Java核心技术 卷I 基础知识（原书第11版）

第2章　Java程序设计环境 12
2.1　安装Java开发工具包 12
2.1.1　下载JDK 12
2.1.2　设置JDK 14
2.1.3　安装库源文件和文档 16
2.2　使用命令行工具 16
2.3　使用集成开发环境 20
2.4　JShell 23
第3章　Java的基本程序设计结构 26
3.1　一个简单的Java应用程序 26
3.2　注释 29
3.3　数据类型 29
3.3.1　整型 30
3.3.2　浮点类型 31
3.3.3　char类型 32
3.3.4　Unicode和char类型 33
3.3.5　boolean类型 34
3.4　变量与常量 34
3.4.1　声明变量 34
3.4.2　变量初始化 35
3.4.3　常量 36
3.4.4　枚举类型 37
3.5　运算符 37
3.5.1　算术运算符 37
3.5.2　数学函数与常量 38
3.5.3　数值类型之间的转换 40
3.5.4　强制类型转换 41
3.5.5　结合赋值和运算符 41
3.5.6　自增与自减运算符 41
3.5.7　关系和boolean运算符 42
3.5.8　位运算符 43
3.5.9　括号与运算符级别 43
3.6　字符串 44
3.6.1　子串 45
3.6.2　拼接 45
3.6.3　不可变字符串 45
3.6.4　检测字符串是否相等 47
3.6.5　空串与Null串 48
3.6.6　码点与代码单元 48
3.6.7　String API 49
3.6.8　阅读联机API文档 51
3.6.9　构建字符串 54
3.7　输入与输出 55
3.7.1　读取输入 55
3.7.2　格式化输出 57
3.7.3　文件输入与输出 61
3.8　控制流程 62
3.8.1　块作用域 63
3.8.2　条件语句 63
3.8.3　循环 66
3.8.4　确定循环 69
3.8.5　多重选择：switch语句 72
3.8.6　中断控制流程的语句 74
3.9　大数 76
3.10　数组 79
3.10.1　声明数组 79
3.10.2　访问数组元素 80
3.10.3　for each循环 81
3.10.4　数组拷贝 82
3.10.5　命令行参数 82
3.10.6　数组排序 83
3.10.7　多维数组 86
3.10.8　不规则数组 88
第4章　对象与类 92
4.1　面向对象程序设计概述 92
4.1.1　类 93
4.1.2　对象 94
4.1.3　识别类 94
4.1.4　类之间的关系 95
4.2　使用预定义类 96
4.2.1　对象与对象变量 96
4.2.2　Java类库中的LocalDate类 99
4.2.3　更改器方法与访问器方法 100
4.3　用户自定义类 103
4.3.1　Employee类 104
4.3.2　多个源文件的使用 106
4.3.3　剖析Employee类 107
4.3.4　从构造器开始 107
4.3.5　用var声明局部变量 109
4.3.6　使用null引用 109
4.3.7　隐式参数与显式参数 110
4.3.8　封装的优点 111
4.3.9　基于类的访问权限 113
4.3.10　私有方法 114
4.3.11　final实例字段 114
4.4　静态字段与静态方法 115
4.4.1　静态字段 115
4.4.2　静态常量 116
4.4.3　静态方法 116
4.4.4　工厂方法 117
4.4.5　main方法 118
4.5　方法参数 121
4.6　对象构造 126
4.6.1　重载 126
4.6.2　默认字段初始化 127
4.6.3　无参数的构造器 127
4.6.4　显式字段初始化 128
4.6.5　参数名 129
4.6.6　调用另一个构造器 129
4.6.7　初始化块 130
4.6.8　对象析构与finalize方法 134
4.7　包 134
4.7.1　包名 134
4.7.2　类的导入 135
4.7.3　静态导入 136
4.7.4　在包中增加类 137
4.7.5　包访问 139
4.7.6　类路径 140
4.7.7　设置类路径 142
4.8　JAR文件 143
4.8.1　创建JAR文件 143
4.8.2　清单文件 144
4.8.3　可执行JAR文件 145
4.8.4　多版本JAR文件 145
4.8.5　关于命令行选项的说明 146
4.9　文档注释 148
4.9.1　注释的插入 148
4.9.2　类注释 149
4.9.3　方法注释 149
4.9.4　字段注释 150
4.9.5　通用注释 150
4.9.6　包注释 151
4.9.7　注释抽取 151
4.10　类设计技巧 152
第5章　继承 155
5.1　类、超类和子类 155
5.1.1　定义子类 155
5.1.2　覆盖方法 157
5.1.3　子类构造器 158
5.1.4　继承层次 162
5.1.5　多态 162
5.1.6　理解方法调用 163
