用數(shù)據(jù)類(lèi)型90
2．5．3　值傳遞與引用傳遞91
2．5．4　一維數(shù)組初始化95
2．6　排序算法．　96
2．6．1　冒泡排序96
2．6．2　插入排序97
2．7　二維數(shù)組．　98
2．7．1　二維數(shù)組簡(jiǎn)介98
2．7．2　二維數(shù)組的使用99
任務(wù)實(shí)施?。?01
2．8　任務(wù)1 控制結(jié)構(gòu)應(yīng)用．　101
2．8．1　子任務(wù)1 商城送禮101
2．8．2　子任務(wù)2 學(xué)習(xí)班結(jié)業(yè)101
2．8．3　子任務(wù)3 功能模塊跳轉(zhuǎn)102
2．9　任務(wù)2 方法應(yīng)用．　106
2．10　任務(wù)3 數(shù)組應(yīng)用115
2．10．1　子任務(wù)1 分?jǐn)?shù)數(shù)列前20項(xiàng)求和115
2．10．2　子任務(wù)2 楊輝三角形打印116
拓展訓(xùn)練?。?17
“瑞達(dá)系統(tǒng)”刪除和查詢模塊實(shí)現(xiàn)117
綜合訓(xùn)練　．124
第3章　類(lèi)與對(duì)象應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?27
任務(wù)引導(dǎo)　．127
相關(guān)知識(shí)?。?28
3．1　類(lèi)和對(duì)象概述．　128
3．1．1　面向過(guò)程與面向?qū)ο?28
3．1．2　類(lèi)和對(duì)象的概念129
3．2　Java類(lèi)．　131
3．2．1　Java類(lèi)的定義　131
3．2．2　Java類(lèi)的創(chuàng)建和使用　132
3．2．3　Java類(lèi)的簡(jiǎn)單運(yùn)用　135
3．2．4　封裝141
3．3　構(gòu)造方法．　144
3．3．1　構(gòu)造方法解決問(wèn)題144
3．3．2　構(gòu)造方法的使用145
3．4　對(duì)象初始化過(guò)程．　147
3．4．1　初始化塊148
3．4．2　對(duì)象初始化內(nèi)存結(jié)構(gòu)149
3．5　重載．　151
3．5．1　重載的定義151
3．5．2　重載方法的使用151
3．6　抽象和封裝．　154
3．6．1　類(lèi)抽象154
3．6．2　類(lèi)封裝155
3．6．3　方法的實(shí)現(xiàn)162
3．7　繼承．　163
3．7．1　繼承的概念164
3．7．2　繼承的使用165
3．7．3　繼承和訪問(wèn)權(quán)限169
3．7．4　方法重寫(xiě)170
3．7．5　屬性覆蓋172
3．7．6　繼承中的初始化174
3．8　多態(tài)．　176
3．8．1　向上轉(zhuǎn)型176
3．8．2　向下轉(zhuǎn)型179
3．9　包和訪問(wèn)控制．　181
3．9．1　Java包　182
3．9．2　引用包183
3．9．3　訪問(wèn)權(quán)限186
3．9．4　static關(guān)鍵字 ．190
3．10　抽象類(lèi)．　195
3．10．1　抽象類(lèi)的概念195
3．10．2　抽象類(lèi)的使用195
3．10．3　抽象類(lèi)的特征198
3．11　接口 ．　199
3．11．1　接口的概念　199
3．11．2　接口的使用　202
3．11．3　接口的特征　205
3．11．4　接口的應(yīng)用　210
任務(wù)實(shí)施?。?12
3．12　任務(wù)1 類(lèi)和對(duì)象應(yīng)用．　212
3．12．1　子任務(wù)1 封裝學(xué)生類(lèi)和老師類(lèi)212
3．12．2　子任務(wù)2 構(gòu)造方法初始化學(xué)生類(lèi)和老師類(lèi)213
3．12．3　子任務(wù)3 重載學(xué)習(xí)方法213
3．13　任務(wù)2 包和訪問(wèn)控制應(yīng)用　213
3．13．1　子任務(wù)1 導(dǎo)入類(lèi)和包213
3．13．2　子任務(wù)2 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)213
3．13．3　子任務(wù)3 static關(guān)鍵作用范圍測(cè)試213
3．14　任務(wù)3 抽象類(lèi)與接口應(yīng)用　214
3．14．1　子任務(wù)1 繼承角度實(shí)現(xiàn)租車(chē)系統(tǒng)214
3．14．2　子任務(wù)2 多態(tài)角度實(shí)現(xiàn)租車(chē)系統(tǒng)214
3．14．3　子任務(wù)3 抽象類(lèi)方式實(shí)現(xiàn)人與中國(guó)人的關(guān)系214
3．14．4　子任務(wù)4 接口方式實(shí)現(xiàn)打印機(jī)工作過(guò)程214
拓展訓(xùn)練　．214
使用接口優(yōu)化“租車(chē)系統(tǒng)”　214
綜合訓(xùn)練?。?15
第4章　反射機(jī)制與常用類(lèi)應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　．219
任務(wù)引導(dǎo)?。?19
