《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导

图书简况
学习指导
第一章绪论
第二章数据和表达式
第三章使用类和对象
第四章条件和循环
第五章编写类
第六章图形用户界面
第七章数组
第八章继承
第九章多态
第十章异常
第十一章递归
第十二章算法分析
第十三章查找与排序
第十四章栈
第十五章队列
第十六章树
第十七章二叉排序树
第十八章堆和优先队列
第十九章图
第二十章哈希算法
第二十一章数据库
补充：Java I/O
补充：Java 多线程
补充：Java网络编程
补充：Java安全
补充：Android开发

图书简况

Java程序设计与数据结构教程（第二版） (Java Foundations,官网)是我们《程序设计与数据结构》课程的教材。本书颇具匠心地将程序设计、数据结构等相关课程内容有机地包含在一本书中，解决了这两门专业基础课不能很好地衔接的问题。本书将重点放在软件开发实践方面，使用数据结构的内容作为问题导引，在介绍经典算法的同时还介绍了如何用所学知识来解决实际问题。

需要说明的是本书英文版已经出了第三版,希望大家能参考学习。

这本书的内容来自作者John Lewis的另外两本书： Java程序设计教程(Java Software Solutions,官网)和Java软件结构与数据结构(Java Software Structures,官网)。这两本书在学习也是重要的学习参考。

考虑到大家没有上过《计算机导论》课程，推荐John Lewis参与编写的一本计算机科学概论(Computer Science Illuminated)作为学习参考，这本书用洋葱结构类比计算机结构，结构包含信息层、硬件层、程序设计层、操作系统层、应用程序层和通信层，基于洋葱结构深入剖析了计算系统的每个分层，然后讨论了计算的限制。书中还穿插了大量的人物传记、历史点评、道德问题和新的技术发展信息，有助于大家进一步了解计算机科学。

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教材导读

Windows下Java开发环境，对于初学者推荐「JDK + Vim + PowerCMD」。如果感觉学Vim有点困难，初期可以使用「JDK + Atom + PowerCMD」。

Windows学习Java程序设计，要先掌握几个常用的DOS命令，参考Java程序设计的DOS命令基础进行学习。

Linux下Java开发环境，对于初学者推荐使用「Git+JDK+Vim」.在Ubuntu中的安装命令git,vim是：

sudo apt-get install git
sudo apt-get install vim

Linux 版JDK下载后，使用tar -xzvf jdk-8u121-linux-x64.tar.gz; mv jdk-8u121 ~/jdk 进行解压,然后通过vi .bashrc 添加下面几行设置环境变量：

export JAVA_HOME=~/jdk
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar

如果你用的是MacBook的macOS操作系统，就不用安装Ubuntu虚拟机了，把macOS当Linux用就行了。

对于IDE(Integrated Development Environment,集成开发环境)，图书上使用的是NetBeans，考虑到我们课程会涉及到Android开发，而用于Android开发的IDE Android Studio(CN)是在Intellij IDEA上构建的，所以我们上课推荐的IDE是Intellij IDEA。

Intellij IDEA是收费软件，但对学生免费，可以到这里申请免费使用。

这里有IDEA的使用教程，包括不少视频教程。IDEA的使用过程中要慢慢掌握常用的快捷键（哪个常用就刻意记忆一下，参考十大Intellij IDEA快捷键).IDEA的快捷键如下图所示：

其他工具和教程参考「程序开发与信息安全工具箱」。

课程相关信息参考「《Java程序设计》课程教学」。

第一章绪论

本章教学目标

了解Java程序设计语言
了解程序编译运行的步骤
理解问题求解的一般方法
了解软件开发的一般过程
了解面向对象技术相关概念

Java程序设计语言

Java平台：
- Java SE
- Java EE
- Java ME
类定义： public class XXX{}, 一定存为XXX.java
main方法的定义是固定的：public static void main(String [] args){}
Java中有三种注释：

