面向对象程序设计导论[按需印刷]

.2.6 第1个java applet
习题
第3章 数值数据
3.1 变量
3.2 算术表达式
3.3 常数
3.4 math类
3.5 inputbox
3.6 outputbox
3.7 示例程序：贷款计算器
3.8 数值表示法
习题
第4章 定义可实例化类
4.1 定义可实例化类
4.2 可实例化类和构造函数
4.3 可视修饰符：public和private
4.4 局部变量、返回值和参数传递
4.5 使用可实例化类的贷款计算器
习题
第5章 用applet处理输入
5.1 在applet中使用gui对象
5.2 增加actionlistener到一个事件源
5.3 gui对象的绝对定位法
5.4 button类
5.5 转换文本为数值
5.6 示例程序：判定身体质量指数(bmi)
5.7 作为应用程序运行一个applet
习题
第6章 选择语句
6.1 if语句
6.2 布尔表达式和布尔变量
6.3 嵌套的if语句
6.4 listbox
6.5 switch语句
6.6 示例程序：绘制图形
习题
第7章 重复语句
7.1 while语句
7.2 编写重复语句容易犯的错误
7.3 do-while语句
7.4 responsebox
7.5 for语句
7.6 嵌套的for语句
7.7 format类
7.8 贷款表
7.9 示例程序：hi-lo游戏
7.10 递归方法(选修)
习题
第8章 字符与字符串
8.1 字符
8.2 字符串
8.3 简单类型与引用类型
8.4 stringbuffer
8.5 作为参数传递对象
8.6 从方法返回对象
8.7 示例程序：word play
习题
第9章 数组
9.1 数组基础
9.2 对象的数组
9.3 传递数组给方法
9.4 multiinputbox
9.5 自引用指针
9.6 示例程序：地址簿
9.7 二维数组
9.8 向量
习题
第10章 排序与查找
10.1 查找
10.2 排序
10.3 堆排序
10.4 示例程序：排序addressbook
习题
第11章 文件输入输出
11.1 file和filedialog对象
11.2 低级文件i/o
11.3 高级文件i/o
11.4 异常处理
11.5 对象i/o
11.6 类示例：保存addressbook对象
习题
第12章 可重用类和程序包
12.1 对象类型
12.2 方法过载和重载的方法
12.3 类示例：可重用的eggypeggy和hilo
12.4 程序包
习题
第13章 gui对象和事件驱动编程
13.1 在一个框架窗口中放置按钮
13.2 处理事件
13.3 在框架窗口中放置textfield对象
13.4 菜单
13.5 处理鼠标事件
13.6 其他gui对象
13.7 例程：简单的计算器
习题
第14章 继承和多态
14.1 用继承定义类
14.2 利用多态高效地使用类
14.3 继承和成员的可访问性
14.4 继承和构造函数
14.5 抽象超类和抽象方法
14.6 何时不使用继承
习题
第15章 班级花名册维护程序
15.1 方法调用顺序框图
15.2 问题陈述
15.3 总体规划
15.4 开发的第1步：带有菜单的程序框架
15.5 开发的第2步：创建一个新的花名册
15.6 开发的第3步：增加学生
15.7 开发的第4步：删除学生
15.8 开发的第5步：编辑学生姓名
15.9 开发的第6步：编辑测试分数并计算等级
15.10 开发的第7步：显示学生信息
15.11 开发的第8步：保存班级花名册
15.12 开发的第9步：完成并改进
15.13 studentnamedialog对话框
15.14 testscoredialog对话框
习题
第16章 递归方法
16.1 递归的基本元素
16.2 目录列表
16.3 拼词游戏
16.4 汉诺塔
16.5 快速排序
16.6 不应使用递归的情况
习题
附录a javabook包
附录b 对象框图摘要
