Java核心技术卷I基础知识导读-阿里云开发者社区

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Java核心技术卷I基础知识导读

简介:
前  言
致读者
1995年年底,Java语言在Internet舞台一亮相便名声大噪。其原因在于它将有望成为连接用户与信息的万能胶,而不论这些信息来自Web服务器、数据库、信息提供商,还是任何其他渠道。事实上,就发展前景而言,Java的地位是独一无二的。它是一种完全可信赖的程序设计语言,得到了除微软之外的所有厂家的认可。其固有的可靠性与安全性不仅令Java程序员放心,也令使用Java程序的用户放心。Java内建了对网络编程、数据库连接、多线程等高级程序设计任务的支持。
1995年以来,已经发布了Java开发工具包(Java Development Kit)的9个主要版本。在过去的20年中,应用程序编程接口(API)已经从200个类扩展到超过4000个类。现在这些API覆盖了用户界面构建、数据库管理、国际化、安全性以及XML处理等各个不同的领域。
本书是《Java核心技术》第10版的卷Ⅰ。自《Java核心技术》出版以来,每个新版本都尽可能快地跟上Java开发工具箱发展的步伐,而且每一版都重新改写了部分内容,以便适应Java的最新特性。在这一版中,已经反映了Java 标准版(Java SE 8)的特性。
与前几版一样,本版仍然将读者群定位在那些打算将Java应用到实际工程项目中的程序设计人员。本书假设读者是一名具有程序设计语言(除Java之外)坚实背景知识的程序设计人员,并且不希望书中充斥着玩具式的示例(诸如,烤面包机、动物园的动物或神经质的跳动文本)。这些内容绝对不会在本书中出现。本书的目标是让读者充分理解书中介绍的Java语言及Java类库的相关特性,而不会产生任何误解。
在本书中,我们选用大量的示例代码演示所讨论的每一个语言特性和类库特性。我们有意使用简单的示例程序以突出重点,然而,其中的大部分既不是赝品也没有偷工减料。它们将成为读者自己编写代码的良好开端。
我们假定读者愿意(甚至渴望)学习Java提供的所有高级特性。例如,本书将详细介绍下列内容:
面向对象程序设计
反射与代理
接口与内部类
异常处理
泛型程序设计
集合框架
事件监听器模型
使用Swing UI工具箱进行图形用户界面设计
并行操作
随着Java类库的爆炸式增长,一本书无法涵盖程序员需要了解的所有Java特性。因此,我们决定将本书分为两卷。卷I(本书)集中介绍Java语言的基本概念以及图形用户界面程序设计的基础知识。卷Ⅱ(高级特性)涉及企业特性以及高级的用户界面程序设计,其中详细讨论下列内容:
流API
文件处理与正则表达式
数据库
XML处理
注释
国际化
网络编程
高级GUI组件
高级图形
原生方法
本书中难免出现错误和不准确之处。我们很想知道这些错误,当然,也希望同一个问题只被告知一次。我们在网页http://horstmann.com/corejava中以列表的形式给出了常见的问题、bug修正和解决方法。在勘误页(建议先阅读一遍)最后附有用来报告bug并提出修改意见的表单。如果我们不能回答每一个问题或没有及时回复,请不要失望。我们会认真地阅读所有的来信,感谢您的建议使本书后续的版本更清晰、更有指导价值。
关于本书
第1章概述Java与其他程序设计语言不同的性能。解释这种语言的设计初衷,以及在哪些方面达到了预期的效果。然后,简要叙述Java诞生和发展的历史。
第2章详细论述如何下载和安装JDK以及本书的程序示例。然后,通过编译和运行3个典型的Java程序(一个控制台应用、一个图形应用、一个applet),指导读者使用简易的JDK、可启用Java的文本编辑器以及一个Java IDE。
第3章开始讨论Java 语言。这一章涉及的基础知识有变量、循环以及简单的函数。对于C或C++程序员来说,学习这一章的内容将会感觉一帆风顺,因为这些语言特性的语法本质上与C语言相同。对于没有C语言程序设计背景,但使用过其他程序设计语言(如Visual Basic)的程序员来说,仔细地阅读这一章是非常必要的。