//单行注释

/*
多
行
注
释
*/


/**
文
档
注
释
*/

Java注释通常要用完整的句子来写，要体现意图，说明为什么这么做，而不要说如何做的，下图是注释的一个反例，不要注释明显的东西：
文档注释结合javadoc工具使用，如何写参考How to Write Doc Comments for the Javadoc Tool.也可以参考这个文档。教材附录I中也有相关内容。
标识符和保留字
- 图1.1中的Java保留字不用死记硬背，在学习过程中逐渐通过理解和应用进行记忆
- Java中标识符是大小写敏感的
- Java标识符命名的规则
  - 主要作为包、类、接口、成员方法、成员变量、常量、局部变量与参数等程序元素的名称
  - Java语言规定：标识符由字母、数字、下划线、$组成，第一个字符必须是字母，其字符序列的长度不限，但不允许与Java关键字（保留字）、布尔类型值（true、false）和空值（null）相同
  - 标识符中最好不使用货币符（$），因为这些符号常被用于内部处理
  - 包、类、变量、方法等命名：要体现各自的含义
    - 包、类、变量用名词
    - 方法名用动宾
  - 包名全部小写：io，awt
  - 类名第一个字母要大写：HelloWorldApp
  - 变量名第一个字母要小写：userName
  - 方法名第一个字母要小写：setName
  - 标识符的长度“min-length && max-information”
    - Maxval PK maxValueUntilOverflow：太长也不好，3-5个单词
  - 去元音法则（慎用，只用约定俗成的）
    - returnValue->rtnVal
    - message->msg
  - 全局变量用具有描述性的名字，局部变量用短名字：单字符的名字，常见的如i,j,k等，作局部变量
  - 标识符应当直观且可以拼读，可望文知意，不必进行“解码”
    - 采用英文单词或其组合，便于记忆和阅读
    - 切忌使用汉语拼音来命名
    - 用词要准确：例如“当前值”，CurrentValue不要写成NowValue，更不要写成dqz(当前值)
空白
- 写代码不是写给机器的，是写给人（程序员，甚至你自己）的，要注意可读性
- 写代码要想写书一样，分章/节/段/句
- 对比一下程序1.1, 1.2, 1.3, 这三个程序都可以编译，运行，只有1.1的可读性最好
推荐图书
代码规范

程序开发

冯氏结构与存储程序
- 冯·诺依曼体系结构的要点包括：
  1. 计算机硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大基本类型部件组成；
  2. 计算机内部采用二进制来表示指令和数据；
  3. 将编好的程序和数据先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储程序的基本含义。
- 计算机硬件的基础是CPU，它与内存和输入输出设备时行交互，从输入设备接收数据，向输出设备发送数据。CPU由运算器（算术逻辑单元ALU）,控制器和一些寄存器组成。有一个非常重要的寄存器中叫程序计数器（Programming Counter，PC），在IA32中是EIP，指示将要执行的下一条指令在存储器中的地址。C/C++程序员可以认为EIP是一个指针，它总是指向内存的某一块区域，我们把这块区域称为代码段。CPU就是从EIP指向的那个地址取过来一条指令执行，执行完了之后IP会自加一，执行下一条指令，然后再取下一条指令执行，像贪吃蛇一样总是在内存里边吃指令。
- CPU和内存和I/O设备通过总线相连接。内存中存放指令和数据。指令和数据的功能和处理上是不同的，但都可以用二进制的方式存储在内存中。
- 冯·诺依曼体系结构的核心是「存储程序」。冯诺依曼体系结构就是存储程序计算机。
- 上图说明了“自动化”的要义
程序设计语言
- 机器语言：不同的CPU不同
- 汇编语言：机器语言的助记符
- 高级语言：可移植
- 第四代语言
编辑器/编译程序和解释程序
- Linux 命令行中可以使用 od -tx1c src/01intro/Lincoln.java 查看源代码的存储情况
- 理解图1.4, 理解Java 程序「一次编译，到处运行」主要是有了字节码和JVM

开发环境
- JDK下载地址在这, 相关文档中说明了JDK，JRE，JVM的区别：
- IDE： Intellj IDEA, 参考Intellj IDEA 简易教程.
语法和语义
- 语法规定程序的格式。不合语法的程序是无法编译的。
- 语义规定程序语句的意义。
错误
- 三类错误
  - 编译时错误：语法错误，初学者易犯
  - 运行时错误：异常处理
  - 逻辑错误：要学会通过调试（debug）来定位错误（Java中使用JDB）
    - 自顶向下进行调试
    - 学会设置断点（行断点/函数断点/条件断点/临时断点）
    - 学会单步运行
    - 循环的调试
    - 函数的调试
    - 二分法定位错误

问题求解

软件开发的核心是问题求解，编写程序是为了解决问题。解决问题的能力是一切工作的根本。
一般步骤
- 理解问题
- 设计方案
- 考虑方案的选择并优化方案
- 实现方案
- 测试方案并修改存在的问题