附录c javabook包中的常用类

.　　 使用javabook包有许多优点：
　　 1. 向学生说明现实世界的程序是如何开发的。我们不是从零开始开发实际的程序，相反，只要可能我们就使用预先定义的类。面向对象的程序设计的好处之一是通过重用现有的类提高程序员的生产力。学生们通过使用javabook包中的类，将得到代码重用的实际经验。
　　 2. 使程序设计语言语法和语义的影响最小。Javabook类的使用让学生集中精力学习概念，而不是Java语言的特点。我们已经见过许多这样的事例，没有经验的程序员由一个设计优秀的程序开始，却以一个结构非常差劲的程序结束。通常，因为他们没有完全理解程序设计语言，所以他们的设计没有被编译为语法和语义正确的程序。在他们开发程序的过程中遇到错误时，不是修改程序代码，而是改变程序的设计。使用预先定义的类，使得程序设计语言的影响最小化，因为这些预先定义的类隐藏了底层程序设计语言的复杂性。学生们更容易将其程序设计为一个使用javabook类的工作程序代码。
　　 3. 使学生从一开始就编写有用的程序，有助于保持学生最初的学习兴趣和动机。如果不使用预先定义的类，那么在学生们可以开始编写有趣的和实际的程序之前，他们必须学习程序设计语言多得不可忍受的细节。但是在他们达到这种程度之前，许多人可能已经失去了程序设计的兴趣，而淹没在语言语法和语义的令人厌烦的细节之中。然而一开始就使用诸如java.awt标准Java类库中预先定义的类是不实际的，因为这需要初学的学生具备他们尚未掌握的程序设计经验，诸如javabook这样易用且直观的预先定义的类更适合于程序设计初学者。
　　 4. 在学生可以开始设计其自己的类之前提供必要的基础。学习面向对象的程序设计的最终目标是掌握设计有效类所必须的能力，但是在有能力设计这样的类之前，学生必须首先学会如何使用现有的类。此外一开始就向新的程序员讲授如何使用标准的Java类，从教学方法上说是不合理的，因为java.awt、java.io和其他类库的多数类对于程序设计初学者来说不是很容易掌握。我们从程序设计初学者的实际出发设计了javabook类。
　　 5. 可以自定义javabook包满足自己的需要。例如，这个包中有一个称为“MainWindow”的类，用作一个程序的顶层窗口。你可以很容易地扩充这个类，当顶层窗口出现在屏幕上时显示自己学校的徽标。或者可以增加一个帮助菜单，列表显示T.A.办公室和电话号码，也可以扩充其他的javabook类。Javabook包还可以是毕业生或高年级未毕业学生的习题，通过设计由几百个新学生使用的用于javabook包的类，他们可以直接学到需要采用什么技术才能保证类的可靠和真正可重用。
　　 关于javabook的使用出现的一个担心是学生们是否能够不使用javabook包就编写程序，答案当然是可以。Javabook不是目的，而是学生学习标准包的一种手段。它是达到目标的手段，是通往标准包的培训方向。除了javabook类之外，我们还论及许多来自诸如java.awt和java.io标准Java包的类。
　　 Javabook类的全部源代码已经提供，鼓励学生在实践可重用类的例子时研究。学习第13章之后，学生们能够理解几乎全部javabook类，我们说“几乎”是因为javabook中的某些类是用本书中未解释的标准类实现的。如果学生们花时间查阅参考手册中的这些标准类，他们应该能够百分之百地理解javabook类。
　　 特点3 完全沉浸式方法
　　 我们采用一种完全沉浸式方法，学生以这种方法从第1个程序就开始学习如何使用对象，从一开始就保证强调面向对象的程序设计的核心概念是非常重要的。第1章的第1个示例程序如下：
　　 这个程序集中了面向对象的程序设计的大多数基本概念，即一个面向对象的程序使用对象。正如听起来的那样明显，许多入门书并没有真正强调这个事实。在该程序中，我们使用一个称为“doodleBoard”的SketchPad对象，允许用户绘制一幅图。几乎所有其他的入门教科书都以如下所示的示例程序开始：
