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17 1.3 Networks 20 Network Connections 20 Local-Area Networks and Wide-Area Networks 22 The Internet 23 The World Wide Web 24 Uniform Resource Locators 25 1.4 The Java Programming Language 26 A Java Program 28 Comments 30 Identifiers and Reserved Words 31 White Space 34 1.5 Program Development 36 Programming Language Levels 36 Editors, Compilers, and Interpreters 39 Development Environments 40 Syntax and Semantics 41 Errors 42 1.6 Object-Oriented Programming 44 Problem Solving 45 Object-Oriented Software Principles 46 Chapter 2 Data and Expressions 57 2.1 Character Strings 58 The print and println Methods 58 String Concatenation 60 Escape Sequences 63 2.2 Variables and Assignment 65 Variables 65 The Assignment Statement 67 Constants 69 2.3 Primitive Data Types 71 Integers and Floating Points 71 Characters 73 Booleans 74 2.4 Expressions 75 Arithmetic Operators 75 Operator Precedence 76 Increment and Decrement Operators 80 Assignment Operators 81 2.5 Data Conversion 83 Conversion Techniques 85 2.6 Interactive Programs 87 The Scanner Class 87 2.7 Graphics 92 Coordinate Systems 92 Representing Color 94 2.8 Applets 95 Executing Applets Using the Web 98 2.9 Drawing Shapes 99 The Graphics Class 99 Software Failure： NASA Mars Climate Orbiter and Polar Lander 111 Chapter 3 Using Classes and Objects 113 3.1 Creating Objects 114 Aliases 116 3.2 The String Class 118 3.3 Packages 122 The import Declaration 124 3.4 The Random Class 126 3.5 The Math Class 129 3.6 Formatting Output 132 The NumberFormat Class 132 The DecimalFormat Class 134 The printf Method 135 3.7 Enumerated Types 138 3.8 Wrapper Classes 141 Autoboxing 143 3.9 Components and Containers 143 Frames and Panels 144 3.10 Nested Panels 148 3.11 Images 151 Chapter 4 Writing Classes 159 4.1 Classes and Objects Revisited 160 4.2 Anatomy of a Class 162 Instance Data 167 UML Class Diagrams 167 4.3 Encapsulation 169 Visibility Modifiers 170 Accessors and Mutators 171 4.4 Anatomy of a Method 172 The return Statement 174 Parameters 175 Local Data 175 Bank Account Example 176 4.5 Constructors Revisited 181 4.6 Graphical Objects 182 4.7 Graphical User Interfaces 191 4.8 Buttons 192 4.9 Text Fields 196 Software Failure： Denver Airport Baggage Handling System 205 Chapter 5 Conditionals and Loops 207 5.1 Boolean Expressions 208 Equality and Relational Operators 209 Logical Operators 210 5.2 The if Statement 213 The if-else Statement 216 Using Block Statements 219 Nested if Statements 223 5.3 Comparing Data 226 Comparing Floats 226 Comparing Characters 227 Comparing Objects 228 5.4 The while Statement 230 Infinite Loops 234 Nested Loops 236 The break and continue Statements 239 5.5 Iterators 241 Reading Text Files 242 5.6 The ArrayList