面向对象程序设计(Object-Oriented Programming, OOP)是当今程序设计的主流,而Java是一种完全面向对象的语言。第4章将介绍面向对象两个基本成分中最重要的——封装,以及Java语言实现封装的机制,即类与方法。除了Java语言规则之外,还对如何完成合理的OOP设计给出了忠告。最后,介绍奇妙的javadoc工具,它将代码注释转换为一组包含超链接的网页。熟悉C++的程序员可以快速地浏览这一章,而没有面向对象程序设计背景的程序员应在进一步学习Java之前花一些时间了解OOP的有关概念。
类与封装仅仅是OOP中的一部分,第5章将介绍另一部分——继承。继承使程序员可以使用现有的类,并根据需要进行修改。这是Java程序设计中的一个基础技术。Java中的继承机制与C++的继承机制十分相似。C++程序员只需关注两种语言的不同之处即可。
第6章展示如何使用Java的接口。接口可以让你的理解超越第5章的简单继承模型。掌握接口可以充分获得Java的完全的面向对象程序设计能力。介绍接口之后,我们将转而介绍lambda表达式(lambda expression),这是一种简洁的方法,用来表述可以在以后某个时间点执行的代码块。本章还将介绍Java的一个有用的技术特性——内部类。
第7章讨论异常处理(exception handling),即Java的一种健壮机制,用于处理可正常运行程序可能出现意外的情况。异常提供了一种将正常处理代码与错误处理代码分开的有效手段。当然,即使程序能够处理所有异常条件,仍然有可能无法按照预计的方式工作。这一章的后半部分将给出大量实用的调试技巧。
第8章概要介绍泛型程序设计。泛型程序设计可以让程序更可读、更安全。我们会展示如何使用强类型机制,而舍弃不安全的强制类型转换,以及如何处理与旧版本Java兼容所带来的复杂问题。
第9章讨论的是Java平台的集合框架。如果希望收集多个对象并在以后获取这些对象,就应当使用集合,而不要简单地把这些元素放在一个数组中,这是这种情况下最适用的做法。这一章会介绍如何充分利用内建的标准集合。
第10章开始介绍GUI程序设计。我们会讨论如何建立窗口、如何在窗口中绘图、如何利用几何图形绘图、如何采用多种字体格式化文本,以及如何显示图像。
第11章将详细讨论抽象窗口工具包(abstract window toolkit,AWT)的事件模型。你会看到如何编写代码来响应事件,如鼠标点击事件或按键事件。同时,你还会看到如何处理基本的GUI元素,如按钮和面板。
第12章详细讨论Swing GUI工具包。Swing工具包允许建立跨平台的图像用户界面。在这里你会了解各种按钮、文本组件、边框、滑块、列表框、菜单以及对话框的有关内容。不过,一些更高级的组件会在卷II中讨论。
第13章介绍如何将程序部署为应用或applet。在这里我们会描述如何将程序打包在JAR文件中,以及如何使用Java Web Start和applet机制在Internet上发布应用。另外还会解释Java程序部署之后如何存储和获取配置信息。
第14章是本书的最后一章,这一章将讨论并发,并发能够让程序任务并行执行。在当今这个时代,大多数处理器都有多个内核,你往往希望这些内核都在工作,并发是Java技术的一个重要而且令人振奋的应用。
附录列出了Java语言的保留字。
约定
本书使用以下图标表示特殊内容。
注释:“注释”信息会用这样的“注释”图标标志。
提示:“提示”信息会用这样的“提示”图标标志。
警告:对于可能出现的危险,我们用一个“警告”图标做出警示。
C++注释:在本书中有许多用来解释Java与C++之间差别的C++注释。对于没有C++程序设计背景,或者不擅长C++程序设计、把它当做一场噩梦不愿再想起的程序员来说,可以跳过这些注释。
Java提供了一个很大的程序设计库,即应用程序编程接口。第一次使用API调用时,我们会在该节的结尾给出一个概要描述。这些描述十分通俗易懂,希望能够比联机API文档提供更多的信息。类、接口或方法名后面的编号是介绍该特性的JDK版本号,如下例所示:
应用程序编程接口1.2
程序(源代码见本书网站)以程序清单形式给出,例如:
程序清单1-1 InputTest/InputTest.java
示例代码
本书网站http://horstmann.com/corejava以压缩的形式提供了书中的所有示例代码。可以用熟悉的解压缩程序或者用Java开发包中的jar实用程序解压这个文件。有关安装Java开发包和示例代码的详细信息请参看第2章。



目  录
译者序
前言
致谢
第1章 Java程序设计概述  
第2章 Java程序设计环境  