　　 或：
　　 这两个程序都有问题，它们都没有阐明面向对象的程序使用对象这个关键的概念。第1个程序确实使用了一个System.out对象，但是System.out对象的使用并没有说明对象的声明和创建。初学者通常不能分辨类和对象，因此在开始使用对象之前强调必须声明并创建来自类的对象。我们的第1个示例程序做到了这一点。
　　 另外一个由System.out程序带来的问题是没有真正的基于窗口的程序用其输出。有些教科书不但在第1个程序中使用System.out，而且几乎专门依靠System.out用于程序输出，这不是现实世界的程序设计。本书中，我们仅在程序开发过程中为了检查的目的才使用System.out。
　　 第2个HelloWorld程序是一个applet，正如其名字所暗示的，它是一个具有非常特殊用法的小程序。尽管applet很有趣，然而专门讲授applet却是个问题，因为学生们将只能学到非常有限的程序设计观点。在序言中稍后我们将讨论更多有关应用程序与applet的内容。
　　 由这两个程序带来的另外一个主要问题是它们不适应现实世界的情况，相反，我们的第1个示例程序通过使用另外一个类，假设是WordProcessor，替换SketchPad，即可作为一个商业性应用程序的主程序。事实上，来自第2章的第2个示例程序如下(说明：实际上这是我们逐行解释的第1个程序)：
　　 这个程序的结构与第1个示例程序的结构完全相同，第2个示例程序补充了我们通过使用对象和通过改变对象而创建一个新的程序的编程概念。
　　 特点4 图解
　　 我们相信一幅图胜千言，用易懂的插图可以很清楚地解释深奥的概念。我们使用对象框图(object diagram)展示对象和类之间的关系。框图是设计程序和文档化程序一种重要的工具，程序员开发现实世界的软件应用程序都要使用某种形式的框图绘制工具。我们使用简单且非正式的框图，但是我们在本书中使用的框图效仿业界标准的对象框图。熟练掌握本书中使用的对象框图之后，学生们就具备了研究更为正规的面向对象设计方法学的很好基础。对于愿意介绍正式对象框图的使用者，我们有用于示例程序和javabook类的UML框图，可以在我们的站点查看或下载。
　　 作为教学方法的工具，本书包括数量众多的插图，解释诸如继承、私有方法与公共方法之间的差别等这样的核心概念。对象框图中使用的表示法在形形色色的插图中使用一致。图1是第2章中的一个例子，本书中有230多个这样的插图和框图。其他有代表性的插图可以在有关章节中找到。
　　 除了对象框图以外，我们还使用方法调用顺序框图(method call sequence diagrams)表示诸如图15.1所示的方法调用的顺序。方法调用顺序框图在说明消息的流程中是非常有用的，方法调用顺序框图广泛使用于第15章一个高级示例程序的文档化。
　　 特点5 增量开发
　　 我们在本书中讲授软件工程原理。程序开发原理和技术与其他课题是交织在一起的，而不是每章一个课题。从第2章到第14章，每章至少包括一个示例程序用来举例说明该章论及的课题，而且我们始终使用同一种设计方法开发程序。第15章是案例研究的一章，我们开发了一个适合于CS1标准的相当大的程序。
　　 目前市场上许多其他介绍性的程序设计书籍带来的一个主要问题是讲授一种有20多年历史的结构化的程序设计，这对面向对象的程序简直是行不通的。本书真正讲授一种面向对象的程序设计的软件设计方法学。本书中的所有示例程序都是采用我们描述为增量开发的技术开发的，增量开发技术基于现代的迭代方法(有些人称其为“螺旋方法”)，这是专业的面向对象的程序员首选的方法。
　　 程序设计初学者往往混淆高层次的设计与低层次的代码细节，他们的思维过程完全混乱。完成最终的程序是不够的，如果我们要教会学生如何开发程序，则必须说明开发过程。仅仅通过观察已经完成的产品，无论是家具还是房屋，一名学徒是不可能成为师傅的，软件构造却很容易。其他教科书常常有这种情况，单独的一章专门讲述软件开发，这是不够的，我们必须多次说明开发过程。本书中，我们增量开发的每一个示例程序都是为了向学生说明如何以一种合乎逻辑，而且以有条理的方式开发程序。