Class 245 5.7 Determining Event Sources 248 5.8 C heck Boxes and Radio Buttons 251 Check Boxes 251 Radio Buttons 255 Software Failure： Therac-25 267 Chapter 6 More Conditionals and Loops 269 6.1 The switch Statement 270 6.2 The Conditional Operator 274 6.3 The do Statement 275 6.4 The for Statement 279 The for-each Loop 282 Comparing Loops 284 6.5 Drawing with Loops and Conditionals 285 6.6 Dialog Boxes 291 Chapter 7 Object-Oriented Design 301 7.1 Software Development Activities 302 7.2 Identifying Classes and Objects 303 Assigning Responsibilities 305 7.3 Static Class Members 305 Static Variables 306 Static Methods 306 7.4 C lass Relationships 310 Dependency 310 Dependencies Among Objects of the Same Class 310 Aggregation 316 The this Reference 320 7.5 Interfaces 322 The Comparable Interface 327 The Iterator Interface 328 7.6 Enumerated Types Revisited 329 7.7 Method Design 332 Method Decomposition 333 Method Parameters Revisited 338 7.8 Method Overloading 343 7.9 Testing 345 Reviews 346 Defect Testing 346 7.10 GUI Design 349 7.11 Layout Managers 350 Flow Layout 352 Border Layout 356 Grid Layout 359 Box Layout 361 7.12 Borders 365 7.13 C ontainment Hierarchies 369 Software Failure： 2003 Northeast Blackout 377 Chapter 8 A rrays 379 8.1 A rray Elements 380 8.2 Declaring and Using Arrays 381 Bounds Checking 384 Alternate Array Syntax 389 Initializer Lists 389 Arrays as Parameters 390 8.3 A rrays of Objects 392 8.4 C ommand-Line Arguments 402 8.5 Variable Length Parameter Lists 404 8.6 Two-Dimensional Arrays 408 Multidimensional Arrays 412 8.7 P olygons and Polylines 413 The Polygon Class 416 8.8 Mouse Events 418 8.9 Key Events 427 Software Failure： LA Air Traffic Control 441 Chapter 9 Inheritance 443 9.1 C reating Subclasses 444 The protected Modifier 447 The super Reference 450 Multiple Inheritance 453 9.2 Overriding Methods 455 Shadowing Variables 457 9.3 C lass Hierarchies 458 The Object Class 460 Abstract Classes 461 Interface Hierarchies 463 9.4 Visibility 463 9.5 Designing for Inheritance 466 Restricting Inheritance 467 9.6 The Component Class Hierarchy 468 9.7 Extending Adapter Classes 471 9.8 The Timer Class 475 Software Failure： Ariane 5 Flight 501 485 Chapter 10 P olymorphism 487 10.1 Late Binding 488 10.2 P olymorphism via Inheritance 489 10.3 P olymorphism via Interfaces 502 10.4 Sorting 504 Selection Sort 505 Insertion Sort 511 Comparing Sorts 512 10.5 Searching 513 Linear Search 513 Binary Search 515 Comparing Searches 519 10.6 Designing for Polymorphism 519 10.7 Event Processing 521 10.8 F ile Choosers 522 10.9 C olor Choosers 525 10.10 Sliders 527 Chapter 11 Exceptions 537 11.1 Exception Handling 538 11.2 Uncaught Exceptions 539 11.3 The try-catch Statement 540 The finally Clause 544 11.4 Exception