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本书是一本系统全面、实用性强的Java编程入门教材，旨在帮助初学者从零开始掌握Java语言的核心知识与编程技能。本书首先介绍了Java的历史、特点及开发环境的搭建，包括JDK的安装与配置、Eclipse等工具的使用；随后详细讲解Java的基本语法、变量与常量、运算符与控制结构，帮助读者快速入门。在面向对象编程部分，书中深入探讨了类与对象、封装、继承、多态、抽象类、接口以及内部类等核心概念，并结合常用类的实际应用，强化理论与实践的结合。本书还涵盖了Java的高级特性，包括数组与集合框架、异常处理机制、多线程编程、输入输出与文件管理、对象序列化等内容。最后，书中通过实际案例介绍了数据库编程（JDBC）、图形用户界面（Swing）设计以及网络编程（TCP/UDP通信），使读者能够将所学知识应用于实际开发中。全书配有大量代码示例、图表和流程图，每章还附有习题，帮助读者巩固知识并提升编程能力。

第1章  Java简介	1
1.1  Java的历史与特点	1
1.1.1  Java的历史	1
1.1.2  Java的特点	1
1.2  Java平台	3
1.2.1  Java平台的组成	3
1.2.2  Java平台的标准化规范	9
1.3  Java开发工具	15
1.3.1  集成开发环境	15
1.3.2  构建工具	16
1.3.3  代码版本控制工具	18
1.3.4  测试工具	18
1.4  JDK的安装与环境变量的配置	20
1.4.1  下载和安装JDK	20
1.4.2  配置环境变量	21
1.5  Eclipse开发工具	23
1.5.1  Eclipse的安装与启动	23
1.5.2  Eclipse开发程序示例	25
1.6  习题	27
第2章  Java的编程基础	28
2.1  Java的基本语法	28
2.1.1  Java的基本语法格式	28
2.1.2  Java中的注释	29
2.1.3  Java中的标识符	30
2.1.4  Java中的关键字	30
2.1.5  Java中的转义字符	32
2.2  Java的变量与常量	34
2.2.1  Java变量的定义	34
2.2.2  Java变量的数据类型	35
2.2.3  Java变量的类型转换	37
2.2.4  Java变量的类型	38
2.2.5  Java常量	40
2.2.6  引用数据类型	42
2.3  运算符与表达式	42
2.3.1  运算符	42
2.3.2  表达式	45
2.3.3  运算符的注意事项与优化	46
2.4  控制结构	48
2.4.1  条件控制结构	48
2.4.2  循环控制结构	54
2.4.3  跳转控制结构	59
2.4.4  高级控制结构	61
2.5  习题	62
第3章  面向对象编程	63
3.1  类与对象	63
3.1.1  类与对象的概念	63
3.1.2  定义类与创建对象	64
3.2  构造函数	67
3.2.1  构造函数的定义	67
3.2.2  构造函数的类型	69
3.2.3  构造函数的重载	71
3.2.4  this关键字	72
3.2.5  构造函数的最佳实践	73
3.2.6  实例初始化块	74
3.2.7  对象的构造过程	75
3.3  封装、继承与多态	76
3.3.1  封装	76
3.3.2  继承	84
3.3.3  多态	92
3.4  抽象类	95
3.4.1  抽象类的定义	95
3.4.2  抽象类的特性	96
3.4.3  抽象类的实现	96
3.4.4  抽象类的实例	98
3.5  接口	100
3.5.1  接口的基本概念	100
3.5.2  接口的实现与使用	100
3.5.3  接口的特性	101
3.5.4  接口与抽象类的区别	103
3.5.5  Compareable和Coloneable接口	105
3.6  内部类	109
3.6.1  内部类的定义	109
3.6.2  内部类的类型	110
3.6.3  内部类的生命周期和作用域	113
3.6.4  选择和使用内部类	115
3.7  Java中的常用类	116
3.7.1  Object类	116
3.7.2  String类与StringBuilder类	119
3.7.3  Scanner类	122
3.7.4  模式匹配	125
3.7.5  Date类	129
3.7.6  Calendar类	131
3.7.7  Math类	134
3.8  习题	137
第4章  数组与集合框架	141
4.1  数组	141
4.1.1  数组的基本概念	141
4.1.2  数组的创建与初始化	141
4.1.3  数组的基本操作	142
4.1.4  多维数组	150
4.2  集合框架	153
4.2.1  集合框架的主要接口与实现类	153
4.2.2  泛型与集合框架	154
4.3  List接口及其实现	155
4.3.1  List 接口的定义	155
4.3.2   List 接口的主要方法	156
4.3.3  List 接口的实现类	157
4.4  Set接口及其实现	163
4.4.1  Set 接口的定义	163
4.4.2  HashSet 类的实现	164
4.4.3  TreeSet 类的实现	166
4.4.4  HashSet 类和 TreeSet 类的对比	167
4.5  Map接口及其实现	168
4.5.1  Map 接口的定义	168
4.5.2  HashMap类	169
4.5.3  TreeMap类	171
4.5.4  HashMap 类和 TreeMap 类的对比	173
4.6  习题	174
第5章  异常处理	175
5.1  异常类与异常对象	175
5.1.1  异常类	175
5.1.2  异常对象	178
5.1.3  throw关键字和throws关键字	179
5.2  try-catch-finally 语句	181
5.2.1  语法结构	181
5.2.2  异常的传播	184
5.2.3  try-catch-finally 语句使用的注意事项	185
5.3  自定义异常	186
5.4  习题	188
第6章  多线程编程	189
6.1  线程	189
6.1.1  线程概述	189
6.1.2  创建线程	194
6.1.3  线程的生命周期	199
6.1.4  线程的应用场景	208
6.2  线程同步与通信	209
6.2.1  线程同步	209
6.2.2  线程通信	216
6.3  习题	221
第7章  输入/输出与文件管理	222
7.1  流	223
7.1.1  字节流	224
7.1.2  字符流	233
7.1.3  节点流和过滤流	242
7.2  文件的管理	244
7.2.1  File类	245
7.2.2  Files类	247
7.2.3  错误处理与异常捕获	250
7.3  对象序列化	252
7.4  习题	258
第8章  数据库编程	259
8.1  JDBC接口	259
8.1.1  JDBC的基本工作流程	260
8.1.2  JDBC的架构	261
8.2  连接数据库	263
8.2.1  加载数据库驱动	263
8.2.2  获取数据库连接	267
8.3  执行SQL语句	270
8.3.1  SQL语句概述	270
8.3.2  使用Statement执行SQL语句	271
8.4  处理结果集	280
8.4.1  ResultSet对象	280
8.4.2  遍历结果集	283
8.5  习题	285
第9章  图形用户界面	287
9.1  Swing简介	287
9.1.1  Swing基本概念	287
9.1.2  Swing与AWT的区别	290
9.2  创建窗口与面板	290
9.2.1  创建JFrame窗口	290
9.2.2  创建面板	293
9.2.3  嵌套面板	295
9.2.4  多面板的布局管理器组合	296
9.2.5  组件的常用属性	297
9.3  处理事件	300
9.3.1  事件的基本概念	300
9.3.2  事件监听器	301
9.3.3  事件对象	305
9.3.4  事件适配器	306
9.4  习题	307
第10章  网络编程	309
10.1  核心类与接口	309
10.1.1  java.net包	309
10.1.2  Socket类	310
10.1.3  ServerSocket类	312
10.1.4  DatagramSocket类	313
10.1.5  java.nio包	314
10.2  TCP网络通信编程	317
10.2.1  Java TCP通信基本概念	317
10.2.2  Socket类与ServerSocket类详解	319
10.2.3  TCP通信实例	320
10.3  UDP网络通信编程	323
10.3.1  Java UDP通信基本概念	323
10.3.2  DatagramSocket实现UDP Socket	325
10.3.3  UDP通信实例	326
10.4  习题	329

