书名：Java程序设计入门pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：Java基础

作者：尹菡,崔英敏等编

出版社：人民邮电出版社

出版时间：2017-09-01

书籍编号：30508186

ISBN：9787115461698

正文语种：中文

字数：131949

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：Java程序设计入门

作者：尹菡　崔英敏

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2017-09-01

ISBN：9787115461698

版权所有 · 侵权必究

内容提要

本书是Java语言的入门级教程，由浅入深，循序渐进地介绍了使用Java语言进行程序开发的方法。本书内容包括Java入门、Java编程基础、面向对象、常用API、集会框架、GUI编程、IO流与文件、多线程、网络编程、JDBC数据库编程、综合项目实训——俄罗斯方块。

本书讲解知识全面、重点突出，覆盖Java开发中的各个方面。将知识讲解、技能训练和职业素质培养有机结合，融“教、学、做”三者于一体，适合“项目驱动、案例教学、理论实践一体化”的教学模式。通过本书的学习，Java语言的初学者可以轻松入门，并且全面了解Java的应用方向，从而为进一步学习Java打下坚实的基础。

本书可作为高职高专院校计算机相关专业程序设计类课程的教材使用，也可供Java编程爱好者自学参考。

前言

Java是面向对象的、支持多线程的解释型网络编程语言。它是目前流行的编程语言之一，具有高度的安全性、可移植性和代码可重写性。本书从Java语言最基本的入门概念开始讲述，包括Java语言的数据类型、运算符、表达式与流程控制、数组和方法等；用容易理解的讲述方法讲解Java面向对象程序设计的基本概念，如类、对象、接口、继承和多态等；通过大量的编程实例对Java的编程进行讲解，如图形用户界面中的基本控制组件、容器和布局、常用的对话框、菜单设计的应用和JDBC数据库编程等；对Java语言的特点，如异常处理等进行详细的讲解；对Java语言的输入、输出等通过实例进行深入的说明。

本书具有以下几个特点。

（1）本书的读者可以零基础起步，通过本书的学习，就可以掌握Java程序的编写。

（2）本书的结构经过精心安排，内容的讲述由浅入深，培养学生按照良好的学习习惯来安排每章的内容。

（3）本书对每一个知识点，都辅以图形或具体实例的方式进行讲述，使读者能够从具体的应用中掌握知识，能够很容易地将所学应用于实践。

本书并不单纯从知识的角度讲解Java，而是从解决问题的角度介绍Java。本书知识点详尽，内容的取舍和安排循环渐进，讲解通俗易懂，实例丰富，并注重培养读者解决实际问题的能力。

由于编者的水平所限，书中难免存在疏漏或不足之处，恳请广大读者批评指正，以便今后改进和完善。

编者

2017年6月

第1章　Java入门

【本章导读】

Java是一门优秀的编程语言，它的优点是与平台无关，可以实现“一次编写，到处运行”。Java虚拟机（JVM）使经过编译的Java代码能在任何系统上运行。本章主要介绍Java语言和相关特性、Java开发环境的搭建和编写第一个Java程序等。

【学习目标】

·了解Java语言

·掌握Java开发环境的搭建方法

·学会编写第一个Java程序

1.1　关于Java

1.1.1　Java的历史

Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的面向对象程序设计语言（以下简称Java语言）和Java平台的总称，由James Gosling和同事们共同研发。

用Java实现的HotJava浏览器（支持Java applet）显示了Java的魅力：跨平台、动态的Web、Internet计算。从此，Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展，现在常用的浏览器均支持Java applet。此外，Java技术也在不断更新。（2010年Oracle公司收购了Sun公司）。

1.1.2　Java的优点

（1）面向对象。通过面向对象的方式，将现实世界的事物抽象成对象，将现实世界中的关系抽象成类、继承，帮助人们实现对现实世界的抽象与数字建模。

（2）可移植性。Java的最大特性是跨平台，它采用先编译成为字节码，再解释成不同的机器码来执行的方式，屏蔽了具体的“平台环境”的特性要求，而由特定的JVM来适应不同的平台，能做到一处编译到处运行。