软件开发行为

软件开发
- 建立需求：做什么？
- 生成设计：如何做？
- 实现设计：设计到代码
- 测试：做对没？
三种代码
- 伪代码
- 产品代码
- 测试代码
三个公式
- 程序 = 算法 + 数据结构
- 软件 = 程序 + 软件工程
- 软件企业 = 软件 + 商业模式
推荐图书：

面向对象程序设计

概念：
- 对象
- 类
- 属性
- 方法
面向对象三要素：封装，继承，多态
继承可以复用，更重要的是用继承实现多态；封装是继承的基础；继承是多态的基础。
推荐图书
- UML精粹(UML Distilled)

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现
SR1.8:
- OO基本元素：对象，类，封装，继承，多态；继承可以复用，更重要的是用继承实现多态；封装是继承的基础；继承是多态的基础。

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成 PP1.1, PP1.2

动手实践

p2 Linconln.java
- 按前面的目录结构，我的工作目录如下（你要用自己的学号姓名信息建目录）
- 代码编辑我们推荐使用Vim或Atom,Vim学习参考做中学之Vim实践教程,如上图，我们使用vim src/01intro/Lincoln.java 来编辑Lincoln.java，注意类名和文件名要一致，注间1与l的区别:

//********************************************************************
// Lincoln.java Java Foundations
//
// Demonstrates the basic structure of a Java application.
//********************************************************************
public class Lincoln{
    //-----------------------------------------------------------------
    // Prints a presidential quote.
    //-----------------------------------------------------------------
    public static void main (String[] args){
        System.out.println ("A quote by Abraham Lincoln:");
        System.out.println ("Whatever you are, be a good one.");
    }
}

- 教材上的代码风格值得学习，代码学习如何进行注释，类定义，方法定义。
- 代码编译命令：`javac src/01intro/Lincoln.java -d ./bin`
- 代码运行命令：`cd bin;java Lincoln;cd..`; 如下图：

拓展

计算机科学概论(Computer Science Illuminated)第一部分，第三部分
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第二章数据和表达式

字符串

print, println, printf
- printf见拓展内容
- println == printf("\n")
帮助文档的使用
- 参考积极主动敲代码，使用JUnit学习Java
字符串连接 +
转义字符 ''

变量和赋值

变量：变量名和变量值与内存的对应
赋值
常量：final
- 全大写
- DRY
- 消除魔数（Magic Number）

基本数据类型

8 种基本类型(byte,short,int,long,float,double,boolean,char)
- 6种数字类型(byte,short,int,long,float,double)
- 4种整数类型(byte,short,int,long)，
- char占两个字节
- boolean只有true和false
注意取值范围和溢出（图2.2）
- 整数是补码表示的（负数取反加一）
- 浮点数参考IEEE754标准:谁用Java写个转换器有加分
字面量
- 23 默认是int 类型
- 23l和23L是long类型（注意l和1的区别，long类型只用L缀）
- 23.0 默认是double类型
- 23.0f和23.0F是float类型

表达式

算术运算
- +
- -
- *
- /
- %: 密码学上常用
关系运算：注意不要对浮点数进行相等性运算，可以试试1.0-0.7==0.3?
- >、>=、<、<=、==、!=
- Conditional Operator：条件表达式？成立时返回值：失败时返回值
逻辑运算：运算结果是boolean值：true Or false
- 与(&&)
- 或（||）
- 非（！）
位运算位运算（P486附录D.1）:运算结果为位串（位向量），常用于掩码（Mask）运算
- 与（&）：全1为1，有0则0
- 或（|）：全0为0，有1则1
- 非（~）:书上说是补码，按我们的习惯应该是反码
- 异或（^）：相同为0，不同为1
- 左移（<<）：最右补0
- 算术右移（>>）：右移后，正数最高位补0，负数最高位补1
- 逻辑右移（>>>）：右移后，最高位总是补0
自增，自减（上下两行的区别）
- i++,i--
- ++i,--i
赋值
- =
- +=, -=, *=, /=, %=，&=, |=, ^=, <<=, >>=
运算符优先级（不用刻意记）
- 除了先乘除后加减，其他的用()
- 注意()的作用

数据转换

加宽和缩窄
- 缩窄要进行强制类型转换
三种转换
- 赋值转换
- 提升
- 强制类型转换

读输入数据

标准输入System.in
标准输入System.out
输出
- System.out.print
- System.out.println
- System.out.printf
输入
- Scanner

