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| 編輯推薦： |
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学习大数据环境下的编程技术，在学习Java基础知识的同时，体会大数据编程的开发过程。
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| 內容簡介： |
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本书根据大数据专业教学需要，以反转课堂的教学形式，从数据处理的角度，对于Java中涉及的基础知识进行了优化整理，所选内容充分衔接大数据处理相关基础内容，为大数据专业后续的并行编程、分布式数据库管理提供语言和思想基础。全书共7章和1个附录，包括Java概述及其Linux环境下IDEA开发工具的使用、Java语言基础、类与对象、Java中常用类、异常处理、Java I/O、容器类、Linux环境下伪分布式Hadoop的简单部署等内容。本书内容基本覆盖了Java基础中与数据处理相关的知识点，程序代码给出了详细的注释和解释，能够使初学者轻松领会Java技术精髓，快速掌握Java开发技能。在教学实践中也可利用本书提供的七个主题内容，开展反转课堂教学。反转课堂主题内容紧扣章节内容，立足于Java基础知识，精选大数据处理过程涉及的内容，提出一些略高于基础的问题供学生分组讨论发言。本书配套有丰富的教学资源，包括微视频、教学PPT、源代码等，方便读者更高效地学习Java程序设计相关知识内容。 本书设计符合目前数据科学方向的研究生、本科、大专、高职院校大数据专业的课时及教学大纲，非常适合高校相关专业教学使用，也适合有志于大数据领域学习的Java初学者自学使用。
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| 目錄：
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第1章面向对象程序设计语言Java/1
1.1面向对象编程概述1
1.1.1面向对象的程序设计思想1
1.1.2面向对象编程的主要特征2
1.2Java程序设计语言概述4
1.2.1Java发展历史4
1.2.2Java语言特点6
1.2.3JVM、JRE与JDK7
1.3大数据与Java7
1.4Linux环境下Java开发环境搭建8
1.4.1下载JDK8
1.4.2在CentOS 8中安装JDK9
1.4.3IDEA简介11
1.4.4IntelliJ IDEA安装配置11
1.5IntelliJ IDEA Java开发快速入门12
小结17
习题18
第2章Java基础语法/19
2.1Java的第一个程序19
2.2标识符、关键字与注释21
2.2.1标识符21
2.2.2关键字21
2.2.3注释22
2.3Java语言中的数据基本表达方式23
2.3.1基础数据类型23
2.3.2变量24
2.3.3常量25
2.3.4语句与变量的生命周期25
2.3.5转义字符26
2.4运算符与表达式27〖1〗面向大数据的Java程序设计基础（微课版）目录〖3〗〖3〗2.4.1运算符的优先级与结合性27
2.4.2算术运算符28
2.4.3关系运算符30
2.4.4逻辑运算符31
2.4.5条件运算符32
2.4.6按位运算符32
2.4.7移位运算符32
2.4.8赋值运算符33
2.5数据类型转换34
2.5.1数值的自动类型转换34
2.5.2数值的强制类型转换35
2.5.3类型转换需要类型承继关系36
2.6Java语句结构37
2.6.1顺序结构37
2.6.2选择结构37
2.6.3循环结构42
2.7方法47
2.7.1方法概述47
2.7.2方法定义与调用47
2.7.3Java中的方法50
2.8枚举51
2.8.1声明枚举类型51
2.8.2声明枚举类型的变量52
2.8.3枚举类型的应用52
2.9数组53
2.9.1数组类型变量的声明53
2.9.2创建数组对象54
2.9.3数组对象的使用56
2.9.4特殊的数组String ［］ args59
小结60
习题60
主题1数值模拟61
T1.1主题设计目标61
T1.2数值模拟的意义61
T1.3主题准备61
T1.4主题讨论62
T1.5延展讨论63
第3章类、对象与接口/65
3.1面向对象的程序设计概述65
3.2类与对象67
3.2.1建立Java中的类67
3.2.2对象的引用和对象的生成70
