一、教材的基本信息 1.适用对象 本教材适用于初学Java语言的读者，适用于大学“Java语言程序设计”课程的教学。 2.具备的知识和能力基础 读者应具备基本的计算机基础知识，了解计算机的基本结构和运行原理，具备一定的资料查阅能力。 3.预期达到的学习效果 通过本教材的学习，读者应熟练掌握Java语言语法规则；理解面向对象程序设计基本思想，能够运用Java语言进行面向对象程序设计；熟悉JavaSE平台开发技术，能够实现简单的JavaSE应用软件开发。 4.编写团队 本教材的作者是由经验丰富的一线骨干教师组成，他们不仅在教学中积累了丰富的Java教学经验，而且他们参与了大量的基于Java项目的开发，有着丰富的实践经验。在长期的Java教学中，他们总结了一套行之有效的教学方法，并将这套教学方法的精髓以及在开发过程和教学过程中积累的丰富素材融入这本教材中。本教材第1、2、3、4、5章由兰艳编写，第6、7、8、9、10、14、15章由邵欣欣编写，第11章由骆伟编写，第16章由赵璘编写，第20、21、22章由付丽梅编写，第12、19章由万洪莉编写，第13、17、18、23章由周绍斌编写。全教材由周绍斌统稿。作者水平有限，教材中的缺漏与错误在所难免，恳请广大读者批评指正。 二、教材的基本结构与内容组织 1.教材的基本结构 本教材以工程教育理念为指导，遵循TOPCARES教学模式，合理安排教材结构。教材每个单元都是采用项目导向的方式介绍相应的知识点，充分体现“做中学”的教学思路。而且，教材贯穿一个应用系统——学生成绩管理系统开发的完整过程，按照TOPCARES教学模式将项目的开发过程分为四个阶段：项目分析、项目设计、项目实现和项目升级与改进，分别对应TOPCARES教学模式的项目构思、设计、运行和实施四个阶段。教材基本结构设计思路如下图所示。 教材结构示意图 2.教材的内容组织 本教材主要讲解Java语言基本语法、面向对象程序设计方法和基本Java应用系统开发技术。教材共分为三篇：第1篇Java基础篇，介绍Java的基本运行原理，以及Java语言中变量、运算符、控制语句和方法等的基本语法规则。第2篇面向对象程序设计篇，介绍Java语言中类与对象、继承、多态、接口等面向对象程序设计的基本原理和语法规则，同时还介绍了编写应用软件常用的数组、集合、字符串、日期、lambda表达式、异常处理和反射机制等工具类的用法和相关语法规则。第3篇应用开发篇，介绍JavaSE平台下Java应用系统开发技术，主要包括GUI技术、I/O技术、多线程技术、网络编程技术等。

第1篇Java基础篇 第1章Java概述3 1.1项目任务3 1.2项目分析3 1.3技术准备4 1.3.1Java运行原理4 1.3.2JDK简介5 1.3.3Java程序的分类7 1.4项目学做7 1.5知识拓展10 1.6强化训练10 1.7本章小结11 1.8课后习题11 第2章基本符号12 2.1项目任务12 2.2项目分析12 2.3技术准备13 2.3.1变量13 2.3.2标识符13 2.3.3Java的基本符号14 2.3.4数据类型15 2.3.5数据类型转换16 2.3.6运算符18 2.4项目学做26 2.5知识拓展27 2.5.1保留字27 2.5.2转义字符27 2.5.3null符号28 2.5.4void符号28 2.5.5注释28 2.5.6Math类28 2.5.7Scanner类29 2.6强化训练29 2.7本章小结30 2.8课后习题30 第3章选择结构34 3.1项目任务34 3.2项目分析34 3.3技术准备35 3.3.1if语句35 3.3.2switch语句37 3.4项目学做39 3.5强化训练40 3.6本章小结40 3.7课后习题41 第4章循环结构44 4.1项目任务44 4.2项目分析44 4.3技术准备45 4.3.1for循环45 4.3.2while循环48 4.3.3dowhile循环49 4.3.4continue和break50 4.4项目学做51 4.5知识拓展52 4.6强化训练53 4.7本章小结53 4.8课后习题54 第5章方法与重载58 5.1项目任务58 5.2项目分析58 5.3技术准备59 5.3.1方法定义59 5.3.2方法调用60 5.3.3方法重载61 5.4项目学做62 5.5强化训练62 5.6本章小结63 5.7课后习题63 第2篇面向对象程序设计篇 第6章类与对象69 6.1项目任务69 6.2项目分析69 6.3技术准备70 6.3.1面向对象70 6.3.2类的定义72 6.3.3对象的创建75 6.3.4方法的调用77 