（3）简洁、容易。Java语言简洁，容易学习，它封装了C++语言中所有难以理解和复杂的操作，如头文件、指针、结构、运算符重载和虚拟基础类等。

（4）适宜分布式计算。Java具有强大的易于使用的网络编程API和联网能力，非常适合分布式计算程序。Java应用程序可以像访问本地文件系统那样通过url访问远程对象。

（5）多线程处理能力。Java允许一个应用程序同时存在两个或两个以上的线程，用于支持事务并发和多任务处理。Java除了内置的多线程技术之外，还定义了一些类、方法等来建立和管理用户定义的多线程。

（6）安全性。Java在设计时安全性就考虑得很仔细，而且Java是开源的，安全方面的bug能够及时得到发现并修复。

（7）健壮性。Java在编译时可对程序进行异常检查，在程序执行前就提前规避了这类错误，避免在运行时因为这类错误导致系统崩溃，起到了防患于未然的作用。

1.1.3　Java的开发平台架构

Java平台由Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）和Java应用编程接口（Application Programming Interface，API）构成。API为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，而JVM则提供了Java Application运行时环境。Java的开发平台架构如图1-1所示。

从图1-1能清晰地看到Java平台包含的各个逻辑模块，也能了解到JDK与JRE的区别。

1.1.4　Java的版本

（1）Java平台标准版【Java 2 Platform Standard Edition，JavaSE】：主要是开发桌面软件、C/S结构软件。

图1-1　Java的开发平台架构

（2）Java平台企业版【Java 2 Platform Enterprise Edition，JavaEE】：主要是开发B/S结构的企业级应用。

（3）Java平台微型版【Java 2 Platform Micro Edition，JavaME】：主要是进行嵌入式开发，应用于PDA、手机等系统。

1.2　开发环境搭建

1.2.1　安装JDK

1．JDK介绍

Java开发工具箱（Java Development Kits，JDK），主要包括如下内容。

（1）Java API（应用程序编程接口）：主要作用是为编程人员提供已经写好的功能，便于快速开发。

（2）Java编译器（Javac.exe）、Java运行时解释器（Java.exe）、Java文档化工具（Javadoc.exe）及其他工具和资源。

（3）JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）：主要作用是进行Java程序的运行和维护。

（4）JRE（Java Run Time Environment，Java运行时环境），JRE的3项主要功能如下。

①加载代码：由类加载器（Class Loader）完成。

②校验代码：由字节码校验器（Bytecode Verifier）完成。

③执行代码：由运行时解释器（Runtime Interpreter）完成。

2．JDK的安装目录介绍

下载地址：http://w w w.oracle.com/technetw ork/Java/Javase/dow nloads/index.htm l。

将JDK 1.8版本下载到本地，然后双击此软件，默认安装到C:\\Program Files\\Java\\jdk1.8.0_20目录，目录结构如下。

bin目录：存放Java的编译器、解释器等工具（可执行文件）。

demo目录：存放演示程序。

include目录：存放用于本地方法的文件。

jre目录：存放Java运行环境文件。

lib目录：存放Java的类库文件。

sample目录：存放一些范例程序。

src.zip文件：JDK提供的类的源代码。

1.2.2　配置环境变量

安装了JDK之后，还需要配置以下环境变量。

1．JAVA_HOME（可选的）

JAVA_HOME就是指JDK的安装目录，用户可以在桌面上右键单击【我的电脑】图标，在弹出的快捷菜单中选择【属性】命令，将会弹出【系统属性】对话框，切换到【高级】选项卡，单击“环境变量”按钮，在弹出的【环境变量】对话框的【系统环境变量】部分单击“新建”按钮，【变量名】填写JAVA_HOME，【变量值】填写JDK安装路径C:\\Program Files\\Java\\jdk1.8.0_20，单击“确定”按钮，配置如图1-2所示。