3.2.3访问控制73
3.2.4类定义中的多态——重载75
3.2.5类定义中的其他问题77
3.3继承81
3.3.1父类是共同代码的抽象81
3.3.2继承对于对象和引用变量的影响83
3.3.3重写与多态84
3.3.4super与final关键字85
3.3.5引用类型变量的转型87
3.4抽象类88
3.4.1抽象类的定义与功能88
3.4.2抽象类与多态89
3.5接口90
3.5.1接口的功能90
3.5.2接口的定义91
3.5.3Java 8中接口92
3.5.4接口与多态94
3.6多态95
3.6.1多态的概念95
3.6.2重载——多态性的一种表现96
3.6.3重写——多态的核心97
3.7内部类与Lambda方法99
3.7.1内部类99
3.7.2匿名内部类102
3.7.3Lambda表达式103
小结106
习题106
主题2面向对象的程序设计方法107
T2.1主题设计目标107
T2.2面向对象程序设计思路107
T2.3主题准备107
T2.4主题讨论107
T2.5扩展讨论109
第4章常用基础类与函数式接口/111
4.1包111
4.1.1包的概念111
4.1.2类的载入112
4.1.3导出Jar包115
4.1.4API文档118
4.2Object类119
4.2.1toString()方法120
4.2.2相等的对象121
4.3基本数据类型包装类125
4.3.1包装类对象125
4.3.2字符串与数值的转换127
4.4字符串130
4.4.1String类字符串130
4.4.2StringBuffer类字符串135
4.4.3String类与StringBuffer类的区别与联系136
4.5系统时间137
4.5.1System类中的时间表示137
4.5.2Date类138
4.5.3Calendar类139
4.5.4java.time包中简化的时间表示142
4.6工具类144
4.6.1数学运算工具类——Math类144
4.6.2数组服务类——Arrays类145
4.7函数式接口与函数式对象147
4.7.1Supplier模板147
4.7.2Consumer模板148
4.7.3Function模板150
4.7.4Predicate模板151
4.7.5其他模板151
4.7.6Arrays类中使用的函数式接口152
小结154
习题155
第5章异常处理/156
5.1异常基础156
5.1.1程序出错和解决方案156
5.1.2Error和Exception158
5.2异常处理160
5.2.1异常出现160
5.2.2主动异常处理——定义异常处理代码161
5.2.3委托异常处理——方法抛出异常163
5.2.4异常处理的一些注意事项166
5.3异常对象的抛出与定义168
5.3.1异常主动抛出——自定义异常对象的生成与抛出169
5.3.2自定义异常类170
小结172
习题172
主题3CSV格式数据转换173
T3.1主题设计目标173
T3.2实验数据的记录173
T3.3主题问题的提出174
T3.4主题讨论175
T3.5主题拓展176
第6章数据的输入与输出/179
6.1Java中的I/O流对象179
6.1.1I/O流的概念179
6.1.2I/O流的分类180
6.1.3I/O流四个基础类: InputStream、OutputStream、Reader、Writer181
6.1.4使用I/O流对象的数据输入/输出基本框架185
6.2结点流185
6.2.1结点流之FileInputStream和FileOutputStream186
6.2.2结点流之FileReader和FileWriter193
6.2.3结点流之ByteArrayInputStream和ByteArrayOutputStream196
6.2.4结点流对象System.out与System.in199
6.3处理流200
6.3.1为字符串服务的处理流200
6.3.2为数据服务的处理流205
6.3.3PrintStream212
6.3.4I/O流管道的构建214
6.4文件系统的管理方法216
6.4.1File类的构造方法216
6.4.2File类的常用方法217
6.5nio.file包中文件管理类223
6.5.1文件系统与路径的抽象223
6.5.2Files类对文件系统的管理224
小结227
习题228
主题4数据存储与文件管理228
T4.1主题设计目标228
T4.2实验数据的记录228
T4.3主题准备——HDFS229
T4.4主题讨论230
T4.5实践完成232