　　 每个开发阶段的所有示例程序的源代码都可以从我们的站点访问，然而我们不鼓励学生只是简单遵循书中介绍的开发，也不鼓励学生阅读源代码。我们鼓励学生遵循书中介绍的开发步骤实际建立示例程序，这是学生真正掌握软件开发最稳妥、快捷的途径。
　　 特点6 设计原则、有帮助的提示和单元测验
　　 遍及全书都包括设计原则和有帮助的提示，几乎各章的每一节都以单元测验结束，以保证学生掌握该节的要点。
　　 设计一个实现单独的、意义明确的任务的类，不要使类因为多个任务而负担过重。
　　 密切注意由于一个错误中断(OBOE)。
　　 第2种风格是Caffeine博士的长篇大论：
　　 有时，程序设计使人非常沮丧，因为在你这部分程序中即使付出了再多的努力也可能使程序运行不正确。不仅你如此，专业的程序员常常有同感，包括在下。但是如果花时间思考并保持冷静得出问题的结论，你就能够找到解决问题的方法。如果不这样做，那么它仅仅是一个程序。你的健康比运行一个程序和好分数重要的多。
　　 第3种风格是Caffeine博士与其引以为荣的学生Latte女士或Espresso先生的一段对话，Latte女士和Espresso先生在各章中轮流出现。
　　 Latte女士：我出现在奇数章，提出重要的问题。
　　 Caffeine博士：很好，你的问题很有见解，对其他同学很有帮助。
　　 Espresso先生：我出现在偶数章，也提出问题。
　　 Caffeine博士：是的，我也喜欢你的问题。
　　 解释Swing类的文档可以访问我们的站点：www.drcaffeine.com/additionaltopics
　　 单元测验出现在各节的结尾。
　　 特点7 图形化用户界面和事件驱动的程序设计
　　 由于现代现实世界的程序是基于GUI和事件驱动的，因此如果我们要讲授现实世界程序设计的基础，就不能回避它们。有些人可能认为基于GUI和事件驱动的程序对于初学者来说难于掌握，虽然它们不是很浅显，但是我们相信通过一部分一部分地介绍，初学的学生是可以逐渐掌握的。在第13章中，我们深入讨论基于GUI和事件驱动的程序设计。然而学生们将专门从第2章开始利用javabook类编写基于GUI的程序，在第5章中学习事件处理的初步内容。到第13章时，他们就做好了理解该内容的准备(为此，最好介绍第5章，但是正如我们稍后的解释，如果不希望涉及applet，则可跳过该章。
　　 特点8 应用程序与applet
　　 我们既讲授Java应用程序，也讲授applet，但我们强调的是应用程序开发。有些入门书过分依赖或完全依赖applet，但是applet的用途是有限的。在现实世界中，我们不能专门编写applet，而且程序设计入门书籍也不应该只讲授applet。同时，我们不应该回避讲授applet，我们应该都讲授。虽然applet的用途是有限的，但是对学生来说编写applet通常很有趣，而且我们可以将applet作为一种有效的教学工具。在本书中，我们在第5章利用applet介绍事件处理和基于GUI的程序设计的基础。
　　 虽然我们涉及applet并建议教师讲授，但是我们有机地组织本书，使教师可以跳过applet方面的内容而不影响连贯性。
　　 补充材料
　　 所有的补充材料都可以从我们的www.mhhe.com/wu2和www.drcaffeine.com站点得到。www.drcaffeine.com在作者的控制之下，因此其更新比McGraw-Hill维护的站点更频繁。可以从我们的站点访问的补充材料包括：
　　 1. 所有示例程序和javabook类的源代码。对于所有示例程序，可以得到每个开发步骤的源代码。既有javabook类的二进制代码，也有源代码，也有由javadoc注释生成的HTML格式的javabook包的文档。