图1-2　JAVA_HOME配置

设置JAVA_HOME的好处如下。

（1）以后要使用JDK安装路径的时候，只需输入%JAVA_HOME%即可，避免每次引用都输入很长的路径。

（2）归一原则，当JDK路径被迫改变的时候，仅需更改JAVA_HOME的变量值即可，否则，就要更改任何用绝对路径引用JDK目录的文档。

（3）第三方软件（如TOMCAT，JOBSS…）会引用约定好的JAVA_HOME变量，不然，将不能正常使用该软件。

2．PATH（必须的）

PATH用于指定操作系统的可执行指令的路径，也就是要告诉操作系统，Java编译器和运行器在什么地方可以找到。在【环境变量】中的【系统变量】找到【Path】，单击“编辑”按钮，将安装JDK的默认bin路径，复制后粘贴到【变量值】文本框最前面，然后在JDK路径后面加入一个“；”，将Java.exe、Javac.exe、Javadoc.exe工具的路径告诉Windows，配置如图1-3所示。

3．CLASSPATH（可选的）

Java虚拟机在运行某个类时会按CLASSPATH指定的目录顺序去查找这个类，在【环境变量】对话框中单击“新建”按钮来新建一个变量，在弹出的【编辑系统变量】对话框中按图1-4所示输入变量名Classpath和变量值“.”。设置点“。”表示通过编译器产生的.class类文件存放的路径与当前路径一致，如图1-4所示。

图1-3　PATH配置

图1-4　CLASSPATH配置

1.2.3　校验环境变量配置是否正确

选择【开始】→【运行】命令，在弹出的【运行】对话框中的【打开】下拉列表框中输入cmd，接着单击“确定”按钮切换到DOS状态，直接输入Javac按【Enter】键，如果能出现图1-5所示的效果（英文版也行），说明配置成功，否则需要重新进行配置。

图1-5　校验环境变量配置

1.3　第一个Java程序

（1）使用记事本编写Hello.Java，假定Hello.Java存放在d盘根目录下。

（2）将Hello.Java编译成Hello.class文件。打开DOS窗口，切换到d盘，然后输入Javac Hello.Java，如图1-6所示。

图1-6　编译Hello.Java

（3）运行Hello.class文件，在DOS窗口输入JavaHello，得到运行结果，如图1-7所示。

图1-7　运行Hello.Java

1.4　Eclipse集成开发工具

1.4.1　安装Eclipse

Eclipse是由IBM公司开发的IDE集成开发工具，是目前最流行的Java集成开发工具。可以从网站中下载Eclipse工具。注意：在使用Eclipse前必须要正确安装JDK和配置环境变量。

1.4.2　Eclipse下的开发步骤

（1）启动Eclipse。将会弹出图1-8所示的工作空间设置界面，为了开发工作的方便，将工作空间的路径设置为E:\\Workspace。

图1-8　工作空间设置界面

工作空间用于存放开发的每个Java项目。设置完成后单击“确定”按钮，将会启动Eclipse欢迎界面，如图1-9所示。

图1-9　Eclipse欢迎界面

单击右上角的“Workbench”按钮或关闭欢迎视图，将进入Eclipse开发环境，如图1-10所示。

图1-10　Eclipse集成开发环境

（2）创建Java项目。选择“文件”→“新建”→“Java项目”，将会弹出“新建Java项目”对话框，如图1-11所示。

在“项目名”文本框内输入项目名称“test”后单击“完成”按钮，这样便完成了Java项目的创建，如图1-12所示。

图1-11　“新建Java项目”对话框（1）

图1-12　“新建Java项目”对话框（2）

（3）创建Java类文件。在创建了test项目后，选择“文本”→“新建”→“类”。将会弹出图1-13所示的【新建Java类】对话框。在“包（K）：”文本框中输入包名“chap01”；在“名称（M）：”文本框中输入Java源文件名“Hello”；在“想要创建哪些方法存根？”复选框中选择“public static void main（String[] args）”。单击“完成”按钮，创建“Hello.Java”类文件。