第3章 Java的基本程序设计结构  
第4章 对象与类  
4.1 面向对象程序设计概述 
4.1.1 类  
4.1.2 对象  
4.1.3 识别类 
4.1.4 类之间的关系 
4.2 使用预定义类  
4.2.1 对象与对象变量 
4.2.2 Java类库中的LocalDate类  
4.2.3 更改器方法与访问器方法 
4.3 用户自定义类  
4.3.1 Employee类  
4.3.2 多个源文件的使用  
4.3.3 剖析Employee类  
4.3.4 从构造器开始  
4.3.5 隐式参数与显式参数  
4.3.6 封装的优点  
4.3.7 基于类的访问权限  
4.3.8 私有方法  
4.3.9 f?inal实例域  
4.4 静态域与静态方法  
4.4.1 静态域  
4.4.2 静态常量  
4.4.3 静态方法  
4.4.4 工厂方法  
4.4.5 main方法  
4.5 方法参数  
4.6 对象构造  
4.6.1 重载  
4.6.2 默认域初始化 
4.6.3 无参数的构造器 
4.6.4 显式域初始化  
4.6.5 参数名  
4.6.6 调用另一个构造器  
4.6.7 初始化块  
4.6.8 对象析构与finalize方法  
4.7 包  
4.7.1 类的导入  
4.7.2 静态导入  
4.7.3 将类放入包中  
4.7.4 包作用域  
4.8 类路径  
4.8.1 设置类路径
4.9 文档注释  
4.9.1 注释的插入  
4.9.2 类注释  
4.9.3 方法注释  
4.9.4 域注释  
4.9.5 通用注释  
4.9.6 包与概述注释  
4.9.7 注释的抽取  
4.10 类设计技巧  
第5章 继承  
5.1 类、超类和子类  
5.1.1 定义子类  
5.1.2 覆盖方法  
5.1.3 子类构造器  
5.1.4 继承层次  
5.1.5 多态  
5.1.6 理解方法调用  
5.1.7 阻止继承:final类和方法  
5.1.8 强制类型转换  
5.1.9 抽象类  
5.1.10 受保护访问  
5.2 Object:所有类的超类  
5.2.1 equals方法  
5.2.2 相等测试与继承  
5.2.3 hashCode方法  
5.2.4 toString方法  
5.3 泛型数组列表  
5.3.1 访问数组列表元素  
5.3.2 类型化与原始数组列表的兼容性  
5.4 对象包装器与自动装箱  
5.5 参数数量可变的方法 
5.6 枚举类  
5.7 反射  
5.7.1 Class类  
5.7.2 捕获异常  
5.7.3 利用反射分析类的能力  
5.7.4 在运行时使用反射分析对象  
5.7.5 使用反射编写泛型数组代码  
5.7.6 调用任意方法  
5.8 继承的设计技巧 
第6章 接口、lambda表达式与内部类 
6.1 接口 
6.1.1 接口概念 
6.1.2 接口的特性  
6.1.3 接口与抽象类 
6.1.4 静态方法 
6.1.5 默认方法  
6.1.6 解决默认方法冲突 
6.2 接口示例 
6.2.1 接口与回调 
6.2.2 Comparator接口  
6.2.3 对象克隆  
6.3 lambda表达式  
6.3.1 为什么引入lambda表达式  
6.3.2 lambda表达式的语法  
6.3.3 函数式接口 
6.3.4 方法引用  
6.3.5 构造器引用  
6.3.6 变量作用域  
6.3.7 处理lambda表达式  
6.3.8 再谈Comparator  
6.4 内部类 
6.4.1 使用内部类访问对象状态  
6.4.2 内部类的特殊语法规则 
6.4.3 内部类是否有用、必要和安全 
6.4.4 局部内部类  
6.4.5 由外部方法访问变量 
6.4.6 匿名内部类  
6.4.7 静态内部类  
6.5 代理 
6.5.1 何时使用代理  
6.5.2 创建代理对象 
6.5.3 代理类的特性  
第7章 异常、断言和日志  
7.1 处理错误  
7.1.1 异常分类  
7.1.2 声明受查异常  
7.1.3 如何抛出异常  
7.1.4 创建异常类  
7.2 捕获异常 
7.2.1 捕获异常 
7.2.2 捕获多个异常  