5.1.7　阻止继承：final类和方法 165
5.1.8　强制类型转换 166
5.1.9　抽象类 168
5.1.10　受保护访问 173
5.2　Object：所有类的超类 174
5.2.1　Object类型的变量 174
5.2.2　equals方法 175
5.2.3　相等测试与继承 176
5.2.4　hashCode方法 179
5.2.5　toString方法 181
5.3　泛型数组列表 186
5.3.1　声明数组列表 187
5.3.2　访问数组列表元素 189
5.3.3　类型化与原始数组列表的
兼容性 191
5.4　对象包装器与自动装箱 192
5.5　参数数量可变的方法 195
5.6　枚举类 196
5.7　反射 198
5.7.1　Class类 199
5.7.2　声明异常入门 201
5.7.3　资源 202
5.7.4　利用反射分析类的能力 203
5.7.5　使用反射在运行时分析
对象 208
5.7.6　使用反射编写泛型数组
代码 213
5.7.7　调用任意方法和构造器 216
5.8　继承的设计技巧 219
第6章　接口、lambda表达式与
内部类 222
6.1　接口 222
6.1.1　接口的概念 222
6.1.2　接口的属性 228
6.1.3　接口与抽象类 229
6.1.4　静态和私有方法 230
6.1.5　默认方法 230
6.1.6　解决默认方法冲突 231
6.1.7　接口与回调 233
6.1.8　Comparator接口 235
6.1.9　对象克隆 236
6.2　lambda表达式 242
6.2.1　为什么引入lambda表达式 242
6.2.2　lambda表达式的语法 243
6.2.3　函数式接口 245
6.2.4　方法引用 247
6.2.5　构造器引用 250
6.2.6　变量作用域 250
6.2.7　处理lambda表达式 252
6.2.8　再谈Comparator 254
6.3　内部类 255
6.3.1　使用内部类访问对象状态 256
6.3.2　内部类的特殊语法规则 259
6.3.3　内部类是否有用、必要和
安全 260
6.3.4　局部内部类 262
6.3.5　由外部方法访问变量 263
6.3.6　匿名内部类 264
6.3.7　静态内部类 267
6.4　服务加载器 270
6.5　代理 273
6.5.1　何时使用代理 273
6.5.2　创建代理对象 273
6.5.3　代理类的特性 277
第7章　异常、断言和日志 279
7.1　处理错误 279
7.1.1　异常分类 280
7.1.2　声明检查型异常 282
7.1.3　如何抛出异常 284
7.1.4　创建异常类 285
7.2　捕获异常 286
7.2.1　捕获异常 286
7.2.2　捕获多个异常 288
7.2.3　再次抛出异常与异常链 289
7.2.4　finally子句 290
7.2.5　try-with-Resources语句 292
7.2.6　分析堆栈轨迹元素 294
7.3　使用异常的技巧 297
7.4　使用断言 300
7.4.1　断言的概念 300
7.4.2　启用和禁用断言 301
7.4.3　使用断言完成参数检查 302
7.4.4　使用断言提供假设文档 303
7.5　日志 304
7.5.1　基本日志 305
7.5.2　高级日志 305
7.5.3　修改日志管理器配置 307
7.5.4　本地化 308
7.5.5　处理器 309
7.5.6　过滤器 312
7.5.7　格式化器 313
7.5.8　日志技巧 313
7.6　调试技巧 321
第8章　泛型程序设计 326
8.1　为什么要使用泛型程序设计 326
8.1.1　类型参数的好处 326
8.1.2　谁想成为泛型程序员 328
8.2　定义简单泛型类 328
8.3　泛型方法 330
8.4　类型变量的限定 331
8.5　泛型代码和虚拟机 333
8.5.1　类型擦除 333
8.5.2　转换泛型表达式 335
8.5.3　转换泛型方法 335
8.5.4　调用遗留代码 337
8.6　限制与局限性 338
8.6.1　不能用基本类型实例化类型参数 338
8.6.2　运行时类型查询只适用于原始类型 338
8.6.3　不能创建参数化类型的数组 338
8.6.4　Varargs警告 339
8.6.5　不能实例化类型变量 340
8.6.6　不能构造泛型数组 341
8.6.7　泛型类的静态上下文中类型变量无效 342
8.6.8　不能抛出或捕获泛型类的实例 343
8.6.9　可以取消对检查型异常的检查 343
8.6.10　注意擦除后的冲突 345
8.7　泛型类型的继承规则 346
8.8　通配符类型 348
8.8.1　通配符概念 348
8.8.2　通配符的超类型限定 349
8.8.3　无限定通配符 351
8.8.4　通配符捕获 352
8.9　反射和泛型 354
8.9.1　泛型Class类 354
8.9.2　使用Class参数进行类型匹配 355