图1-13　“新建Java类”对话框

（4）编辑Java源文件。在创建“Hello.Java”类文件后，将会出现图1-14所示的Java编辑界面。

图1-14　Java编辑界面（1）

输入如下代码，如图1-15所示。

图1-15　Java编辑界面（2）

（5）解释并运行Java程序。选择主菜单中的“运行”→“运行方式”→“Java应用程序”，运行结果如图1-16所示。

图1-16　运行结果

这样，就成功在Eclipse IDE中完成一个Java应用程序的开发。

习题一

一、选择题

1．Javac的作用是（　）。

A．将源程序编译成字节码

B．将字节码编译成源程序

C．解释执行Java字节码

D．调试Java代码

2．Java为移动设备提供的平台是（　）。

A．J2ME

B．J2SE

C．J2EE

D．JDK5.0

二、填空题

1．什么是Java虚拟机：___________________。

2．简述Java应用程序的开发过程：___________________

3．JDK安装完成后，如何设置环境变量：___________________。

4．Java的特点包含：_____、_____、_____、_____和_____。

三、编程练习题

编写程序，要求在控制台上显示Welcome to Java、Welcome to Computer Science和Programming is fun，运行效果如图1-17所示。

图1-17

第2章　Java编程基础

【本章导读】

在深入学习Java程序设计之前，首先要掌握Java语言基础知识。Java中的语句由标识符、关键字、运算符、分隔符和注释等元素构成；Java中的流程控制语句，用来控制Java语句的执行顺序；Java中的数组存放具有相同数据类型的变量或对象。

【学习目标】

·Java符号的使用规则

·Java基本数据类型及其转换方法

·Java运算符与表达式

·Java条件控制语句、循环控制语句的使用方法

·Java数组的创建和使用方法

2.1　基本语法格式

2.1.1　Java程序组成单位

Java中所有程序代码都必须存在于类中，用class关键字定义类，在class前面有一些修饰符，格式如下。

注意

Java是严格区分大小写的。

2.1.2　注释

注释是为源程序增加必要的解释说明的内容，是程序的非执行部分。其目的是提高程序的可读性，书写注释是编写程序的良好习惯。Java中有3种形式的注释。

（1）//　　单行注释

（2）/* */　　多行注释

（3）/** */　　文档注释

在编程时，如果只对一行代码注释，则选择第1种。如果对多行代码注释，则建议使用第2种或第3种方式。第3种方式主要用于创建Web页面的HTML文件，Java的文档生成器能从这类注释中提取信息，并将其规范化后用于建立Web页。

2.1.3　标识符

在程序设计语言中存在的任何一个成分（如变量、常量、方法和类）都需要有一个名字以表示它的存在和唯一性，这个名字就是标识符。用户可以为自己程序中的每一个成分取一个唯一的名字（标识符）。