7.2.3 再次抛出异常与异常链  
7.2.4 f?inally子句  
7.2.5 带资源的try语句  
7.2.6 分析堆栈轨迹元素 
7.3 使用异常机制的技巧  
7.4 使用断言  
7.4.1 断言的概念 
7.4.2 启用和禁用断言  
7.4.3 使用断言完成参数检查  
7.4.4 为文档假设使用断言 
7.5 记录日志  
7.5.1 基本日志 
7.5.2 高级日志 
7.5.3 修改日志管理器配置  
7.5.4 本地化 
7.5.5 处理器  
7.5.6 过滤器  
7.5.7 格式化器 
7.5.8 日志记录说明 
7.6 调试技巧 
第8章 泛型程序设计  
8.1 为什么要使用泛型程序设计  
8.1.1 类型参数的好处 
8.1.2 谁想成为泛型程序员  
8.2 定义简单泛型类  
8.3 泛型方法 
8.4 类型变量的限定
8.5 泛型代码和虚拟机  
8.5.1 类型擦除  
8.5.2 翻译泛型表达式  
8.5.3 翻译泛型方法  
8.5.4 调用遗留代码 
8.6 约束与局限性  
8.6.1 不能用基本类型实例化类型参数  
8.6.2 运行时类型查询只适用于原始类型 
8.6.3 不能创建参数化类型的数组  
8.6.4 Varargs警告  
8.6.5 不能实例化类型变量 
8.6.6 不能构造泛型数组  
8.6.7 泛型类的静态上下文中类型变量无效 
8.6.8 不能抛出或捕获泛型类的实例  
8.6.9 可以消除对受查异常的检查  
8.6.10 注意擦除后的冲突 
8.7 泛型类型的继承规则  
8.8 通配符类型  
8.8.1 通配符概念 
8.8.2 通配符的超类型限定
8.8.3 无限定通配符  
8.8.4 通配符捕获 
8.9 反射和泛型  
8.9.1 泛型Class类  
8.9.2 使用Class<T>参数进行类型匹配  
8.9.3 虚拟机中的泛型类型信息 
第9章 集合
9.1 Java集合框架  
9.1.1 将集合的接口与实现分离 
9.1.3 迭代器  
9.1.4 泛型实用方法  
9.1.5 集合框架中的接口  
9.2 具体的集合 
9.2.1 链表  
9.2.2 数组列表  
9.2.3 散列集  
9.2.4 树集  
9.2.5 队列与双端队列  
9.2.6 优先级队列  
9.3 映射  
9.3.1 基本映射操作  
9.3.2 更新映射项 
9.3.3 映射视图  
9.3.4 弱散列映射 
9.3.5 链接散列集与映射 
9.3.6 枚举集与映射  
9.3.7 标识散列映射  
9.4 视图与包装器  
9.4.1 轻量级集合包装器  
9.4.2 子范围  
9.4.3 不可修改的视图  
9.4.4 同步视图  
9.4.5 受查视图  
9.4.6 关于可选操作的说明  
9.5 算法  
9.5.1 排序与混排  
9.5.2 二分查找 
9.5.3 简单算法  
9.5.4 批操作  
9.5.5 集合与数组的转换  
9.5.6 编写自己的算法  
9.6 遗留的集合  
9.6.1 Hashtable类  
9.6.2 枚举  
9.6.3 属性映射  
9.6.4 栈  
9.6.5 位集  
第10章 图形程序设计  
10.1 Swing概述  
10.2 创建框架  
10.3 框架定位  
10.3.1 框架属性  
10.3.2 确定合适的框架大小  
10.4 在组件中显示信息  
10.5 处理2D图形  
10.6 使用颜色  
10.7 文本使用特殊字体  
10.8 显示图像  
第11章 事件处理  
11.1 事件处理基础  
11.1.1 实例:处理按钮点击事件  
11.1.2 简洁地指定监听器  
11.1.3 实例:改变观感
11.1.4 适配器类  
11.2 动作  
11.3 鼠标事件 
11.4 AWT事件继承层次  
11.4.1 语义事件和底层事件
第12章 Swing用户界面组件  
12.1 Swing和模型–视图–控制器设计模式
12.1.1 设计模式
12.1.2 模型–视图–控制器模式  
12.1.3 Swing按钮的模型–视图–控制器分析 
12.2 布局管理概述  
12.2.1 边框布局 
12.2.2 网格布局
12.3 文本输入  
12.3.1 文本域  