在信息技术飞速发展的今天，Java作为一门历史悠久且应用广泛的编程语言，始终保持着其强大的生命力和影响力。无论是在企业级应用、移动开发、云计算领域，还是在大数据处理等领域，Java都扮演着举足轻重的角色。鉴于此，我们精心编写了本书，旨在为初学者提供一本系统、全面、易于理解且实用性强的Java入门指南。
本书内容涵盖Java语言的基础知识和核心概念，包括Java简介、Java的编程基础、面向对象编程、数组与集合框架、异常处理、多线程编程、输入/输出与文件管理、数据库编程、图形用户界面、网络编程等方面。每章的内容都经过精心设计和编排，力求做到理论与实践相结合，既注重理论知识的讲解，又通过丰富的实例代码和实际应用场景，帮助读者更好地理解和运用所学知识。
在编写过程中，我们特别注重以下几点。
（1）循序渐进，易于上手：本书从Java的基本概念入手，逐步深入到复杂的高级特性。每章的内容都建立在前一章的基础上，确保读者能够循序渐进地掌握Java编程的精髓。
（2）实例丰富，注重实践：本书穿插了大量的实例代码，这些代码不仅可以用于解释和演示理论知识点，还可以提供丰富的应用场景和实用技巧，帮助读者更好地理解和运用所学知识。同时，我们也鼓励读者动手实践，通过编写代码加深理解和巩固知识。
（3）图文并茂，直观易懂：通过丰富的图表、流程图和代码截图，将复杂的编程概念和过程直观地呈现出来，降低学习难度，提高学习效率。
（4）习题配套，巩固知识：每章末尾都附有精心设计的习题，旨在帮助读者巩固所学知识，检验学习效果，并进一步提升编程能力。这些习题既有理论题，也有编程题，旨在全面地考察读者的学习成果。
此外，本书还着重介绍Java的开发工具和环境配置，如JDK的安装与配置、Eclipse等集成开发环境的使用等，让读者能够快速搭建起自己的开发环境，为后续的编程实践打下坚实的基础。
本书由张亚楠、张冰、王姚主编，其中张亚楠编写第2章、第3章、第7章；张冰编写第1章、第4章、第6章；王姚编写第5章、第8~10章。
我们相信，通过本书的学习，读者能够掌握Java编程的基本技能，为后续的高级编程和项目开发奠定坚实的基础。同时，我们也希望读者能够勤于实践，勇于探索，将所学知识应用于实际工作，不断提升自己的编程能力和技术水平。
最后，衷心感谢所有参与本书编写、审阅和校对工作的同仁们，他们的辛勤付出和无私奉献使得本书得以顺利出版。同时，也感谢广大读者对本书的厚爱与支持，你们的意见和建议是我们不断进步的动力。愿本书能够成为你学习Java编程的良师益友，助你迈向编程世界的成功之路！

张亚楠，博士，副教授，哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院，硕士生导师。主要研究方向为强化学习、自编程、参数自更新，主持工业和信息化部重点任务"2023 年工业机器人实时操作系统及集成开发环境项目（招标编号：2340STCZB1929）”子任务"工艺模型参数自学习及模型自更新方法研究”；主编和参与编写《ROS2源代码分析与工程应用》（清华大学出版社）等教材。

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