Java语言标识符的使用要遵循以下的规定。

（1）Java的标识符可以由字母、数字、下划线“_”和“$”组成，但必须以字母、下划线“_”或美元符号“$”开头。

（2）Java中标识符区分大小写，如age和AGE是不同的。

（3）标识符不能是Java保留关键字，但可以包含关键字。

例如，name、cha_1、$money、publicname都是合法的标识符，而a b、3_6、m%n、int都是不合法标识符。

Java语言标识符命名的一些约定如下。

（1）类名和接口名的第一个字母大写，如String、System、Applet、FirstByCMD等。

（2）方法名第一个字母小写，如main()、print()、println()等。

（3）常量（用关键字final修饰的变量）全部用大写，单词之间用下划线隔开，如TEXT_CHANGED_PROPERTY。

（4）变量名或一个类的对象名等首字母小写。

（5）标识符的长度不限，但在实际命名时不宜过长，遵循“见名知义”的原则。

2.1.4　关键字

关键字通常也称为保留字，是特定的程序设计语言本身已经使用并赋予特定意义的一些符号。Java的常用关键字如表2-1所示。

由于程序设计语言的编译器在对程序进行编译的过程中，对关键字进行特殊对待，所以，编程人员不能用关键字作为自己定义程序成分的标识符。

表2-1　关键字

2.2　变量及变量的作用域

2.2.1　变量声明及初始化

Java变量是程序中最基本的存储单元，其要素包括变量名、变量类型和作用域。语法格式如下。

例如：

使用变量前必须对变量赋值，首次对变量赋值称为初始化变量，格式如下。

其中，变量名必须是已经声明过的，表达式由值、运算符、变量组成，表达式的最终运算结果是一个值。

例如，对int变量i赋值。

可以在声明变量的同时初始化变量。

例如：

变量初始化后还可以对变量重新赋值，重新赋值后，新的值将会覆盖原来的值。

2.2.2　变量类型

Java变量类型分成基本数据类型和引用数据类型

1．基本数据类型

基本数据类型也称作内置类型，是Java语言本身提供的数据类型，是引用其他类型（包括Java核心库和用户自定义类型）的基础。Java基本类型的取值范围如表2-2所示。

表2-2　基本数据类型取值范围关键字

注意以下几点。

（1）默认情况下整数字面值是int型，如果要指定long型的整数字面值，必须在数值的后面加大写或小写字母L。

（2）默认情况下，浮点型字面值是double型。如果要指定float型浮点数，必须在浮点数后面加后缀f或F。例如，0.1f、-3.14F。

2．引用数据类型

引用类型（Reference Type）指向一个对象，不是原始值，指向对象的变量是引用变量。在Java里面除去基本数据类型的其他类型都是引用数据类型，自己定义的class类都是引用类型。引用数据类型包括类引用、接口引用以及数组引用，在后续章节中会一一详细讲述。

下面的代码分别声明一个java.lang.Object类的引用、java.util.List接口的引用和一个int型数组的引用。

说明

将引用数据类型的常量或变量初始化为null时，表示引用数据类型的常量或变量不引用任何对象。

2.2.3　数据类型之间的相互转换

Java是强类型语言，因此，在进行赋值操作时要对数据类型进行检查。用常量、变量或表达式给另一个变量赋值时，两者的数据类型要一致。如果数据类型不一致，则要进行类型转换。数据类型转换分为“自动类型转换”和“强制类型转换”两种。

1．自动类型转换

当需要从低级类型向高级类型转换时，编程人员无需进行任何操作，Java会自动完成类型转换。低级类型是指取值范围相对较小的数据类型，高级类型则指取值范围相对较大的数据类型。例如，long型相对于float型是低级数据类型，但是相对于int型则是高级数据类型。

在基本数据类型中，除了boolean类型外均可参与算术运算，这些数据类型从低到高的排序如图2-1所示。

图2-1　数据类型排列顺序

例如：

2．强制类型转换

如果需要把数据类型较高的数据或变量赋值给数据类型相对较低的变量，就必须进行强制类型转换。语法格式如下。

（数据类型）数据　或　（数据类型）（表达式）

在执行强制类型转换时，可能会导致数据溢出或精度降低。

例如：

例2-1　使用数据类型，代码及运行结果如图2-2所示。

图2-2　例2-1运行结果

2.2.4　变量的作用域

（1）局部变量：方法或语句块内部定义的变量。

（2）成员变量：方法外部，类的内部定义的变量。

两者之间的区别如下。

·成员变量可以有修饰符，局部变量不能有修饰符。

·系统会给成员变量默认值，但局部变量没有默认，必须由用户手工赋值。

2.3　运算符

Java中的运算符包括算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符和位运算符等。下面介绍各个运算符的使用方法。