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP2.2, PP2.4, PP2.6, PP2.80, PP2.10
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch02Test.java建个测试类

public class Ch02Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p21 Countdown.java
- 加点代码用用printf,与print,println对比一下
p22 Facts.java
p23 Additions.java
p24 Roses.java
p25 Pianokeys.java
p26 Geometry.java
p33 TempConverter.java
p38 Echo.java
- 加点代码看看8种基本类型都怎么输入
p39 GasMileage.java
- 本章代码不少数是固定的，如何修改一下上面的代码，让用户进行输入

拓展

printf：教材3.6节
计算机科学概论(Computer Science Illuminated)第二部分

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第三章使用类和对象

创建对象

基本数据类型与引用类型（类类型，自定义类型）
Java API: p49类库，前面第一章开发环境的讲解
- 开发程序时类库非常有用
- 学习Java，很大程度上要学习Java的API
new：返回指向新建对象的引用
- String s = new String();
  - s是引用，在栈上
  - new String()在堆上生成对象
- 别名：引用保存的内存地址
  - 多个引用变量可以指向同一个对象

String 类

创建字符串最常用的方式不是使用new,而是用字符串赋值
参考积极主动敲代码，使用Junit学习Java程序设计：常看直到掌握学习方法
什么是方法？参考P112 方法的解析
- 方法调用：对象名.方法名(参数)
- 方法需要对象调用，不同的对象决定着同一方法调用的不同结果

包

大型项目：子系统
Java API是按包分组的,p50图3.2
- 重点：java.lang,java.util,java.math.java.io,java.net,java.sql,java.security，java.text...
package与import
- 编译运行
  - javac -d . XXX.java
  - java xx.xxx.XXX
- java.lang包中的类自动import到每个程序中

Random类

密码学中意义重大
伪随机数生成器执行复杂的计算产生随机数
Math.random()更方便

Math类

Math类中的方法都是static的可以用Math.XXX()来调用。

格式化输出

NumberFormat
DecimalFormat
print,println,printf

枚举类型

enum与final
枚举是类型安全的，可以保证不会使用非法的值
枚举序数从0开始

包装类

基本类型与引用类型
包装类是一种特殊的基本类型，能够按对象的方式处理基本类型。
- p60 图3.7
字符串与数字的转换
- String.parse()
- “”+20
- 数字解析：Integer.parseInt(“20")
自动包装（autoboxing）与拆包（unboxing）
- 自动包装提供基本数据类型与对应包装类之间的转换

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP3.1,pp3.3,pp3.5
要有一个结对学习的伙伴
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第三章可以通过vi Ch03Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p48 StringMutation.java
- 参考积极主动敲代码，使用Junit学习Java程序设计
- 学习String类的帮助文档
- 参考帮助文档加点代码
- 调用一些新方法
p51 RandomNumbers.java:Random类
- 学习Random类的帮助文档
- 修改代码生成自己想要的范围
- 密码学中常用
p53 Quadratic.java：Math类
- 学习Math类的帮助文档
- 测试一些新的方法
p55 Purchase.java: NumberFormat类
- 注意这Numberformat类生成对象没用使用new,使用了工厂方法
- 定义常量消除魔数（magic numbers）:DRY
p56 CircleStats.java:DecimalFormat类
p58 IceCream.java: enum
- enum与final

拓展

参考「Java：String、StringBuffer和StringBuilder的区别」，特别是其中的「使用策略」
参考「java中String、StringBuffer、StringBuilder的区别」

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第四章条件和循环

布尔表达式

控制流：顺序（存储程序）／分支（条件语句，特殊情况）／循环（自动化）
分支和循环：依赖布尔表达式
相等与关系运算
- 主要用于整数（byte,short,int,long）
- 结果是boolean类型
- 注意优先级，善用“()”
逻辑运算符
- 理解真值表
- 理解短路
- 所有复杂的逻辑表达式都可以用“与或非”来表达（最大项，最小项）

if语句

Linux 下可以用dia(sudo apt-get install dia) 来画流程图
缩进有利于提高代码可读性（vim中 :set ai）
if
if...else
块语句
- 完成复杂功能
- 缩进不能代替{}
三元条件运算符
if...else if ... esle
- else的就近原则