　　 2. 附加包。希望使用新的Java GUI对象的读者可以访问基于Swing的javabook类。对于希望将更多“趣味性”放到程序设计习题的读者，我们提供了实现Logo龟的Turtle类，Turtle类和支撑类在galapagos包中。
　　 3. 附加课题。为了满足教师各种各样的需要，我们在站点准备了附加的课题。可以访问的一些课题包括：
　　 · Swing类。
　　 · 链表和动态分配。
　　 · 不同的示例程序。
　　 我们将尽最大努力定期提出新课题。
　　 4. 如何使用Java编译器。有关如何利用朴素的JDK编译器和诸如Symantec Visual Café、Borland JBuilder、Metroworks CodeWarrior以及其他商业编译器编辑、编译和运行程序，我们有一个循序渐进的说明。
　　 5. 单元测验和经挑选章节的习题答案。每个人都可以得到单元测验习题解答，每章的习题答案仅限于教师。教师可以下载这些解答，如果他们愿意，还可以让学生得到这些答案。
　　 6. 幻灯片教师。可以得到动画版本和非动画版本的PowerPoint幻灯片，这两个版本的幻灯片可以通过浏览器联机查看，本书的使用者还可以下载并根据课程需要编辑这些幻灯片。
　　 7. 每章的教学说明和建议。采用本教科书的教师可以得到此材料。
　　 McGraw-Hill联机学习中心
　　 有关本书的资料位于www.mhhe.com/wu2的联机学习中心(Online Learning Center)，是一盘“数字盒式磁带”，包含本书的教学和补充。学生阅读本书时，可以联机分阶段自我测验、访问源代码，并回顾相应章节的PowerPoint幻灯片。联机学习中心还有教师部分，包括PowerPoint幻灯片、源代码以及按章组织的有口令保护的解答，便于查阅。
　　 本书组织
　　 本书共17章。足够一个学期学习的内容了，各章基本上应该顺序讨论。如果希望直接转入程序设计，则可以跳过第0章，或者指定为课外读物。如果不希望讨论applet，则可跳过整个第5章。3.8节的数值表示法和7.10节的递归方法是选修的，可以跳过。
　　 下面，我们简要描述每一章：
　　 · 第0章是选修章，提供计算机和程序设计语言方面的背景信息，如果希望从面向对象的程序设计概念开始，可以跳过本章或指定为课外读物。
　　 · 第1章提供面向对象的程序设计的概念基础，我们描述面向对象的程序设计的关键部分，并利用图解表示法举例说明每个概念。本章中我们介绍的第1个示例程序是一个有趣的画图程序。
　　 · 第2章讨论Java程序设计的基础和编辑、编译以及运行一个程序的过程，本章介绍应用程序和applet，还介绍两个来自javabook包的类——MainWindow和MessageBox。如果不讨论applet，可以跳过本章讨论applet的最后一节。
　　 · 第3章介绍变量、常数和操作数值数据的表达式，我们说明来自java.lang的标准的Math类，并介绍和使用来自javabook包的两个另外的类——InputBox和OutputBox，这两个类处理应用程序的输入和输出。选修的一节解释数值数据在存储器空间中如何表示。
　　 · 第4章讲授如何定义可实例化的类，本章涉及的关键课题是构造函数、可视性修饰符(Public和Private)、局部变量、参数传递以及返回值的方法。到第4章结束时，学生将基本理解如何使用来自包中的类和如何定义其自己(简单)的类。
　　 · 第5章讨论applet。讲授如何用applet处理输入，介绍java.awt包的GUI对象Label、TextField和Button。本章第1次出现事件处理，为第12章中更全面地讨论GUI对象和事件驱动的程序设计打下一个良好的基础。我们建议教师介绍本章，但是我们理解有些教师宁愿不讨论applet。如果是这种情况，则可以跳过本章而不影响连贯性。
　　 · 第6章解释判断语句if和switch。涉及逻辑表达式和嵌套的if语句，为了举例说明判断语句的用法，介绍javabook包的List。