2.3.1　算术运算符

算术运算符支持整数型数据和浮点数型数据的算术运算，分为双目运算符和单目运算符两种，双目运算符就是连接两个操作数的运算符，这两个操作数分别写在运算符的左右两边；而单目运算符则只使用一个操作数，可以位于运算符的任意一侧，但是有不同的含义。常用的算术运算符如表2-3所示。

表2-3　算术运算符

在使用“++”和“--”运算符时，要注意它们与操作数的位置关系对表达式运算符结果的影响。++或--出现在变量前面时，先执行自增或自减运算，再执行其他运算。出现在变量后面时，先执行其他运算，再执行自增或自减运算。

2.3.2　赋值运算符

赋值运算符的符号为“=”，它的作用是将数据、变量、对象赋值给相应类型的变量。

例如：

复合赋值运算符是在赋值运算符“=”前加上其他运算符。常用的复合赋值运算符如表2-4所示。

表2-4　复合赋值运算符举例

2.3.3　关系运算符

关系运算符用于比较大小，运算结果为boolean型，当关系表达式成立时，运算结果为true，否则运算结果为false。常用的关系运算符如表2-5所示。

表2-5　关系运算符

要注意关系运算符“==”和赋值运算符“=”的区别！

2.3.4　逻辑运算符

逻辑运算符用于对boolean类型结果的表达式进行运算，运算结果总是boolean类型的。常用的逻辑运算符如表2-6所示。

表2-6　逻辑运算符

2.3.5　位运算符

位运算是对操作数以二进制位为单位进行的操作和运算，运算结果均为整数型。位运算符又分为逻辑位运算符和移位运算符两种。

1．逻辑位运算符

逻辑位运算符用来对操作数进行按位运算，包括“~”（按位取反）、“&”（按位与）、“|”（按位或）和“^”（按位异或）。图2-3所示为4个逻辑位运算的示例。

图2-3　逻辑位运算示例

2．移位运算符

移位运算符一般是相对于二进制数据而言的，包括“<<”（左移运算符，num<<1，相当于num乘以2）、“>>”（右移运算符，num>>1，相当于num除以2）和“>>>”（无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐）。

2.3.6　其他运算符

除了前面介绍的几类运算符外，Java中还有一些不属于上述类别的运算符。

1．字符串连接运算符“+”

语句“String s=\"He\"+\"llo\"；”的执行结果为\"Hello\"，“+”除了可用于字符串连接，还能将字符串与其他的数据类型相连成为一个新的字符串。

例如，“String s=\"x\"+123;”结果为\"x123\"。

2．三目运算符?：

三目运算符就是能操作三个数的运算符，如X?Y:Z，X为boolean类型表达式，先计算X的值，若为true，整个三目运算的结果为表达式Y的值，否则整个运算结果为表达式Z的值。

例如：

2.3.7　运算符的优先级

当在一个表达式中存在多个运算符进行混合运算时，会根据运算符的优先级别来决定运算顺序，优先级最高的是括号“（）”，它的使用与数学运算中的括号一样，只是用来指定括号内的表达式要优先处理。例如：

运算符优先级的顺序，如表2-7所示。

表2-7　运算符优先级顺序运算符

例2-2　使用运算符，代码及运行结果如图2-4所示。

图2-4　例2-2运行结果

2.4　流程控制

2.4.1　if条件语句

Java中的if条件语句有4种形式：简单的if条件语句、if-else条件语句、if...else if多分支语句和嵌套if语句。下面分别讲述这几种形式。

1．简单的if条件语句

简单的if条件语句就是对某种条件做出相应的处理。通常表现为“如果满足某种情况，那么就进行某种处理”，语法格式如下。

例如，如果今天下雨，我们就不出去玩，条件语句如下。

2．if-else条件语句

if…else条件语句是条件语句的最通用的形式。通常表现为“如果满足某种条件，就做某种处理，否则做另一种处理”，语

....