数据比较

浮点数的比较：使用公差
字符比较：Unicode顺序
- ASCII表中的大小写字母，数字要熟记编码
对角比较：equals

switch语句

在Java7之前，switch只能支持 byte、short、char、int或者其对应的封装类以及Enum类型。在Java7之后，支持String
switch与嵌套if的等价转换
- MESE原则 (Mutually Exclusive Collectively Exhaustive，“相互独立，完全穷尽”)
- break
- default

while语句

循环不变式
避免死循环（Ctrl+C退出）
嵌套的循环
- break可以跳出多重循环
break与continue的区别

迭代器

Java Collection中会细讲
此处了解就行

do 语句

do ... while

for 语句

与while等价
for(;;)死循环
for-each了解

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP4.1, PP4.8, PP4.15
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第四章可以通过vi Ch04Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p68 Age.java: if 语句
- 定义常量MINOR，不要使用magic number
- 可以把代码下面的内容输入测试一下
p70 Wages.java: if...else
- MESE
- if 和 else下面的代码换换位置，if语句如何改写？
P71 Guessing.java: 块语句
p74 MinofThree.java:嵌套的if
- 临时变量的min的使用看懂，能力会大大增强
- 尝试写一段代码把int a; int b;的值交换一下
p78 GradeReport.java: switch
- switch 和if 等价，尝试用if改写本代码
- 尝试用switch...case改写上面的代码
p80 Average.java: while
- Scanner中nextInt后不能紧接着nextLine
p82 WinPercentage.java ：输入验证
- 代码的健壮性（Robust）
- 错误处理在编程中很重要
- 引发安全问题的错误代码叫漏洞
p84 PalindromTester.java:嵌套的循环
- 处理复杂情况
- 尝试输入一个非常长的字符串，多长程序会崩溃？
p87 URLDissector.java: Scanner读文件
- 了解一下Linux输入重定向
- 查帮助文档学习File类
- 学习一下Linux下的stat,cat命令
- 深入学习一下 ls -l
p90 Reverse.java : do...while
- 用while改写一下本代码，功能不变
- 用for改写一下本代码，功能不变
p92 Multiple.java:for
- 用while改写一下本代码，功能不变
p93 Multiple.java:嵌套for
- 用while改写一下本代码，功能不变

拓展

卡诺图
查表法

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第五章编写类

再谈类和对象
- 类：自定义类型
- 类是对象的蓝图
- 对象
  - 状态：属性
  - 行为：操作
类的设计：抽象
- 名词
  - 类：复数
  - 对象：单数
  - 属性：
- 支撑类
- 代码复用：站在前人的肩膀上
  - 系统类库
  - 开源类库
  - 购买
- 职责分配，方法设计
  - 动词
  - 方法放入哪个类中？
  - SRP（单一职责原则）
类的剖析
- 变量的作用域：程序中能引用变量的区域
- 实例数据的
- UML类图
  - 类
  - 关联
封装
- public ,private
- 可见性在UML中的表达
方法的剖析
- 动词
- DRY
- 参数的设计：程序中的变化部分
  - 形参
  - 实参
- return:返回值
- 局部数据
静态类成员
- 类成员
- 类.类成员引用
类关系
- 依赖
- 聚合
- UML中的表示
- this
方法设计
- 方法的分解
- 参数传递：
  - 传值
  - 传引用
方法重载
- 参数类型与数量
- 不管返回值
测试
- 代码评审，走查
  - 结对
- 缺陷测试：质量保证
- 单元测试：模块测试
  - 测试代码不少于产品代码
  - 积极主动敲代码，使用JUnit学习Java
- 集成测试：系统大组件的正确性
  - 回归测试
- 系统测试：与需求的致性
  - alpha 测试
  - beta 测试
- TDD：测试驱动开发
  - refactor: 重构
调试
- 使用JDB调试Java程序
- IDEA中调试

