Java语言程序设计

本书是Java语言的经典教材，中文版分为基础篇和进阶篇，主要介绍程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构和算法、高级Java程序设计等内容。本书可作为高等院校相关专业程序设计课程的基础教材，也可作为Java语言及编程爱好者的参考资料。

梁勇，阿姆斯特朗亚特兰大州立大学计算机科学系Yamacraw教授。之前曾是普度大学计算机科学系副教授，并曾两次获得普度大学杰出研究奖。他所编写的Java教程在美国大学Java课程中采用率最高。

出版者的话
中文版序
译者序
前言
第19章泛型1
19.1引言1
19.2动机和优点1
19.3定义泛型类和接口4
19.4泛型方法5
19.5示例学习：对一个对象数组进行排序7
19.6原始类型和向后兼容8
19.7通配泛型10
19.8消除泛型和对泛型的限制12
19.9示例学习：泛型矩阵类15
关键术语19
本章小结19
测试题20
编程练习题20
第20章线性表、栈、队列和优先队列21
20.1引言21
20.2合集21
20.3迭代器25
20.4线性表26
20.4.1List接口中的通用方法26
20.4.2数组线性表类ArrayList和链表类LinkedList27
20.5Comparator接口30
20.6线性表和合集的静态方法32
20.7示例学习：弹球35
20.8向量类和栈类38
20.9队列和优先队列40
20.9.1Queue接口40
20.9.2双端队列Deque和链表LinkedList40
20.10示例学习：表达式求值43
关键术语47
本章小结47
测试题47
编程练习题47
第21章集合和映射表53
21.1引言53
21.2集合53
21.2.1HashSet54
21.2.2LinkedHashSet57
21.2.3TreeSet58
21.3比较集合和线性表的性能61
21.4示例学习：统计关键字63
21.5映射表65
21.6示例学习：单词的出现次数69
21.7单元素与不可变的合集和映射表71
关键术语72
本章小结72
测试题72
编程练习题72
第22章开发高效算法75
22.1引言75
22.2使用大O符号来衡量算法效率75
22.3示例：确定大O77
22.4分析算法的时间复杂度81
22.4.1分析二分查找算法81
22.4.2分析选择排序算法81
22.4.3分析汉诺塔问题81
22.4.4常用的递推关系82
22.4.5比较常用的增长函数82
22.5使用动态编程计算斐波那契数83
22.6使用欧几里得算法求很大公约数85
22.7寻找素数的高效算法89
22.8使用分而治之法寻找最近的点对94
22.9使用回溯法解决八皇后问题97
22.10计算几何：寻找凸包99
22.10.1卷包裹算法100
22.10.2格雷厄姆算法101
关键术语102
本章小结102
测试题103
编程练习题103
第23章排序109
23.1引言109
23.2插入排序110
23.3冒泡排序112
23.4归并排序114
23.5快速排序117
23.6堆排序121
23.6.1堆的存储122
23.6.2添加一个新的结点122
23.6.3删除根结点123
23.6.4Heap类124
23.6.5使用Heap类进行排序126
23.6.6堆排序的时间复杂度127
23.7桶排序和基数排序128
23.8外部排序129
23.8.1实现阶段Ⅰ131
23.8.2实现阶段Ⅱ132
23.8.3结合两个阶段133
23.8.4外部排序复杂度136
关键术语136
本章小结136
测试题137
编程练习题137
第24章实现线性表、栈、队列和优先队列141
24.1引言141
24.2线性表的通用特性141
24.3数组线性表144
24.4链表151
24.4.1结点151
24.4.2MyLinkedList类153
24.4.3实现MyLinkedList154
24.4.4MyArrayList和MyLinkedList162
24.4.5链表的变体162
24.5栈和队列163
24.6优先队列167
本章小结168
测试题169
编程练习题169
第25章二叉查找树171
25.1引言171
25.2二叉查找树171
25.2.1表示二叉查找树172
25.2.2查找一个元素173
25.2.3在BST中插入一个元素173
25.2.4树的遍历174
25.2.5BST类176
25.3删除BST中的一个元素184
25.4树的可视化和MVC189
25.5迭代器192
25.6示例学习：数据压缩194
关键术语199
本章小结199
测试题199
编程练习题199
第26章AVL树203
26.1引言203
26.2重新平衡树204
26.3为AVL树设计类205
26.4重写insert方法207
26.5实现旋转207
26.6实现delete方法208
26.7AVLTree类209
26.8测试AVLTree类214
26.9AVL树的时间复杂度分析216
关键术语217
本章小结217
测试题217
编程练习题217
第27章散列219
27.1引言219
27.2什么是散列219
27.3散列函数和散列码220
