Java程序设计（慕课版）

普通高等院校应用型人才培养“十三五”规划教材

Java程序设计

（慕课版）

焦铬王映龙刘青云主编

蒋劼李翔范双南副主编

内容简介

本书以面向对象的设计思想为主线，结合Java的最新特性，详细讲解了Java的基础

语法，逐步引入面向对象思想，重点解释面向对象的三大特征、接口及应用和程序设计方

法等重要知识点，并深入讲解字符串处理、标准类库、异常处理、输入/输出处理、图形化

界面、多线程、JDBC和网络编程等方面的编程方法。

本书注重可读性和实用性，内容全面、讲解细致，所有例题都经过精心的设计，既能

帮助学生理解知识，又具有启发性。

本书适合作为普通高等院校计算机等相关专业Java语言程序设计教材，也可以作为

全国计算机等级考试（二级）Java程序设计的辅导用书，以及Java编程爱好者的自学参

考书。

图书在版编目（CIP）数据

Java程序设计：慕课版/焦铬，王映龙，刘青云主编.—

北京：中国铁道出版社有限公司，2019.9

普通高等院校应用型人才培养“十三五”规划教材

ISBN978-7-113-25943-3

Ⅰ.①J…Ⅱ.①焦…②王…③刘…Ⅲ.①JAVA语言－

程序设计－高等学校－教材Ⅳ.①TP312.8

中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第171755号

书名：Java程序设计（慕课版）

作者：焦铬王映龙刘青云

策划：曹莉群编辑部电话2019

责任编辑：周海燕彭立辉

封面设计：刘颖

责任校对：张玉华

责任印制：郭向伟

出版发行：中国铁道出版社有限公司（100054，北京市西城区右安门西街8号）

网址：/51eds/

印刷：三河市宏盛印务有限公司

版次：2019年9月第1版2019年9月第1次印刷

开本：787mm×1092mm1/16印张：18.5字数：446千

书号：ISBN978-7-113-25943-3

定价：49.00元

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书，如有印制质量问题，请与本社教材图书营销部联系调换。电话：（010）63550836

打击盗版举报电话：（010）51873659

前言

根据2019年3月TOIBE发布的编程语言排行榜，Java语言仍是全球编程使用

率最高的语言之一。市场调研机构Gartner公布了2018年第四季度智能手机市场

报告，报告显示基于Java的Android操作系统占全球智能手机市场的88%和平板

计算机市场的65%，Java语言也广泛地应用于移动设备的编程。随着物联网和“互

联网+”与传统行业的深度结合，社会需要大量精通Java的工程师，人才市场需求

旺盛。

本书采用基础优先的方式，从编程基础开始，逐步引入面向对象思想，重点解释

面向对象的三大特征和接口的编程方法，深入讲解Java输入/输出、异常处理、图形

化界面、多线程、JDBC和网络编程等知识点，注重教材的可读性和实用性，所有例

题都经过精心的设计，既能帮助读者理解知识，又具有启发性。

本书的主要特点如下：

（1）紧跟设计开发的步伐，很多章节都涉及Java的最新特性，软件都使用当前

流行的较新版本。

（2）每章都增加了一个综合案例设计，把本章及前面章节的知识点很好地串联起

来，使读者能更好地理解和运用。

（3）多线程是Java语言的一大特点，占有很重要的地位，通过有针对性的例子

使读者掌握多线程的概念，并使用多线程来解决实际问题。

（4）数据库的使用无处不在，本书中增加了深受中小企业欢迎的MySQL数据库

的使用，重点讲解了Java使用JDBC操作MySQL、SQLServer数据库的方法。

（5）增加了网络编程的知识，在读者学完Java语言的基础知识后，为学生深入

学习网络编程打下基础。

（6）开发了MOOC教学资源网站，方便线上线下学习。

本书由衡阳师范学院、江西农业大学、湖南交通工程学院的老师合作编写，由焦铬、

王映龙、刘青云任主编，蒋劼、李翔、范双南任副主编。具体编写分工：第1～3、12章

由焦铬和王映龙编写，第6、7、9、11章由蒋劼和范双南编写，第4、5、8、13章由刘青云

编写，第10章由李翔编写。另外，林睦纲、雷天齐、赵军霞等老师参与了第1、6、7章

的编写工作，全书由焦铬统稿。

在本书的编写过程中，编者根据多年的教学经验，结合Java的最新特性，整理出适

于读者学习，并提供相应编程思路的源程序；开发了MOOC教学资源网站，方便线上线

I

Java程序设计（慕课版）

下学习，Java语言程序设计优质课程建设网站网址/course/

201741979.html。

本书得到湖南省普通高等学校教学改革研究项目（湘教通〔2018〕436号，No:

516）、教育部2018年第一批产学合作协同育人项目（201801193033）和衡阳师范学

院优质课程“Java语言程序设计”项目的支持，涉及的案例具有很强的实用性和代表性。

本书提供教学课件、源程序和习题答案，有教学需要的老师可以在中国铁道出版

社有限公司的网站上下载，也可以发邮件向编者索取。编者的联系方式：

jiaoge@126.com。

由于时间仓促，编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者批

评指正。

编者

2019年5月

II

目录

目录

第1章Java开发入门.........................................................................................1

1.1Java语言的发展...........................................................................................1

1.2Java语言的特点...........................................................................................3

1.2.1Java语言的优点................................................................................3

1.2.2Java与其他程序设计语言的异同......................................................4

1.3Java的运行与开发环境................................................................................5

1.3.1JavaJDK下载与安装........................................................................5

1.3.2配置环境变量....................................................................................6

1.3.3JavaAPI文档....................................................................................7

1.4Java程序举例..............................................................................................8

1.4.1Java程序开发步骤............................................................................8

1.4.2编写Java源程序...............................................................................9

1.4.3编译和运行.......................................................................................9

1.5Eclipse开发工具........................................................................................10

1.5.1Eclipse的安装.................................................................................10

1.5.2Eclipse的汉化.................................................................................12

1.5.3Eclipse进行程序开发......................................................................13

1.5.4Eclipse程序调试.............................................................................17

1.6综合案例....................................................................................................19

小结....................................................................................................................20

习题....................................................................................................................21

第2章Java程序设计基础................................................................................22

2.1标识符和关键字.........................................................................................22

2.1.1标识符.............................................................................................22

2.1.2关键字.............................................................................................23

2.1.3注释................................................................................................23

2.2常量和变量................................................................................................24

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

2.2.2变量与赋值.....................................................................................25

2.2.3变量的作用域..................................................................................25

2.3基本数据类型.............................................................................................28

2.3.1数据类型的分类..............................................................................28

2.3.2整数类型.........................................................................................29

2.3.3浮点类型.........................................................................................30

2.3.4字符类型.........................................................................................30

2.3.5布尔类型.........................................................................................31

2.3.6字符串类型.....................................................................................31

I

Java程序设计（慕课版）

2.3.7数据类型转换..................................................................................32

2.4运算符和表达式.........................................................................................33

2.4.1算术运算符与算术表达式...............................................................33

2.4.2赋值运算符与赋值表达式...............................................................34

2.4.3关系运算符与关系表达式...............................................................35

2.4.4逻辑运算符与逻辑表达式...............................................................36

2.4.5条件运算符.....................................................................................36

2.4.6位运算符.........................................................................................37

2.4.7运算符的优先级..............................................................................39

2.5程序控制语句.............................................................................................40

2.5.1语句概述.........................................................................................40

2.5.2选择语句.........................................................................................40

2.5.3循环语句.........................................................................................44

2.5.4跳转语句.........................................................................................47

2.6综合案例....................................................................................................48

小结....................................................................................................................50

习题....................................................................................................................51

第3章数组......................................................................................................53

3.1一维数组....................................................................................................53

3.1.1一维数组的声明..............................................................................53

3.1.2一维数组分配空间..........................................................................54

3.1.3一维数组的初始化..........................................................................55

3.1.4一维数组的访问..............................................................................55

3.1.5一维数组的应用举例......................................................................56

3.2二维数组....................................................................................................57

3.2.1二维数组的声明..............................................................................57

3.2.2创建二维数组..................................................................................58

3.2.3二维数组的初始化..........................................................................58

3.2.4二维数组的访问..............................................................................59

3.2.5二维数组的应用举例......................................................................60

3.3Arrays类....................................................................................................60

3.3.1数组的排序.....................................................................................61

3.3.2填充数据元素..................................................................................61

3.3.3数组的比较.....................................................................................62

3.3.4数组的复制.....................................................................................62

3.3.5数组的查找.....................................................................................64

3.4综合案例....................................................................................................65

小结....................................................................................................................67

习题....................................................................................................................68

第4章面向对象程序设计.................................................................................70

4.1Java程序结构............................................................................................70

4.1.1Java程序层次结构..........................................................................70

4.1.2Java工程结构及源码示例...............................................................71

II

目录

4.2类和对象....................................................................................................72

4.2.1类的定义.........................................................................................72

4.2.2对象的创建和使用..........................................................................74

4.2.3指针、引用与对象..........................................................................75

4.2.4对象的this引用..............................................................................76

4.2.5类成员和实例成员..........................................................................77

4.3成员变量与局部变量.................................................................................78

4.3.1成员变量的定义和使用...................................................................78