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP5.3，PP5.6, PP5.13

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第五章可以通过vi Ch05Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p103 SnakeEyes.java: 定义测试类
p104 Die.java: 定义类
- 以上两个代码要放同一个文件夹下
- 一类一文件
- 三种代码
  - 伪代码
  - 产品代码
  - 测试代码
- javac -d bin src/05class/*.java
- 方法注释
- public String toString()上面加个@Override:自己写的所有的类最好都有toString()方法
  - Dia d; Systerm.out.println(d)等价于Systerm.out.println(d.toString())
- PP5.10
- UML建模
p109 CountFlips.java: 定义测试类
P110 Coin.java: 定义类，访问控制
- 修改代码试试public ,private的不同
- PP5.1
- PP5.2
- PP5.3
- UML建模
p113 Transactions.java: 定义测试类
p114 Account.java:定义类，方法
- P114输出结果有误
- PP5.12
P120 SloganCounter.java: 定义测试类
P121 Slogan.java: 定义类，static
- 静态成员能用对象引用吗？
- public static 定义常量
P123 RationalTester.java: 定义测试类
P124 RationalNumber.java:定义类，有理数
- 注意加减乘除的定义，只有一个参数
P129 PigLatin.java:
P130 PigLatinTranslator.java
- private 方法
- 方法分解
P132 ParameterTest.java: 定义测试类
P133 ParameterModifier.java: 定义类
P134 Num.java: 工具类
- 函数参数传基本类型和引用类型的不同
- 用JDB跟踪一下

拓展

面向对象设计的SOLID原则

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第六章图形用户界面（自学，不纳入考试）

GUI四要素（组件，容器，布局，事件）
- 有哪些组件？
- 有哪些容器？组件要放在容器中
- 有哪些布局？组件要放在容器中的什么位置
- 如何进行事件处理？
组件
容器
布局
事件
- 事件处理的四种方式
GUI设计

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

拓展

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第七章数组

数组容纳相同类型的多个元素，方便我们用循环统一处理。

数组元素
- 在内存中如何存放
- Java中数组索引从0开始
数组的声明及使用
- Java数组是对象，要用new实例化,new指定大小，之后数组大小不能改变
  - int [] arr = new int[11];
  - int arr [] = new int[11]
- Java中访数组元素不能越界，用数组的length属性控制
- for each语法
  - for( int i ： arr) {System.out.pintln(i);} 等价于
  - for( int i=0; i<arr.length; i++ )
- []的优先级最高
- 第一次声明数组可以使用初值表代替new实例化数组
  - int[] scores = {99, 100, 85};
- 数组可以作为方法的参数
对象数组
- 对象数组的实例化，只是分配了保存引用的空间，每个元素中保存的对象还必须分别实例化
  - String [] words = new String[5]:一个String对象也没有
命令行参数
- args[0]的值是类名
- args是字符串数组
变长参数表
- 变长参数必须是方法的最后一个参数
二维数组
- 多维数组
  - 二维数组是一维数组的数组
    - M*N的表：int[][] arr = new int[M][N];
    - 用嵌套循环遍历
  - 三维数组是二维数组的数组
  - ...
- 锯齿状数组

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第七章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p204 BasicArray.java : 数组
- 两种for语法
- 尝试修一下代码，用for...each初始化
- 常量定义消除魔数
p206 ReverseOrder.java: length
- length的使用
- 尝试打印 numbers[numbers.length]的值
- for中，索引可增可减
p207 LetterCount.java： String是字符数组
- 查看API文档，学习String类中的相关方法
- 如何判断一个字符的范围？
- current - 'A' 是干吗的？
- 使用Character类的isUpperCase和isLowerCase方法改写代码
p210 Prime.java: 初值表
p212 GradeRange.java : 对象数组，测试类
p212 Grade.java:
- 自定义类一般都要有toString()
- 用对象初值表初始化对象数组
p213 Tunes.java :对象数组，测试类
p215 CDCollection.java: 数组管理
p216 CD.java
- CDCollection可以用ArrayList替换，改写一下Tunes.java
p218 CommandLine.java: args数组
- 期望java CommandLine 1 2 3 输出1，2，3的和，如何改代码？
p219 VariableParameters.java: 变长参数，测试类
p220 Family.java:
- 变长参数和数组什么关系？
p221 TwoDArray.java: 二维数组
- for...each改写代码
p222 SodaSurvey.java: 初始值表初始化二维数组
- 不定义常量用for...each写代码可行吗？