27.3.1基本数据类型的散列码220
27.3.2字符串类型的散列码221
27.3.3压缩散列码221
27.4使用开放地址法处理冲突222
27.4.1线性探测222
27.4.2二次探测法223
27.4.3再哈希法224
27.5使用链地址法处理冲突225
27.6装填因子和再散列226
27.7使用散列实现映射表227
27.8使用散列实现集合235
关键术语241
本章小结242
测试题242
编程练习题242
第28章图及其应用244
28.1引言244
28.2基本的图术语245
28.3表示图247
28.3.1表示顶点247
28.3.2表示边：边数组248
28.3.3表示边：Edge对象248
28.3.4表示边：邻接矩阵249
28.3.5表示边：邻接线性表249
28.4图建模251
28.5图的可视化261
28.6图的遍历263
28.7深度优先搜索（DFS）264
28.7.1DFS的算法264
28.7.2DFS的实现265
28.7.3DFS的应用267
28.8示例学习：连通圆问题268
28.9广度优先搜索（BFS）270
28.9.1BFS的算法270
28.9.2BFS的实现271
28.9.3BFS的应用272
28.10示例学习：9枚硬币反面问题273
关键术语278
本章小结278
测试题278
编程练习题278
第29章加权图及其应用283
29.1引言283
29.2加权图的表示284
29.2.1加权边的表示：边数组284
29.2.2加权邻接矩阵285
29.2.3邻接线性表285
29.3WeightedGraph类286
29.4最小生成树292
29.4.1最小生成树算法293
29.4.2完善Prim的MST算法295
29.4.3MST算法的实现295
29.5寻找最短路径298
29.6示例学习：加权的9枚硬币反面问题305
关键术语308
本章小结308
测试题309
编程练习题309
第30章多线程和并行程序设计314
30.1引言314
30.2线程的概念314
30.3创建任务和线程315
30.4Thread类318
30.5示例学习：闪烁的文本320
30.6线程池322
30.7线程同步324
30.7.1synchronized关键字326
30.7.2同步语句327
30.8利用加锁同步327
30.9线程间协作329
30.10示例学习：生产者／消费者333
30.11阻塞队列336
30.12信号量338
30.13避免死锁339
30.14线程状态340
30.15同步合集341
30.16并行编程342
关键术语346
本章小结346
测试题347
编程练习题347
第31章网络350
31.1引言350
31.2客户端／服务器计算351
31.2.1服务器套接字351
31.2.2客户端套接字351
31.2.3通过套接字进行数据传输352
31.2.4客户端／服务器示例353
31.3InetAddress类357
31.4服务多个客户358
31.5发送和接收对象361
31.6示例学习：分布式井字游戏365
关键术语376
本章小结376
测试题376
编程练习题376
第32章Java数据库程序设计379
32.1引言379
32.2关系型数据库系统379
32.2.1关系结构380
32.2.2完整性约束381
32.3SQL383
32.3.1在MySQL上创建用户账户383
32.3.2创建数据库384
32.3.3创建和删除表385
32.3.4简单插入、更新和删除386
32.3.5简单查询387
32.3.6比较运算符和布尔运算符387
32.3.7操作符like、between—and和isnull388
32.3.8列的别名388
32.3.9算术运算符389
32.3.10显示互不相同的记录389
32.3.11显示排好序的记录390
32.3.12联结表390
32.4JDBC391
32.4.1使用JDBC开发数据库应用程序392
32.4.2从JavaFX访问数据库396
32.5PreparedStatement398
32.6CallableStatement400
32.7获取元数据403
32.7.1数据库元数据403
32.7.2获取数据库表404
32.7.3结果集元数据405
关键术语406
本章小结406
测试题407
编程练习题407
第33章JavaServerFaces411
33.1引言411
33.2开始使用JSF411
33.2.1创建一个JSF项目412
33.2.2一个基本的JSF页面412
33.2.3JSF的受管JavaBean414
33.2.4JSF表达式416
33.3JSFGUI组件418
33.4处理表单421
33.5示例学习：计算器425
33.6会话跟踪428
33.7验证输入430
33.8将数据库与facelet绑定434
33.9打开一个新的JSF页面439
关键术语445
本章小结445
测试题445
编程练习题446
附录AJava关键字451
附录BASCII字符集452
附录C操作符优先级表453
附录DJava修饰符454
附录E特殊浮点值455
附录F数系456
附录G位操作460