相關(guān)知識(shí)?。?19
4．1　Java反射機(jī)制．　219
4．2　Class類(lèi) ．　222
4．2．1　Class類(lèi)概述 ．222
4．2．2　Class類(lèi)常用方法 ．224
4．3　獲取類(lèi)信息．　225
4．3．1　獲取方法225
4．3．2　獲取屬性229
4．3．3　獲取構(gòu)造方法232
4．4　動(dòng)態(tài)調(diào)用．　235
4．4．1　創(chuàng)建對(duì)象236
4．4．2　修改屬性239
4．4．3　調(diào)用方法240
4．5　操作動(dòng)態(tài)數(shù)組．　242
4．5．1　操作一維動(dòng)態(tài)數(shù)組242
4．5．2　操作多維動(dòng)態(tài)數(shù)組244
4．6　Java API文檔的使用 ．　245
4．7　String類(lèi)　246
4．7．1　String類(lèi)的概念　247
4．7．2　String類(lèi)的使用　249
4．8　StringBuffer類(lèi) ．　255
4．8．1　StringBuffer類(lèi)的使用 ．255
4．8．2　StringBuffer內(nèi)存模型 ．257
4．9　異常處理．　257
4．9．1　異常概述258
4．9．2　異常處理262
4．9．3　異常使用注意事項(xiàng)270
4．9．4　拋出異常274
4．9．5　自定義異常類(lèi)280
任務(wù)實(shí)施　．283
4．10　任務(wù)1 反射機(jī)制應(yīng)用．　283
4．10．1　子任務(wù)1 Class類(lèi)常用
操作測(cè)試283
4．10．2　子任務(wù)2 方法結(jié)構(gòu)
獲取283
4．10．3　子任務(wù)3 動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象、修改屬性和動(dòng)態(tài)調(diào)用方法283
4．10．4　子任務(wù)4 動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)不定員班級(jí)信息管理283
4．11　任務(wù)2 常用類(lèi)應(yīng)用 ．　284
4．11．1　子任務(wù)1 計(jì)算字符串中子字符串出現(xiàn)的次數(shù)284
4．11．2　子任務(wù)2 完成Java工程師注冊(cè)的功能285
4．11．3　子任務(wù)3 字符串分割286
4．11．4　子任務(wù)4 使用Java API查找String類(lèi)的方法并使用287
4．12　任務(wù)3 異常類(lèi)應(yīng)用．　287
4．12．1　子任務(wù)1 根據(jù)現(xiàn)有程序添加合適的異常處理代碼287
4．12．2　子任務(wù)2 手工拋出一個(gè)算數(shù)異常288
拓展訓(xùn)練　．289
完成提交論文的功能289
綜合訓(xùn)練?。?91
第5章　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　．294
任務(wù)引導(dǎo)?。?94
相關(guān)知識(shí)?。?94
5．1　數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)．　294
5．1．1　數(shù)據(jù)基本概念294
5．1．2　線性結(jié)構(gòu)295
5．1．3　樹(shù)結(jié)構(gòu)296
5．1．4　圖結(jié)構(gòu)297
5．2　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)．　298
5．2．1　順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)298
5．2．2　鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)299
5．3　線性結(jié)構(gòu)．　299
5．3．1　線性表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)299
5．3．2　線性表301
5．3．3　棧305
5．3．4　隊(duì)列308
5．4　查找．　309
5．4．1　無(wú)序查找309
5．4．2　有序查找—二分查找310
5．5　排序．　312
5．5．1　選擇排序313
5．5．2　快速排序314
任務(wù)實(shí)施?。?17
5．6　任務(wù) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用．　317
5．6．1　子任務(wù)1 數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)線性表基本操作317
5．6．2　子任務(wù)2 數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)?；静僮?18
5．6．3　子任務(wù)3 數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)隊(duì)列基本操作318