8.9.3　虚拟机中的泛型类型信息 356
8.9.4　类型字面量 359
第9章　集合 365
9.1　Java集合框架 365
9.1.1　集合接口与实现分离 365
9.1.2　Collection接口 368
9.1.3　迭代器 368
9.1.4　泛型实用方法 370
9.2　集合框架中的接口 373
9.3　具体集合 375
9.3.1　链表 375
9.3.2　数组列表 384
9.3.3　散列集 385
9.3.4　树集 388
9.3.5　队列与双端队列 391
9.3.6　优先队列 392
9.4　映射 394
9.4.1　基本映射操作 394
9.4.2　更新映射条目 397
9.4.3　映射视图 398
9.4.4　弱散列映射 399
9.4.5　链接散列集与映射 400
9.4.6　枚举集与映射 401
9.4.7　标识散列映射 402
9.5　视图与包装器 403
9.5.1　小集合 404
9.5.2　子范围 405
9.5.3　不可修改的视图 405
9.5.4　同步视图 406
9.5.5　检查型视图 407
9.5.6　关于可选操作的说明 407
9.6　算法 411
9.6.1　为什么使用泛型算法 411
9.6.2　排序与混排 412
9.6.3　二分查找 414
9.6.4　简单算法 415
9.6.5　批操作 417
9.6.6　集合与数组的转换 418
9.6.7　编写自己的算法 418
9.7　遗留的集合 419
9.7.1　Hashtable类 419
9.7.2　枚举 419
9.7.3　属性映射 421
9.7.4　栈 424
9.7.5　位集 424
第10章　图形用户界面程序设计 429
10.1　Java用户界面工具包简史 429
10.2　显示窗体 430
10.2.1　创建窗体 431
10.2.2　窗体属性 433
10.3　在组件中显示信息 435
10.3.1　处理2D图形 439
10.3.2　使用颜色 445
10.3.3　使用字体 446
10.3.4　显示图像 452
10.4　事件处理 453
10.4.1　基本事件处理概念 453
10.4.2　实例：处理按钮点击事件 454
10.4.3　简洁地指定监听器 457
10.4.4　适配器类 458
10.4.5　动作 460
10.4.6　鼠标事件 464
10.4.7　AWT事件继承层次 469
10.5　首选项API 472
第11章　Swing用户界面组件 478
11.1　Swing和模型–视图–控制器设计模式 478
11.2　布局管理概述 481
11.2.1　布局管理器 482
11.2.2　边框布局 483
11.2.3　网格布局 484
11.3　文本输入 485
11.3.1　文本域 486
11.3.2　标签和标签组件 487
11.3.3　密码域 488
11.3.4　文本区 489
11.3.5　滚动窗格 489
11.4　选择组件 491
11.4.1　复选框 492
11.4.2　单选按钮 494
11.4.3　边框 497
11.4.4　组合框 499
11.4.5　滑动条 502
11.5　菜单 507
11.5.1　菜单构建 507
11.5.2　菜单项中的图标 509
11.5.3　复选框和单选按钮菜单项 510
11.5.4　弹出菜单 511
11.5.5　键盘助记符和加速器 512
11.5.6　启用和禁用菜单项 514
11.5.7　工具条 518
11.5.8　工具提示 519
11.6　复杂的布局管理 520
11.6.1　网格包布局 520
11.6.2　定制布局管理器 529
11.7　对话框 532
11.7.1　选项对话框 533
11.7.2　创建对话框 536
11.7.3　数据交换 540
11.7.4　文件对话框 545
第12章　并发 552
12.1　什么是线程 552
12.2　线程状态 555
12.2.1　新建线程 556
12.2.2　可运行线程 556
12.2.3　阻塞和等待线程 556
12.2.4　终止线程 558
12.3　线程属性 558
12.3.1　中断线程 558
12.3.2　守护线程 561
12.3.3　线程名 561
12.3.4　未捕获异常的处理器 561
12.3.5　线程优先级 563
12.4　同步 563
12.4.1　竞态条件的一个例子 563
12.4.2　竞态条件详解 567
12.4.3　锁对象 568
12.4.4　条件对象 571
12.4.5　synchronized关键字 576
12.4.6　同步块 579
12.4.7　监视器概念 580
12.4.8　volatile字段 581
12.4.9　final变量 582
12.4.10　原子性 582
12.4.11　死锁 584
12.4.12　线程局部变量 586
12.4.13　为什么废弃stop和suspend方法 587
12.5　线程安全的集合 589
12.5.1　阻塞队列 589