T4.6主题延伸233
主题5缓存调优初探234
T5.1执行效率234
T5.2矩阵乘法——缓存命中率235
T5.3减少调用低速设备的频率236
T5.4尽量利用高速设备作为缓存237
第7章容器框架类/239
7.1容器框架239
7.1.1容器的特点240
7.1.2容器的分类与通用成员方法241
7.1.3容器与泛型244
7.2List容器246
7.2.1List容器的通用方法246
7.2.2List接口实现类249
7.2.3实现Deque接口的LinkedList252
7.3Set容器253
7.3.1Set容器的通用方法253
7.3.2HashSet256
7.3.3TreeSet258
7.4迭代器261
7.4.1Iterable接口262
7.4.2迭代器接口Iterator263
7.4.3双向迭代器接口ListIterator266
7.5Map容器268
7.5.1Map容器通用方法268
7.5.2HashMap类273
7.5.3TreeMap类275
7.6容器的工具类276
7.6.1容器与数组之间的转换276
7.6.2Collections类的主要功能277
7.6.3Collections中容器的包装方法280
7.7针对容器的流式编程——内部迭代实现283
7.7.1配适容器的Stream流283
7.7.2Stream流管道的创建285
7.7.3终端操作collect与Collectors工具类289
小结293
习题293
主题6文本词频统计294
T6.1主题设计目标294
T6.2自行设计程序完成词频统计295
T6.3使用框架方案实现的词频统计298
T6.4拓展讨论: MapReduce框架的模拟重现302
主题7列存储数据表查询的简单实现302
T7.1主题背景302
T7.2数据准备304
T7.3主题讨论304
T7.4主题拓展306
T7.5延伸思考307
附录ALinux环境下伪分布式Hadoop平台的简单部署/309
A.1依赖的操作系统——Linux309
A.2Hadoop伪分布式模式整体流程310
A.3准备工作——Java与SSH的安装310
A.4Hadoop本地(独立)模式的安装312
A.5Hadoop伪分布式模式的安装314
A.6简单HDFS命令320
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| 內容試閱：
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大数据专业作为近几年我国高校新兴建设专业，面临着教师迁移和课程再造的问题，原先通用知识体系需要针对大数据的框架进行重新构建，方能在有限的教学时间内，帮助学生有条理地开展相关学习和研究，减少课程学习的撕裂感，提升学生的学习兴趣，铸造学习成就感。
Java作为一种面向对象的编程语言，其优异的跨平台性和内存管理机制在大数据平台上得以大量应用。现阶段大数据生态圈基本都是建立在JVM这个基础平台上的，这意味着学习Java语言是学习大数据行之有效的敲门砖，Java程序设计的学习也成为大数据专业人才培养中重要的一环。
本书特色
本书根据大数据专业教学实际需要，从数据处理的角度，对Java中涉及的基础知识进行了优化整理。所选内容充分衔接大数据处理技术，为大数据专业后续并行编程、分布式数据管理提供语言和思想基础。另外，本书延续了河南省研究生教育优质课程研究生精品课程——“面向对象技术及应用”的建设成果，设计了以章节为知识单位的反转课堂。教师可以根据学生的学习能力、学时长短和教学内容的难易程度有针对性地构建自己的教学体系，丰富教学手段，提高学生学习的积极性和课堂参与感。
全书理论结合实践，配以趣味性的程序实例，安排有精心设计的主题讨论问题。立足Java基础，面向大数据未来，在精选的知识的基础上尽可能地穿插大数据处理的相关知识，在潜移默化中将大数据技术的一些重要思想和思路植入本课程的学习过程中，争取在教与学的过程中锤炼大数据思维。当然，为了帮助学生在自主学习过程中突破难点，本书在重要章节都配备了课堂讲解视频，视频内容简明扼要、信息丰富，既方便了反转课堂设计，又降低了读者学习难度。
本书设计符合目前数据科学方向的研究生、本科、大专、高职院校大数据专业的课时及教学大纲，非常适合高校相关专业教学使用，也适合有志于大数据领域学习的Java初学者自学使用。这里根据众多大数据专业教学特点、课程教学体系设置以及学生学习进度，假设本书的读者有过C语言的学习经历并且具有一定的Linux系统的操作经验。
内容设置