5．6．4　子任務(wù)4 二分查找指定數(shù)據(jù)318
5．6．5　子任務(wù)5 對(duì)指定數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)選擇排序318
拓展訓(xùn)練?。?18
對(duì)指定數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)快速排序318
綜合訓(xùn)練?。?19
第6章　集合應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)　．321
任務(wù)引導(dǎo)?。?21
相關(guān)知識(shí)?。?21
6．1　集合框架．　321
6．1．1　集合引入321
6．1．2　Collection接口框架 ．322
6．1．3　Map接口框架　324
6．2　Set接口 ．　324
6．2．1　Set接口方法　324
6．2．2　HashSet使用　325
6．2．3　TreeSet使用 ．326
6．2．4　Comparable接口　327
6．3　Iterator迭代器 ．　329
6．3．1　Iterator接口方法　329
6．3．2　Iterator使用　330
6．3．3　增強(qiáng)for循環(huán) ．332
6．4　List接口　333
6．4．1　List接口方法 ．333
6．4．2　ArrayList使用　334
6．4．3　LinkedList使用　336
6．5　Map接口．　336
6．5．1　HashMap使用　336
6．5．2　Map接口方法　338
6．6　工具類(lèi)．　338
6．6．1　Collections工具類(lèi)常用方法338
6．6．2　Collections工具類(lèi)使用 ．340
6．6．3　Comparable與Comparator　341
6．6．4　Arrays工具類(lèi)使用 ．345
6．7　自動(dòng)拆箱和裝箱．　347
6．7．1　自動(dòng)拆箱和裝箱概念347
6．7．2　自動(dòng)拆箱和裝箱使用348
6．8　泛型．　349
任務(wù)實(shí)施　．351
6．9　任務(wù)1 集合應(yīng)用．　351
6．9．1　子任務(wù)1 實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息存放與刪除351
6．9．2　子任務(wù)2 改寫(xiě)“租車(chē)系統(tǒng)”，逆序輸出車(chē)輛名稱351
6．9．3　子任務(wù)3 為“租車(chē)系統(tǒng)”增加附加車(chē)輛信息功能351
6．9．4　子任務(wù)4 域名與內(nèi)容關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)352
6．10　任務(wù)2 集合工具類(lèi)應(yīng)用　352
6．10．1　子任務(wù)1 利用工具類(lèi)實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息比較352
6．10．2　子任務(wù)2 泛型方式實(shí)現(xiàn)“租車(chē)系統(tǒng)”352
拓展訓(xùn)練　．352
對(duì)“瑞達(dá)系統(tǒng)”進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能完善352
綜合訓(xùn)練?。?53
第7章　文件操作應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?55
任務(wù)引導(dǎo)?。?55
相關(guān)知識(shí)?。?55
7．1　File類(lèi)　355
7．1．1　File類(lèi)構(gòu)造方法 ．355
7．1．2　File類(lèi)使用 ．357
7．1．3　靜態(tài)導(dǎo)入359
7．1．4　獲取目錄和文件360
7．2　字節(jié)流和字符流．　362
7．2．1　字節(jié)流363
7．2．2　字符流366
7．3　其他流．　369
7．3．1　緩沖流369
7．3．2　字節(jié)流轉(zhuǎn)換為字符流371
7．3．3　數(shù)據(jù)流372
7．4　XML解析 ．　374
7．4．1　XML概述 ．374
7．4．2　XML解析 ．378
任務(wù)實(shí)施?。?85
7．5　任務(wù)1 文件基本操作應(yīng)用　385
7．5．1　子任務(wù)1 獲取目錄和文件路徑385
7．5．2　子任務(wù)2 字符流方式實(shí)現(xiàn)文件復(fù)制385
7．5．3　子任務(wù)3 數(shù)據(jù)流方式存取車(chē)輛信息385
7．6　任務(wù)2 XML文件操作應(yīng)用　385
7．6．1　子任務(wù)1 XML方式存放車(chē)輛信息385
7．6．2　子任務(wù)2 解析XML車(chē)輛信息386
拓展訓(xùn)練?。?86
為“租車(chē)系統(tǒng)”增加信息保存功能386
綜合訓(xùn)練?。?87
第8章　線程應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?89
任務(wù)引導(dǎo)　．389