12.5.2　高效的映射、集和队列 595
12.5.3　映射条目的原子更新 596
12.5.4　对并发散列映射的批操作 599
12.5.5　并发集视图 600
12.5.6　写数组的拷贝 601
12.5.7　并行数组算法 601
12.5.8　较早的线程安全集合 602
12.6　任务和线程池 603
12.6.1　Callable与Future 603
12.6.2　执行器 605
12.6.3　控制任务组 607
12.6.4　fork-join框架 612
12.7　异步计算 615
12.7.1　可完成Future 615
12.7.2　组合可完成Future 616
12.7.3　用户界面回调中的长时间运行任务 622
12.8　进程 628
12.8.1　建立一个进程 628
12.8.2　运行一个进程 630
12.8.3　进程句柄 631
附录　Java关键字 634

.　　数据库
　　XML处理
　　注解
　　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功能。解释这种语言的设计初衷，以及在哪些方面达到了预期。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、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是一种面向对象的语言。第4章将介绍面向对象两大基石中最重要的一个——封装概念，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在进一步学习Java之前应当先花一些时间了解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。重申一次，C++程序员可以只关注两种语言的不同之处。
　　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章中的简单继承模型。掌握接口可以充分获得Java的完全面向对象的程序设计能力。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），这是Java的一种健壮机制，用于处理正常运行的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，而舍弃不好看也不安全的强制类型转换，以及如何处理与老版本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，这是这种情况下最适用的做法，不要简单地把这些元素放在一个数组中。这一章会介绍如何充分利用内建的标准集合。
　　第10章介绍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。接下来你会了解如何编写代码来响应事件，如鼠标点击事件或按键事件。
　　第11章详细讨论Swing GUI工具包。Swing工具包允许建立跨平台的图形用户界面。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12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，你通常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。
　　还有关于JavaFX的额外的一章，其中会给出JavaFX的简要介绍，这是开发桌面应用的一个现代GUI工具包。如果你看的是本书的纸质版，可以从本书英文版网站http://horstmann.com/corejava或华章公司网站http://www.hzbook.com下载这一章。
　　附录列出了Java语言的保留字。
　　约定
　　与很多计算机图书一样，本书使用等宽字体（monospace type）表示计算机代码。
　　注释：“注释”信息会用这样的图标标志。
　　提示：“提示”信息会用这样的图标标志。
　　警告：对于可能出现的危险，我们用这样的图标做出警示。
　　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。没有C++程序设计背景，或者不擅长C++程序设计而把它当作一场噩梦不愿再想起的程序员可以跳过这些注释。
　　Java提供了一个很大的程序设计库，即应用程序编程接口。第一次使用某个API调用时，我们会在该节的结尾给出它的概要描述。这些描述有些不太正式，但我们希望能够比联机API文档提供更多的信息。类、接口或方法名后面的编号是引入该特性的JDK版本号，如下例所示：
　　应用程序编程接口9
　　源代码在本书英文版网站上以程序清单形式给出，例如：
　　程序清单1-1InputTest/InputTest.java
　　示例代码
　　本书英文版网站http://horstmann.com/corejava提供了书中的所有示例代码。有关安装Java开发工具包和示例代码的详细信息请参看第2章。