12.3.2 标签和标签组件  
12.3.3 密码域  
12.3.4 文本区  
12.3.5 滚动窗格 
12.4 选择组件  
12.4.1 复选框  
12.4.2 单选钮  
12.4.3 边框  
12.4.4 组合框  
12.4.5 滑动条  
12.5 菜单  
12.5.1 菜单创建  
12.5.2 菜单项中的图标
12.5.3 复选框和单选钮菜单项 
12.5.4 弹出菜单 
12.5.5 快捷键和加速器 
12.5.6 启用和禁用菜单项 
12.5.7 工具栏  
12.5.8 工具提示  
12.6 复杂的布局管理  
12.6.1 网格组布局  
12.6.2 组布局  
12.6.3 不使用布局管理器  
12.6.4 定制布局管理器  
12.6.5 遍历顺序  
12.7 对话框  
12.7.1 选项对话框  
12.7.2 创建对话框  
12.7.3 数据交换  
12.7.4 文件对话框  
12.7.5 颜色选择器 
12.8 GUI程序排错  
12.8.1 调试技巧  
12.8.2 让AWT机器人完成工作  
第13章 部署Java应用程序  
13.1 JAR文件  
13.1.1 创建JAR文件  
13.1.2 清单文件  
13.1.3 可执行JAR文件  
13.1.4 资源  
13.1.5 密封  
13.2 应用首选项的存储  
13.2.1 属性映射  
13.2.2 首选项API  
13.3 服务加载器  
13.4 applet  
13.4.1 一个简单的applet  
13.4.2 applet HTML标记和属性  
13.4.3 使用参数向applet传递信息 
13.4.4 访问图像和音频文件  
13.4.5 applet上下文  
13.4.6 applet间通信 
13.4.7 在浏览器中显示信息项 
13.4.8 沙箱
13.4.9 签名代码  
13.5 Java Web Start  
13.5.1 发布Java Web Start应用 
13.5.2 JNLP API 
第14章 并发  
14.1 什么是线程  
14.1.1 使用线程给其他任务提供机会  
14.2 中断线程  
14.3 线程状态  
14.3.1 新创建线程  
14.3.2 可运行线程  
14.3.3 被阻塞线程和等待线程  
14.3.4 被终止的线程
14.4 线程属性  
14.4.1 线程优先级  
14.4.2 守护线程  
14.4.3 未捕获异常处理器  
14.5 同步  
14.5.1 竞争条件的一个例子  
14.5.2 竞争条件详解  
14.5.3 锁对象  
14.5.4 条件对象  
14.5.5 synchronized关键字  
14.5.6 同步阻塞  
14.5.7 监视器概念  
14.5.8 Volatile域  
14.5.9 f?inal变量  
14.5.10 原子性  
14.5.11 死锁  
14.5.12 线程局部变量  
14.5.13 锁测试与超时  
14.5.14 读/写锁  
14.5.15 为什么弃用stop和suspend方法  
14.6 阻塞队列  
14.7 线程安全的集合  
14.7.1 高效的映射、集和队列  
14.7.2 映射条目的原子更新  
14.7.3 对并发散列映射的批操作  
14.7.4 并发集视图  
14.7.5 写数组的拷贝  
14.7.6 并行数组算法  
14.7.7 较早的线程安全集合  
14.8 Callable与Future  
14.9 执行器  
14.9.1 线程池  
14.9.2 预定执行  
14.9.3 控制任务组  
14.9.4 Fork-Join框架  
14.9.5 可完成Future  
14.10 同步器  
14.10.1 信号量  
14.10.2 倒计时门栓  
14.10.3 障栅  
14.10.4 交换器  
14.10.5 同步队列  
14.11 线程与Swing  
14.11.1 运行耗时的任务  
14.11.2 使用Swing工作线程  
14.11.3 单一线程规则  
附录A Java关键字  

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