Java面向对象程序设计

适应院校教学和技能型人才培养。

课程体系由浅入深、关联递进、易学易用。

任务式推进讲解、案例化教学。

以动手能力为培养目标。

以项目经验提升实用性。

前 言

习近平总书记在党的二十大报告中指出：“教育是国之大计、党之大计。培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题。”高校作为国家战略科技力量，要坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才。

党的二十大报告提出了全面建成社会主义现代化强国的宏伟蓝图和实践路径，为党和国家的各项事业指明了前进方向，在第五部分提出“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”，指明了高校作为国家战略科技力量的定位和任务要求，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才。本书以学生为中心，内容实用、通俗易懂，构建了完整的知识体系，课程教学目标不仅在于使学生掌握Java面向对象程序设计的基本概念、基本理论和实用技术，培养学生分析解决实际问题的能力，更要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，注重科学思维方法的训练，形成严谨的科学态度，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

本书从实用性出发、以模块化、任务式、案例化教学，注重实战经验传递和提升动手能力，教学过程中边讲边练，激发学习者的学习兴趣，提升学习的成就感，建立对所学知识和技能的信心，是对传统学习模式的改进。本书具有以下特点：

适应院校教学和技能型人才培养。本书课程体系专门为应用型本科或高等职业院校量身打造，根据高校教学特点，在设计课程体系时根据教学目标采用逆向课程设计，确保本课程与院校课程协调一致，最大化满足高校人才培养的需求。

课程体系由浅入深、关联递进、易学易用。课程体系设计以企业需求为基础，以符合教学和学生学习规律为原则，技能点逐层深入，避免初学者出现畏难心理。

任务式推进讲解、案例化教学。本书从实战出发，以任务式推进技能点讲解，让学生更加明确学习目标，书中应用了大量案例，并对案例实现进行了分析讲解，便于读者掌握，以提高学习效果。

以动手能力为培养目标。本书注重培养实践能力，以是否能够独立完成实践项目为检验学习效果的标准，在教学和学习过程中，读者要认真完成本书中示例代码、实践项目。

以项目经验提升实用性。本书中加入了大量经验分享，在实践项目中加入了完整的注释，示例和实践项目代码更贴近实际开发，以期提升学生分析问题、解决问题的能力。

本书共分为16章，各章核心内容如下：

第1章重点讲解程序的概念、Java语言的特点、Java技术平台、Java开发步骤和Java集成开发环境的安装与配置。

第2章讲解Java基础语法，包括注释、变量、数据类型、关键字、基本输入输出等，以及Java的编码规则和命名规范。

第3章讲解Java中的算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、运算符的优先级和条件表达式。

第4章讲解基本的if条件判断语句、多重if选择结构、嵌套if选择结构等复杂的选择结构。

第5章讲解Java中的while循环、do-while循环和for循环等循环控制语句。

第6章讲解一维数组、二维数组的创建、遍历，数组排序和Arrays类及其常用方法。

第 7 章讲解类和对象、定义类、创建和使用对象、成员方法、成员变量、构造方法等面向对象的相关知识。

第8章讲解继承、子类重写父类方法、继承关系中的构造方法、多态等。

第 9 章讲解面向对象中的接口，包括接口的定义和使用、接口的特点、面对接口编程等技能。

第10章讲解Java中的异常、使用try-catch-finally处理异常、使用throw、throws抛出异常、使用断点调试程序。

第11章讲解java.lang包中的常用类，如字符串String类、StringBuffer类、StringBuilder类、包装类、Math类、枚举类型、Date类、Calendar类、SimpleDateFormat类等。

第12章讲解Java集合框架和泛型，主要包括ArrayList、LinkedList、HashMap、使用Iterator接口遍历集合、泛型在集合中的应用等相关技术。

第13章讲解File 与I/O操作。首先学习File类，对文件或目录的属性进行操作，然后通过讲解字节流FileInputStream和FileOutputStream类、字符流BufferedReader和BufferedWriter类，实现对文本文件的输入/输出操作，再讲解字节流DataInputStream和DataOutputStream类读写二进制文件，最后讲解开发中常用的读写图片的方法。

第14章讲解进程、线程、线程的生命周期、线程同步等核心技能，帮助读者掌握多线程开发的技能。

第15章讲解Java数据库编程技术，包括JDBC原理、连接数据库、使用JDBC API对数据库进行操作等核心技能。

第16章讲解Java网络编程技术，包含网络基础知识、基于TCP协议的Socket编程、基于UDP协议的Socket编程、使用URLConnection类访问网络和使用HttpURLConnection类访问网络等技术。

本书在中国指挥与控制学会指导下，由统信国基（北京）科技有限公司联合烟台黄金职业学院共同编写。如有不足之处恳请读者批评指正，意见建议请发邮件至unioninfo@163.com。

