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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IDE11

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continue184

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/O449

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GregorianCalendar503

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Label630

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/O677

17.1 引言678

17.2 在Java中如何处理文本I/O678

17.3 文本I/O与二进制I/O679

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/O692

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O824

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MVC949

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 SQL1178

32.4 JDBC1189

32.5 PreparedStatement1197

32.6 CallableStatement1199

32.7 获取元数据1202

第33章 JavaServer Faces1213

33.1 引言1214

33.2 开始使用JSF1214

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