Propagation 545 11.5 The Exception Class Hierarchy 549 Checked and Unchecked Exceptions 552 11.6 IO Exceptions 553 11.7 Tool Tips and Mnemonics 557 11.8 C ombo Boxes 564 11.9 Scroll Panes 569 11.10 Split Panes 572 Chapter 12 R ecursion 583 12.1 R ecursive Thinking 584 Infinite Recursion 584 Recursion in Math 585 12.2 R ecursive Programming 586 Recursion vs. Iteration 589 Direct vs. Indirect Recursion 589 12.3 Using Recursion 590 Traversing a Maze 591 The Towers of Hanoi 596 12.4 R ecursion in Graphics 601 Tiled Pictures 601 Fractals 604 Chapter 13 Collections 617 13.1 C ollections and Data Structures 618 Separating Interface from Implementation 618 13.2 Dynamic Representations 619 Dynamic Structures 619 A Dynamically Linked List 620 Other Dynamic List Representations 625 13.3 Linear Data Structures 627 Queues 627 Stacks 628 13.4 Non-Linear Data Structures 631 Trees 631 Graphs 632 13.5 The Java Collections API 634 Generics 634 Appendix AGlossary 641 Appendix B Number Systems 665 Appendix CThe Unicode Character Set 673 Appendix D Java Operators 677 Appendix E Java Modifiers 683 Appendix FJava Coding Guidelines 687 Appendix G Java Applets 693 Appendix H R egular Expressions 695 Appendix I Javadoc Documentation Generator 697 Appendix J The PaintBox Project 703 Appendix K GUI Events 715 Appendix L Java Syntax 719 Appendix M The Java Class Library 733 Appendix N A nswers to Self-Review Questions 735 內容試閱： 导读 诞生于20世纪90年代中期的Java编程语言，开创了一个全新的编程思维模式，并迅速风靡于整个IT业界。从Java开始，涌现出了许多各具特色的面向对象编程工具。Java语言不仅可用于开发大型软件，而且也特别适合于开发Web应用，目前已成为网络时代最重要的程序设计语言之一，并且其开发工具和功能也正随着网络技术的不断发展而同步进行更新。Java语言已经成为事实上适合初学者学习面向对象程序设计的首选语言。 本书是一本学习Java编程的入门性教材，也是读者初步了解面向对象思想及实现方法的一本理想读物。全书深入、透彻地分析了Java语言的面向对象机制，指导读者如何在学会设计类和对象前先学会使用类和对象，以大量程序实例体现了面向对象的核心概念（如类、对象、重载、接口及多态性等）和封装、继承等机制，并基于解决问题的思路灵活运用各种Java程序设计技术，详细示范了一些典型算法的实现方法。 本书注重完整的程序设计实践，每一章都附有大量具有可实践性的程序实例、自测题、练习题、编程项目，以及富有趣味性的图形用户界面设计实例，以着重培养读者的软件设计能力和解决问题的能力。每章末尾的软件失误案例虽然短小，但它们是来自于现实世界的惨痛教训，其目的在于培养读者（未来的程序员）质量高于一切的思想，强调良好的软件设计思想和严谨合理的设计规范的重要性。各章末尾的图形设计之路部分，为图形设计的教学提供了较大的灵活性，它们可作为相对独立的一部分根据需要在教学上进行取舍。 本书在前一版的基础上，优化了程序实例的屏幕输出结果，对练习题和编程项目进行了调整，以更适应教学的要求。此外，对占本书相当篇幅的附录进行了全面更新，以反映Java语言本身的调整并与正文各章相呼应。 本书中译本译者 前言 欢迎使用本书第八版。多年来，本书能够得到广大师生的厚爱，这使作者深感欣慰。这一版本做了进一步的内容优化和完善，充实了一些关键技术问题的重点讲解和概念分析。 本版的改进 本书中最大的几处变化如下： 更新了所有的屏幕截图结果。 新增的屏幕截图用于展示界面选项。 优化了各章末尾的练习题及编程项目。 调整了所有的代码，以保持缩进及间距的一致性。 强化对Java翻译、文本文件输入输出（IO）及其他几个主题的讨论。 来自读者的反馈意见表明，本书的内容及基本结构符合教学的需求。因此本版仍然以一种清晰且渐进的方式突出核心的基础概念，并在每一章的图形设计之路（Graphics Track）部分讨论图形和图形用户界面（GUI），为图形设计的教学提供较大的灵活性。此外，本书轻松随意的文风和颇有趣味的程序实例一直是吸引读者的亮点。 书中展示的针对图形程序而截取的屏幕截图，包括那些具有GUI的程序，都已经进行了更新。以前的几个版本在编排上有些过时，因此这一版本中对此进行了更新，以方便教学。 对于某些图形程序，增加了更多的屏幕截图，以方便展示在不同情形下或者窗口尺寸有变化时程序窗口的显示效果。 这一版本中，还着重强调了每一章末尾的练习题和编程项目。新版对这些内容进行了添加、提炼和修改，以提供更合适、更反映现实的实践题集。 贯穿全书的示例，在某些方面存在与空白字符的用法不一致的情况。作者仔细检查了每一个示例，并对代码段进行了梳理，以尽量确保符合空白字符用法的要求。 