相關(guān)知識(shí)?。?89
8．1　多線程．　389
8．1．1　線程引入389
8．1．2　多線程優(yōu)勢(shì)390
8．1．3　線程狀態(tài)392
8．2　創(chuàng)建和使用線程．　393
8．2．1　創(chuàng)建線程類(lèi)393
8．2．2　多線程使用394
8．3　線程控制．　396
8．3．1　線程控制方法397
8．3．2　終止線程398
8．3．3　線程等待和中斷等待400
8．3．4　等待其他線程完成402
8．3．5　設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)404
8．3．6　守護(hù)線程407
8．4　共享數(shù)據(jù)．　408
8．4．1　數(shù)據(jù)不一致408
8．4．2　控制共享數(shù)據(jù)410
8．4．3　多線程同步412
8．5　線程死鎖和協(xié)作．　417
8．5．1　線程死鎖417
8．5．2　線程協(xié)作419
任務(wù)實(shí)施　．424
8．6　任務(wù) 線程應(yīng)用．　424
8．6．1　子任務(wù)1 多線程實(shí)現(xiàn)輸出424
8．6．2　子任務(wù)2 線程等待與中斷方式實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)425
8．6．3　子任務(wù)3 多線程同步計(jì)數(shù)425
拓展訓(xùn)練?。?25
完成吃熱狗活動(dòng)425
綜合訓(xùn)練　．426
第9章　網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?28
任務(wù)引導(dǎo)?。?28
相關(guān)知識(shí)　．428
9．1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)．　428
9．1．1　主要功能和分類(lèi)428
9．1．2　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議430
9．1．3　網(wǎng)絡(luò)分層模型430
9．1．4　TCP/IP協(xié)議簡(jiǎn)介　432
9．1．5　數(shù)據(jù)封裝和解封435
9．2　IP地址和域名．　436
9．2．1　IP地址　436
9．2．2　IP地址類(lèi)型　436
9．2．3　子網(wǎng)掩碼438
9．2．4　域名439
9．3　網(wǎng)絡(luò)配置．　439
9．3．1　配置和查看439
9．3．2　常用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)命令440
9．4　Java與網(wǎng)絡(luò)．　441
9．4．1　IP地址類(lèi)　442
9．4．2　URL類(lèi)444
9．4．3　URLConnection類(lèi) ．446
9．5　Socket編程 ．　449
9．5．1　基于TCP的Socket編程449
9．5．2　基于UDP的Socket編程454
任務(wù)實(shí)施?。?56
9．6　任務(wù)1 IP地址配置與ping測(cè)試　456
9．7　任務(wù)2 網(wǎng)絡(luò)編程常用類(lèi)測(cè)試　457
拓展訓(xùn)練?。?57
客戶端與服務(wù)器信息交互457
綜合訓(xùn)練?。?58
第　10章 軟件測(cè)試應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo)?。?60
任務(wù)引導(dǎo)　．460
相關(guān)知識(shí)?。?60
10．1　軟件測(cè)試．　460
10．1．1　軟件測(cè)試概念460
10．1．2　測(cè)試與調(diào)試461
10．2　軟件缺陷．　462
10．2．1　確定軟件缺陷462
10．2．2　有效記錄缺陷463
10．3　缺陷報(bào)告處理．　465
10．3．1　缺陷報(bào)告處理流程465
10．3．2　缺陷報(bào)告詳細(xì)內(nèi)容466
10．4　軟件測(cè)試流程．　467
10．4．1　需求分析階段467
10．4．2　設(shè)計(jì)和編碼階段468
10．4．3　集成、系統(tǒng)和驗(yàn)收測(cè)試469
10．4．4　單元、集成、系統(tǒng)和驗(yàn)收測(cè)試469
10．5　軟件測(cè)試分類(lèi)．　471
10．5．1　黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試471
10．5．2　手工測(cè)試和自動(dòng)測(cè)試472
10．6　JUnit初探 ．　472
10．6．1　“加”類(lèi)JUnit 4測(cè)試 ．473
10．6．2　“計(jì)算器”類(lèi)測(cè)試474
10．6．3　JUnit 4知識(shí)拓展　479
任務(wù)實(shí)施?。?83
10．7　任務(wù) JUnit測(cè)試Add方法　483
拓展訓(xùn)練?。?83
使用JUnit　4對(duì)計(jì)算器類(lèi)單元測(cè)試483
綜合訓(xùn)練?。?84