新一代信息技术的快速发展正在深刻改变着世界，希望通过我们的努力，帮助您掌握实用技术，成为高素质技能型人才。

编 者

2024年9月于烟台黄金职业学院

前言

第1章 初识Java 1
任务1 理解程序的定义 2
任务2 了解Java语言的发展历史和特性 2
任务3 了解Java技术体系及Java程序
开发步骤 4
任务4 能够正确搭建Java开发环境 5
任务5 使用记事本开发第一个Java程序 14
任务6 使用常用集成开发环境开发Java
程序 15
本章小结 20
本章习题 21
第2章 Java基础语法 22
任务1 掌握Java中注释的方法 23
任务2 理解Java编码规范 24
任务3 理解Java关键字和定义标识符的
规则 25
任务4 掌握Java基本数据类型和类型
转换 26
任务5 能够使用Java基本输入与输出 34
本章小结 37
本章习题 37
第3章 运算符与表达式 39
任务1 能够正确使用运算符 39
任务2 掌握表达式的用法 47
任务3 理解运算符的优先级 48
本章小结 49
本章习题 50
第4章 选择结构 52
任务1 理解流程控制 53
任务2 使用if语句处理单分支结构问题 53
任务3 使用if...else语句处理双分支结构
问题 55
任务4 使用选择语句的嵌套处理复杂问题 56
任务5 使用多分支if选择结构处理复杂
问题 58
任务6 使用switch结构解决特定问题 60
本章小结 63
本章习题 63
第5章 循环结构 65
任务1 使用while语句实现循环结构 65
任务2 使用do-while语句实现循环结构 66
任务3 使用for语句实现循环结构 69
任务4 使用多重循环解决复杂问题 71
任务5 使用break、continue等跳转语句
控制程序流程 73
本章小结 76
本章习题 76
第6章 数组 78
任务1 理解和使用一维数组 79
任务2 使用增强for循环遍历数组 82
任务3 数组排序 83
任务4 向数组中插入元素 88
任务5 使用二维数组处理复杂问题 90
任务6 遍历二维数组 91
任务7 掌握Arrays类及其常用方法 93
本章小结 95
本章习题 95
第7章 类和对象 98
任务1 理解面向对象 99
任务2 使用面向对象进行程序设计 101
任务3 成员变量及其作用域 107
任务4 成员方法及方法重载 109
任务5 构造方法与重载 111
任务6 使用封装实现对类的可控访问 116
任务7 在Java中正确使用包 119
任务8 在Java中使用访问修饰符 121
本章小结 122
本章习题 124
第8章 继承和多态 127
任务1 使用继承实现代码复用 128
任务2 使用abstract实现抽象类与抽象
方法 136
任务3 实现多态的表现形式 140
任务4 多态的应用 143
本章小结 148
本章习题 149
第9章 接口 151
任务1 定义和实现接口 151
任务2 使用接口实现道路车辆监控功能 156
本章小结 159
本章习题 160
第10章 异常与程序调试 162
任务1 Java异常体系结构 162
任务2 使用try-catch-finally处理异常 165
任务3 使用throw、throws抛出异常 170
任务4 使用断点调试程序 174
本章小结 177
本章习题 177
第11章 常用工具类 181
任务1 使用String类操作字符串 182
任务2 使用StringBuffer类处理字符串 190
任务3 使用StringBuilder类处理字符串 191
任务4 使用枚举类型 192
任务5 使用包装类进行数据类型转换 194
任务6 使用Math类处理数学运算 196
任务7 使用Date类和Calendar类操作
日期时间 197
任务8 使用SimpleDateFormat类格式化
时间 201
本章小结 203
本章习题 203
第12章 Java集合框架 205
任务1 理解Java集合框架 206
任务2 使用ArrayList集合存储数据 206
任务3 使用LinkedList存储数据 209
任务4 使用HashMap存储数据 212
任务5 使用HashSet集合存取数据 214
任务6 使用Iterator接口遍历集合 216
任务7 使用泛型集合 217
本章小结 219
本章习题 220
第13章 File与I/O流 223
任务1 使用File类操作文件或目录
属性 223
任务2 Java的输入/输出流 227
任务3 读写文本文件 228
任务4 读写二进制文件 234
任务5 使用BufferedImage和ImageIO类
读写图片 236
本章小结 238
本章习题 239
第14章 Java多线程 240
任务1 理解线程 241
任务2 在Java中实现多线程 242
任务3 掌握线程的状态 245
任务4 线程调度 246
任务5 实现线程同步 251
任务6 线程间通信 256
本章小结 259
本章习题 260
第15章 JDBC数据库编程 262
任务1 理解JDBC原理 263
任务2 掌握JDBC访问数据库步骤 264
任务3 获取数据库连接 265
任务4 使用PreparedStatement对象操作
数据库 271
任务5 数据库事务 281
本章小结 283
本章习题 284
第16章 Java网络编程 288
任务1 理解网络编程 288
任务2 使用基于TCP协议的Socket编程 291
任务3 使用基于UDP协议的Socket编程 300
任务4 使用URLConnection访问网络 303
任务5 使用HttpURLConnection访问
网站信息 305
本章小结 308
本章习题 310

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