4.3.2局部变量的定义和使用...................................................................79

4.3.3变量同名问题..................................................................................80

4.4构造器........................................................................................................82

4.4.1构造器的定义..................................................................................82

4.4.2构造器的调用..................................................................................83

4.5初始化块....................................................................................................83

4.5.1代码块.............................................................................................84

4.5.2普通初始化块..................................................................................86

4.5.3静态初始化块..................................................................................88

4.5.4初始化块的执行..............................................................................89

4.6成员方法....................................................................................................91

4.6.1方法的定义和调用..........................................................................92

4.6.2方法的重载.....................................................................................93

4.6.3方法的参数传递机制......................................................................93

4.6.4实参长度可变的方法......................................................................95

4.7封装性........................................................................................................96

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

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

4.7.3类成员的封装和访问控制...............................................................97

4.7.4类的访问控制和import语句...........................................................99

4.8继承性......................................................................................................100

4.8.1类的继承.......................................................................................101

4.8.2方法的重写...................................................................................102

4.8.3super关键字..................................................................................103

4.9多态性......................................................................................................105

4.9.1实现多态.......................................................................................105

4.9.2引用变量的强制类型转换.............................................................107

4.9.3instanceof关键字..........................................................................108

4.10综合案例................................................................................................109

小结...................................................................................................................111

习题...................................................................................................................111

第5章面向对象高级程序设计........................................................................114

5.1类和对象的生存周期...............................................................................114

5.1.1类的加载.......................................................................................114

5.1.2对象的销毁...................................................................................115

III

Java程序设计（慕课版）

5.1.3堆栈和常量池................................................................................116

5.2final修饰符..............................................................................................118

5.2.1final修饰成员变量........................................................................118

5.2.2final修饰局部变量........................................................................119

5.2.3final修饰变量的本质....................................................................120

5.2.4final修饰方法...............................................................................121

5.2.5final修饰类...................................................................................121

5.3抽象类......................................................................................................122

5.3.1抽象类和抽象方法........................................................................122

5.3.2抽象类的作用................................................................................123

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

5.4.1接口的定义...................................................................................125

5.4.2接口继承和使用............................................................................126

5.5内部类......................................................................................................128

5.5.1成员内部类的定义........................................................................128

5.5.2成员内部类的使用........................................................................130

5.5.3匿名内部类...................................................................................132

5.6枚举类......................................................................................................133

5.6.1枚举类的简单使用........................................................................133

5.6.2枚举类的定义................................................................................135

5.7其他特殊类..............................................................................................136

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

5.7.2单例类...........................................................................................137

5.7.3不可变类.......................................................................................138

5.8综合案例..................................................................................................139

小结..................................................................................................................141

习题..................................................................................................................142

第6章字符串处理..........................................................................................144

6.1String类...................................................................................................144

6.1.1构造字符串...................................................................................144

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

6.2StringBuffer和StringBuilder类...............................................................146

6.3综合案例..................................................................................................147

小结..................................................................................................................152

习题..................................................................................................................152

第7章Java标准类库.....................................................................................153

7.1数据类型包装器.......................................................................................153

7.1.1基本数据类型对应的包装类.........................................................153

7.1.2包装类的使用................................................................................154

7.2System和Runtime类...............................................................................154

7.3Math和Random类..................................................................................155

7.4日期时间实用工具类...............................................................................159

7.5集合类......................................................................................................165

IV

目录

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

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

7.5.3Set接口及其实现..........................................................................167

7.5.4List接口及其实现.........................................................................171

7.5.5Map接口及其实现........................................................................172

7.6综合案例..................................................................................................174

小结..................................................................................................................182

习题..................................................................................................................183

第8章异常处理机制......................................................................................185

8.1异常概述..................................................................................................185

8.2异常的体系结构.......................................................................................186

8.3异常处理机制...........................................................................................187

8.3.1捕获异常.......................................................................................187

8.3.2声明抛弃异常................................................................................190

8.3.3访问异常信息................................................................................191

8.4手动抛出异常...........................................................................................191

8.5自定义异常类...........................................................................................192

8.6异常处理规则...........................................................................................194

8.7综合案例..................................................................................................195

小结..................................................................................................................200

习题..................................................................................................................200

第9章输入/输出处理.....................................................................................203

9.1I/O流的概念和划分.................................................................................203

9.2字节流和字符流处理...............................................................................204

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

9.4综合案例..................................................................................................208

小结..................................................................................................................210

习题..................................................................................................................211

第10章多线程...............................................................................................213

10.1多线程的概念和创建..............................................................................213

10.2线程的调度及生命周期..........................................................................214

10.2.1线程调度.....................................................................................215

10.2.2线程生命周期..............................................................................218

10.3多线程同步....