最后，按照惯例，书中强化了对问题的分析，虽然有些是一笔带过，但更多的是深入探讨。特别是第1章突出了对Java翻译过程的讲解，而全书强调的是术语JVM（Java 虚拟机）而不是解释器（interpreter）。用于解释Java翻译过程的图示也进行了更新。书中还更新了关于文本文件输入输出的讨论，并给出了新的示例。 本书的基石 本书是基于下面的基本思想编写的，相信这有助于使其成为一本优秀的教材。 真正的面向对象。讲解完全面向对象方法的教材必须使用对象语言，即所有问题都应该用面向对象的术语来讨论。但这并不意味着对书中的第一个程序就必须讨论多个类和方法的编写方式，学生应当在学会编写对象之前先了解如何使用对象。本书采用一种自然的学习进程，使学生逐步达到具有设计实际的面向对象解决方案的能力。 良好的程序设计实践。本书的主要目的不是教学生如何编程，而是讲解如何写出好的软件。二者是有差别的。编写软件并不是按照说明完成一套动作，一个好程序也远非仅仅是一些语句的集合。本书汇集了一些可作为良好程序设计基础的实践经验，它们不仅应用于本书所有的实例，而且还会在讨论中进一步强化。学生将学会如何解决问题及如何实现设计方案。全书贯穿了基本的软件工程技术的讲解，软件失误案例通过生动的实例展示了不遵循这些程序设计实践原则所带来的后果，它们是软件工程基本技术的补充。 程序实例。通过程序实例来学习编程是一种最佳途径。全书通过大量已完整实现的实例来讲解特定的概念。书中穿插列举了易于理解的小例子和实用的大例子，二者相辅相成，并对图形和非图形实例的采用进行了合理的选择。 图形用户界面。图形能够激发学生极大的学习兴趣，而且图形设计可以充当面向对象应用的绝佳实例。因此，几乎每一章都安排了精心设计的几部分，称为图形设计之路，它们包含事件处理和图形用户界面的使用。随着图形设计主题讨论的进展，学生将很自然地学会以适当的方式创建GUI。对于不需要学习图形设计的学生，则可以跳过这部分内容。 各章概述 第1章（计算机系统概述）一般性地介绍计算机系统，包括计算机基本结构和硬件、网络、程序设计及语言翻译。本章对Java语言也进行了介绍，并讨论了通用程序开发的基础和面向对象编程。这一章广泛涵盖了学生需要了解的开发环境介绍。 第2章（数据与表达式）探讨Java程序中使用的一些基本数据类型和计算表达式的用法，还讲解了数据类型间的转换及如何借助标准的Scanner类与用户进行交互式输入。 第3章（类与对象）讲解预定义类的使用及其对象的创建方法。这些类和对象用于处理字符串、产生随机数、执行复杂计算和格式化输出。此外还讨论了枚举数据类型。 第4章（编写类）分析了与类和方法的编写有关的问题，包括实例数据、可见性、引用范围、方法参数和返回类型。此外还讨论了封装和构造方法。与编写类相关的其他问题在第6章讨论。 第5章（条件判断与循环）讨论用于判断的布尔表达式的用法，然后详细地讲解了if语句和while循环语句。一旦建立了循环，就可引入迭代的概念，并进一步讨论用Scanner类不断接收、解析输入数据及读取文本文件的方法。最后，介绍了可用于管理大量对象的ArrayList类。 第6章（其他条件判断与循环）讨论第5章未涉及的其他Java条件语句（switch）和循环语句（do，for），包括for循环语句的增强版本。for-each循环语句也可用于处理迭代和ArrayList对象。 第7章（面向对象设计）进一步深入和扩展了关于类的设计问题的讨论，包括解决问题时需要确定类和对象的识别技术，以及类与对象间的关系。本章还探讨了静态类成员、接口及枚举型类的设计。这一章对方法设计和方法重载也进行了讨论。 第8章（数组）详细讲解了数组及数组的处理。将作为最基本的程序设计数据结构的数组与高层次的对象管理方法进行了对比分析。此外，还讨论了命令行参数、可变长度参数表及多维数组。 第9章（继承）讲解类的派生及其相关概念，例如类层次、重写和可见性。本章还强调了应合理使用继承性，以及在软件设计中使用继承的原则。 第10章（多态性）探讨了绑定的概念及绑定与多态性的关系。接着，讲解了如何使用继承或接口实现多态性，并利用排序示范了多态性。最后，讨论了有关多态性的程序设计问题。 第11章（异常）关注Java标准库中用于定义异常的类层次结构，以及定义用户异常对象的方法。同时还讨论了处理输入输出异常时的方法，并分析了一个编写文本文件的程序实例。 第12章（递归）讲解递归的概念、递归的实现及合理使用递归的方法，并利用几个不同应用领域的程序实例，演示了递归技术如何使得某些特定问题解决得更完美。 第13章（集合）涉及集合的概念及其基本数据结构，并进一步探讨了抽象概念和经典的数据结构。此外，还介绍了泛型。本章可作为CS2（计算机科学课程第二阶段）的入门性内容。 补充资料① 学生的在线资源 可从本书的关联网站www.pearsonhighered.comlewis获取如下的学生在线资源： 书中所有程序的源代码。 Java 开发环境的链接。 在线练习和评估② MyProgrammingLab（程序设计实验室）可帮助学生全面掌握程序设计的逻辑性、语义和句法。在编程项目中，学生可以进行实际的练习并即时获得问题反馈信息，从而可提高那些对一些常用的基本概念和高级程序设计语言范例感到困惑的初学者的编程能力。 MyProgrammingLab是一个辅助学生自主学习和完成课外作业的工具，其中包括了配合本书教学内容和组织结构的数百个小型练习题。对于学生，该工具可对学生提交的代码自动检查逻辑和句法错误，并提供明确的错误提示信息，使学生能够分析出错在何处、为什么出错。对于教师，该工具提供了一个综合性的记分册，可跟踪记录学生的正确答案和错误答案，并可保存学生提交的代码供教师审阅。 MyProgrammingLab提供给本书读者使用，实现该工具的合作方是TC（Turings Craft），即CodeLab 交互式程序设计训练系统的开发者。通过查看来自教师和学生的反馈信息，或在学习本书课程时使用该工具（访问网站www.myprogramminglab.com），可以全面了解MyProgrammingLab的功能和用法。 教师资源③ 下面的补充材料仅供教师使用。访问培生教育教师资源中心（www.pearsonhighered.comirc），可以得到如何获取下述资源的信息： 幻灯片文件使用PowerPoint制作的幻灯片。 习题答案包括习题解答和编程项目解

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