附录H正则表达式461
附录I枚举类型465

前    言Introduction to Java Programming, Comprehensive Version, Tenth Edition许多读者就本书之前的版本给出了很多反馈。这些评论和建议极大地改进了本书。这一版在表述、组织、示例、练习题以及附录方面都进行了极大的增强，包括： 用JavaFX取代了Swing。JavaFX是一个用于开发Java GUI程序的新框架，它极大地简化了GUI程序设计，比Swing更易于学习。 在GUI程序设计之前介绍异常处理、抽象类和接口，若教师选择不教授GUI的内容，可以直接跳过第14～16章。 在第4章便开始介绍对象和字符题串，从而使得学生可以较早地使用对象和字符串来开发有趣的程序。 包含更多新的有趣示例和练习题 ，用于激发学生兴趣。在配套网站（www.cs. armstrong.edu/liang/intro10e/或www.pearsonhighered.com/liang）上还为教师提供了100多道编程练习题。 本书采用基础优先的方法，在设计自定义类之前，首先介绍基本的程序设计概念和技术。选择语句、循环、方法和数组这样的基本概念和技术是程序设计的基础，它们为学生进一步学习面向对象程序设计和高级Java程序设计做好准备。 本书以问题驱动的方式来教授程序设计，将重点放在问题的解决而不是语法上。我们通过使用在各种应用情景中引发思考的问题，使得程序设计的介绍也变得更加有趣。前面章节的主线放在问题的解决上，引入合适的语法和库以支持编写解决问题的程序。为了支持以问题驱动的方式来教授程序设计，本书提供了大量不同难度的问题来激发学生的积极性。为了吸引各个专业的学生来学习，这些问题涉及很多应用领域，包括数学、科学、商业、金融、游戏、动画以及多媒体等。 本书将程序设计、数据结构和算法无缝集成在一起，采用一种实用性的方式来教授数据结构。首先介绍如何使用各种数据结构来开发高效的算法，然后演示如何实现这些数据结构。通过实现，学生获得关于数据结构效率，以及如何和何时使用某种数据结构的深入理解。最后，我们设计和实现了针对树和图的自定义数据结构。 本书广泛应用于全球各大学的程序设计入门、数据结构和算法课程中。完全版包括程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构、算法、并行、网络、数据库和Web程序设计。这个版本旨在把学生培养成精通Java的程序员。基础篇可用于程序设计的第一门课程（通常称为CS1）。基础篇包含完全版的前18章内容，前13章适合准备AP计算机科学考试（AP Computer Science Exam）的人员使用。 教授编程的最好途径是通过示例，而学习编程的唯一途径是通过动手练习。本书通过示例对基本概念进行了解释，提供了大量不同难度的练习题供学生进行实践。在我们的程序设计课程中，每次课后都布置了编程练习。 我们的目标是编写一本可以通过各种应用场景中的有趣示例来教授问题求解和程序设计的教材。如果您有任何关于如何改进本书的评论或建议，请通过以下方式与我联系。 Y. Daniel Liangy.daniel.liang@gmail.comwww.cs.armstrong.edu/liangwww.pearsonhighered.com/liang本版新增内容本版对各个细节都进行了全面修订，以增强其清晰性、表述、内容、例子和练习题。本版主要的改进如下： 更新到Java 8版本。 由于Swing被JavaFX所替代，因此所有的GUI示例和练习题都使用JavaFX改写。 使用lambda表达式来简化JavaFX和线程中的编程。 在配套网站上为教师提供了100多道编程练习题，并给出了答案。这些练习题没有出现在教材中。 在第4章就引入了数学方法，使得学生可以使用数学函数编写代码。 在第4章就引入了字符串，使得学生可以早点使用对象和字符串开发有趣的程序。 GUI编程放在抽象类和接口之后介绍，若教师选择不教授GUI内容的话，可以直接跳过这些章节。 第4、14、15和16章是全新的章节。 第28和29章大幅改写，对最小生成树和最短路径使用更加简化的方法实现。 教学特色本书使用以下要素组织素材： 教学目标  在每章开始处列出学生应该掌握的内容，学完这章后，学生能够判断自己是否达到这个目标。 引言  提出代表性的问题，以便学生对该章内容有一个概括了解。 要点提示  突出每节中涵盖的重要概念。 复习题  按节组织，帮助学生复习相关内容并评估掌握的程度。 示例学习  通过精心挑选示例，以容易理解的方式教授问题求解和程序设计概念。本书使用多个小的、简单的、激发兴趣的例子来演示重要的概念。 本章小结  回顾学生应该理解和记住的重要主题，有助于巩固该章所学的关键概念。 测试题  测试题是在线的，让学生对编程概念和技术进行自我测试。 编程练习题  为学生提供独立应用所学新技能的机会。练习题的难度分为容易（没有星号）、适中（*）、难（**）和具有挑战性（***）四个级别。学习程序设计的窍门就是实践、实践、再实践。所以，本书提供了大量的编程练习题。 注意、提示、警告和设计指南  贯穿全书，对程序开发的重要方面提供有价值的建议和见解。 注意  提供学习主题的附加信息，巩固重要概念。 提示  教授良好