拓展

学习java.util.Arrays
学习java.util.ArrayList

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第八章继承

创建子类
- extends
- 继承的作用之一是代码复用
- 继承建立了ISA关系
  - 正方形能继承长方形吗？
- UML类图中的继承表示
- proteced
- super与this
  - 常用于调用构造方法
- Java只支持单继承
方法的重写（Override）
- 重载与重写的区别
- 子类中的方法与父类一样是重写，可以用@Override从语法上保证
- 子类中的方法与父类参数不一样是重载
- 避免隐藏变量
类层次
- 类层次中公共特性放父类中
  - Java API学习要明白类层次关系
  - 学习从父类学起效率高
- Object类是所有类的父类
  - toString()
  - equals()
  - hashCode()：与equals一起使用
- abstract 与抽象类
  - 抽象类表达抽象概念，不能用new实例化
  - UML中的抽象类
  - 抽象类的子类
    - 实现父类的抽象方法变成具体类
    - 不实现父类抽象方法仍要用abstract修饰
可见性
- public protected 包 private 四种访问控制的区别
设计继承
- final 禁止继承

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第八章可以通过vi Ch08Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p229 Words.java: 测试类
p230 Book.java: 父类
p230 Dictionary.java：子类
- 体会ISA
- UML图在StarUML中画一下
p232 Words2.java: 测试类
p233 Book2.java: 父类
p234 Dictionary2.java：子类
- super
p235 Messages.java: 测试类
p236 Thought.java：父类
p236 Advice.java：子类
- Override
- Advice dates = new Advice(); 改成 Thought dates = new Advice();结果会怎样？
p240 FoodAnalyzer.java : 测试类
p241 FoodItem.java:父类
p241 Pizza.java:子类
- private

拓展

如何重写hashCode()和equals()方法

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第九章多态

后绑定
- 多态引用在不同的时候可以指向不同类型的对象
  - 用父类声明引用，用子类生成对象，就产生了多态
- 多态引用运行时才将方法调用与它的定义绑定在一起
通过继承实现多态
- 引用变量可以指向声明继承于它的任意类的任何对象
- 对象的类型，而不是引用的类型，决定调用是方法的哪个版本
接口
- interface,implements 等价于class,extends
- 接口是一组抽象方法，与抽象类一样不能被实例化
- 接口层次
  - 接口可以继承接口
  - 类可以实现接口，但不能继承接口
- Comparable接口
  - compareTo()
- Iterator接口
  - hasNext()
  - nextZ()
通过接口实现多态
- 和class一样，接口可以用来声明对象引用变量
- 接口引用可以指向实现这个接口的任意类的作何对象
- 方法的参数可以是多态的
- 9.4.1不用看

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p248 Firm.java: 测试类
p249 Staff.java: 测试类
p251 StafMemeber.java:父类
p251 Volunteer.java:子类
p252 Employee.java:子类
p253 Executive.java:子类
p253 Hourly.java:子类
- 理解P248的UML图
- 产生多态的是StaffMember中的pay()
- PP9.1
- PP9.2
p255 Encryptable.java: 接口
p255 Secret.java: 实现接口
p257 SecretTest.java: 测试类
- 理解P257 UML 图
- shift是密钥
- message是明文和密文
- PP9.4

拓展

凯撒密码

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第十章异常

异常处理
- 错误和异常代表不常见的或不正确处理的对象
- 错误（Error）不用捕获
- 处理异常
  - 不处理，程序崩溃
  - 在异常发生的地方处理
  - 在程序的其他地方处理
不捕获异常
- 程序中出现异常不捕获异常，程序会崩溃
- 抛出异常时输出的消息提供方法调用栈的的轨迹
- 调用栈跟踪（call stack trace）
  - 第一行给出原因，异常类型
  - 栈的第一行给出产生异常的代码（这个般就是产生异常的原因）
try-catch 语句
- Java中把正常流程放try块中，错误（异常）处理放catch块中
- 每个catch 子句处理try块中可能抛出的一种特定类型的异常
- API文档中带throws的必须使用try...catch,如下图
- 注意多个catch一定把父类放后面处理
- finally：总会执行，用于资源管理
异常传播
- 如果没有在异常发生处捕获及处理，异常会被传播给调用的方法
- catch or throw?（如果要产生异常，程序员必须仔细考虑如何及在哪里处理异常）
  - throws:自己无法处理,用在方法声明
  - throw：方法中抛出Checked Exception，方法声明中必须有throws
异常类的层次
- Error及其子类写程序不用处理，最多留个日志
- Java异常处理是要处理Exception类及其子类（Checked Exception）
  - RuntimeException及其子类也不用处理(Unchecked Exception)，是免检异常
  - 产生RuntimeException的问题在调用代码
  - 参考Design by Contract (DBC) 契约式设计
- Multi-catch:类之间不能有继承关系
- 学习Java API时一定对上层的类好好研究，学习，再学习和应用子类时就比较容易了
- 自定义异常
I/O异常
- 先学习I/O
  - 几乎所有的IO API都可能抛出异常
- 流是字节序列
  - 字节流
  - 字符流
- 标准流
  - System.in
  - System.out
  - System.err