本书主要内容是Java SE的基础程序设计，语言版本选用了广泛应用于大数据平台的Java 8为基准。全书内容包含7章内容和7个反转教学主题，1个附录。〖1〗面向大数据的Java程序设计基础（微课版）前言〖3〗〖3〗全书知识体系如下。
第1章涉及面向对象的程序设计思想概述、Java程序设计语言概述及历史、大数据与Java之间的关系、开发环境搭建、IntelliJ IDEA开发工具使用方法等内容。通过本章内容的学习，读者可以了解Java语言的历史和现状，Java中重要组件JDK、JRE和JVM之间的关系，理解Java程序设计与大数据专业的关系，熟悉Linux环境下JDK 8的安装配置方法以及集成开发环境的搭建，为后续的Java学习打下理论和实践基础。
第2章是Java语言基础。本章内容主要涵盖Java语言基础语法: 数据类型及转换、运算符、逻辑控制、枚举、数组等内容。对本章内容，学生可以与其他编程语言进行对比性学习，加速学习流程。
第3章涉及类、对象、继承、多态、抽象类、接口、内部类和Lambda表达式等内容。本章是面向对象的核心内容，读者需要适应以数据为核心的程序设计思想，理解多态在构建面向对象的程序中的用途和作用，理解并掌握Lambda表达式与内部类之间的关系。
第4章主要介绍了包的概念和制作方法、Object类等基本概念，并围绕基础类型数据与字符串的转换、字符串处理和计算机中的时间三个问题，介绍了Java中的常用类以及Java 8中的函数式接口。
第5章是Java中的异常处理。这一章介绍了异常的定义和分类，捕获和处理异常对象的方法，以及自定义异常的一些规范。
第6章是Java中的I/O文件处理。这一章介绍了Java中I/O管道的基本设计概念，I/O流对象构造及使用方法，围绕着数据的读写和文件系统管理展开。
第7章是Java中的容器类。这一章主要介绍 List、Set和Map容器的具体特征和使用方法，其中包括服务于容器的迭代器、泛型以及Collections工具类的相关内容，以及基于Stream的流式编程理念。
反转课堂设置对齐章节内容。
主题1可在第2章教学内容完成后实施。旨在锻炼学生计算思维，展示程序设计与生产实践之间的关系，对于学生的创新性思维的培养有一定的作用。
主题2可在第3章教学内容完成后实施。通过讨论与实践的过程，加深学生对于面向对象程序思想的理解，并从中体会面向对象程序设计模式的特点和优势。
主题3可在第5章教学内容完成后实施。通过简单的字符串与数字的转换处理，让学生了解数据预处理过程中的一些技术手段，并体会面向对象的异常处理思想的重要性和优势。
主题4可在第6章教学内容完成后实施。HDFS是现阶段最成熟、最常用的大数据分布式存储的文件系统，但其本质仍然是外部数据源。通过引导学生快速学习少量API文档，将其嫁接于现有知识体系之上，打破大数据的神秘感。
主题5可在第6章教学内容完成后实施。这个主题主要讨论了程序设计中缓存的使用对于程序运行效率的影响，让学生理解程序设计中合理利用高速设备的重要性，对于日后对大数据处理过程优化可以起到积极作用。
主题6可在第7章教学内容完成后实施。单词统计(WordCount)是各种大数据平台的开篇程序，这里立足于Java SE知识体系，逐步将程序思维从串行的数组思维提升到容器思维，再到键值对思维，最后落实到并行的MapReduce框架，引导学生了解串行程序与并行程序之间的联系和区别，明白并行程序设计的一些基本问题。
主题7可在第7章教学内容完成后实施。本主题从熟悉的学生成绩管理系统入手，讨论了大数据存储中常用的列式数据表的存储方法和查询运算方案，从Java的角度引入了分布式数据库的查询原理和工作机制。
为了帮助读者更好地满足主题讨论中的分布式文件系统和MapReduce框架的使用，我们将Linux环境下伪分布式Hadoop的简单部署加入附录中。
创作与致谢
本书由河南理工大学软件学院组织，吴正江、毋东、王海涛负责编写，其中，毋东负责前三章内容的编写工作；王海涛负责主题5、6、7的设计和编写工作；吴正江负责其余部分内容的编写和主题设计工作；翟海霞负责统稿和技术把控、大纲划定等工作。特别感谢高岩教授在本书写作期间提出的宝贵意见和建议。
本书的出版受到河南省研究生教育优质课程研究生精品课程——“面向对象技术及应用”项目和河南理工大学创新团队支持计划的鼎立支持。
本书初次出版，如有宝贵意见和建议，恳请同行专家学者和读者朋友不吝指正，我们将不胜感激，并在重印时及时予以更正。您在使用本书时，发现任何问题或需要帮助，都可以与编者联系，期待与您的交流。
编者
2023年9月
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