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

p265 Zero.java: 除0异常
- 用try...catch 修改一下代码，保证程序不崩溃，最后一行能打印出来
p267 ProductCodes.java
- 查找API文档，理解StringIndexOutOfBoundsException, NumberFormExcetion产生的原因
- 代码中哪些方法会导致上面两个异常的产生
- 理解substring两个参数的含义
p269 Propagation.java: 测试类
p269 ExceptionScope.java: 异常传播
- 先想一下运行结果，再跟实际比较一下
- level3 ->level2 ->level1才处理
- 理解栈调用跟踪的信息
p271 CreatingExceptions.java: 自定义异常的测试类
p272 OutOfRangeExcepton.java: 自定义异常类
- 自定义异常用throw抛出
- 什么时候使用异常，要好好思考
p274 TestData.java: IO异常
- 写入文本文件

拓展

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第十一章递归

递归思想
递归程序设计
使用递归

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十二章算法分析

算法效率
增长函数和大O符号
比较增长函数

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十三章查找与排序

查找
排序
分析查找和排序算法

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十四章栈

集合的介绍
栈集合
继承，多态和泛型
栈的ADT
使用栈：计算后缀表达式
异常
使用数组实现栈
ArrayStack类
将引用作为链
管理链表
没有链的元素
使用链实现栈
使用java.util.Stack 类实现栈
包

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十五章队列

队列ADT
使用队列：编码K值
使用队列：模拟票务柜台
实现队列：使用链表
实现队列：使用数组

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十六章树

树
树的遍历
树的实现策略
二叉树的实现
决策树

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十七章二叉排序树

二叉查找树
二叉查找树的实现
平衡二叉查找树

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十八章堆和优先队列

堆
堆的实现
堆排序
优先队列

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

练习

会在每周考试中体现

程序设计项目

至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

动手实践

每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第十九章图

无向图
有向图
带权图
常用的图算法
图的实现策略

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练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

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至少完成PP
自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

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每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第二十章哈希算法

哈希方法
哈希函数
解决冲突
从哈希表中删除元素
Java Collection API中的哈希表

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
每周测试会有题目出现

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每章有一些代码段，同学们可以自己建一个测试类把书上的代码段输入到main方法来运行一下这些代码，比如第二章可以通过vi Ch07Test.java建个测试类

public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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第二十一章数据库

数据库介绍
建立与数据库的链接
创建并修改数据库表
查询数据库
插入/查看及更新数据
删除数据和数据库表

自测题

练习一下，并对照答案查漏补缺
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自己写的代码找一个同学用用，看看能发现什么问题

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public class Ch03Test {
    public static void main(String [] args) {
        
    }
}

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补充：Java I/O

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补充：Java 多线程

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补充：Java网络编程

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补充：Java安全

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补充：Android开发

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posted @ 2016-11-15 06:20 娄老师阅读(2768) 评论(2) 编辑收藏举报

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《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导

《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导

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第一章 绪论

本章教学目标

Java程序设计语言

程序开发

问题求解

软件开发行为

面向对象程序设计

自测题

练习

程序设计项目

动手实践

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第二章 数据和表达式

字符串

变量和赋值

基本数据类型

表达式

数据转换

读输入数据

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第三章 使用类和对象

创建对象

String 类

包

Random类

Math类

格式化输出

枚举类型

包装类

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程序设计项目

动手实践

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第四章 条件和循环

布尔表达式

if语句

数据比较

switch语句

while语句

迭代器

do 语句

for 语句

自测题

练习

程序设计项目

动手实践

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第五章 编写类

自测题

练习

程序设计项目

动手实践

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第六章 图形用户界面（自学，不纳入考试）

自测题

练习

程序设计项目

动手实践

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第七章 数组

自测题

练习

程序设计项目

第一章绪论

第二章数据和表达式

第三章使用类和对象

第四章条件和循环

第五章编写类

第六章图形用户界面（自学，不纳入考试）

第七章数组

第八章继承

第九章多态

第十章异常

第十一章递归

第十二章算法分析

第十三章查找与排序

第十四章栈

第十五章队列

第十六章树

第十七章二叉排序树

第十八章堆和优先队列