6.3.5给方法传递对象参数78 6.3.6变量的作用域79 6.3.7this关键字81 6.3.8static关键字82 6.4项目学做86 6.5知识拓展87 6.6强化训练89 6.7本章小结89 6.8课后习题89 第7章封装94 7.1项目任务94 7.2项目分析94 7.3技术准备95 7.3.1包95 7.3.2可见性修饰符97 7.3.3访问器方法98 7.4项目学做100 7.5强化训练101 7.6本章小结101 7.7课后习题102 第8章继承105 8.1项目任务105 8.2项目分析106 8.3技术准备106 8.3.1继承106 8.3.2方法的覆盖111 8.3.3继承关系中的构造方法和super关键字112 8.3.4Object类及其常用方法114 8.3.5final关键字116 8.4项目学做118 8.5强化训练121 8.6本章小结121 8.7课后习题122 第9章多态124 9.1项目任务124 9.2项目分析125 9.3技术准备125 9.3.1多态125 9.3.2父、子类对象的使用与转化128 9.3.3instanceof运算符130 9.4项目学做132 9.5强化训练133 9.6本章小结134 9.7课后习题134 第10章抽象类和接口138 10.1项目任务138 10.2项目分析138 10.3技术准备139 10.3.1抽象类139 10.3.2接口141 10.3.3内部类143 10.4项目学做147 10.5强化训练149 10.6本章小结149 10.7课后习题149 第11章Lambda表达式153 11.1项目任务153 11.2项目分析153 11.3技术准备154 11.3.1函数式接口154 11.3.2Lambda表达式155 11.4项目学做156 11.5强化训练157 11.6本章小结157 11.7课后习题157 第12章异常与断言159 12.1项目任务159 12.2项目分析160 12.3技术准备160 12.3.1异常的概念161 12.3.2异常的处理162 12.3.3异常的声明168 12.3.4异常的抛出170 12.3.5finally子句170 12.4项目学做172 12.5知识拓展174 12.5.1Java的断言机制174 12.5.2断言的使用场合174 12.5.3开启和关闭断言175 12.5.4异常和断言的区别与联系175 12.6强化训练176 12.7本章小结177 12.8课后习题178 第13章字符串与日期181 13.1项目任务181 13.2项目分析182 13.3技术准备182 13.3.1封装类182 13.3.2字符串184 13.3.3数字的格式化187 13.3.4正则表达式188 13.3.5日期191 13.4项目学做194 13.5强化训练195 13.6本章小结195 13.7课后习题196 第14章数组198 14.1项目任务198 14.2项目分析198 14.3技术准备199 14.3.1数组的基本知识199 14.3.2数组的复制203 14.3.3数组的排序204 14.3.4数组的查找205 14.3.5Arrays类205 14.3.6二维数组206 14.4项目学做208 14.5强化训练211 14.6本章小结211 14.7课后习题212 第15章集合214 15.1项目任务214 15.2项目分析215 15.3技术准备215 15.3.1集合类概述215 15.3.2Collection接口216 15.3.3List集合217 15.3.4Set集合221 15.3.5Map集合226 15.3.6迭代器229 15.3.7泛型229 15.4项目学做232 15.5知识拓展238 15.6强化训练239 15.7本章小结239 15.8课后习题240 第16章反射244 16.1项目任务244 16.2项目分析244 16.3技术准备245 16.3.1反射的定义245 16.3.2获取Class类对象245 16.3.3类对象的功能247 16.3.4反射的优缺点258 16.4项目学做258 16.5知识拓展263 16.5.1Java代理模式263 16.5.2Java静态代理263 16.5.3Java动态代理264 16.5.4Java动态代理底层实现265 16.6强化训练266 16.7本章小结267 16.8课后习题267 第3篇应用开发篇 第17章图形用户界面基础271 17.1项目任务271 17.2项目分析272 17.3技术准备272 17.3.1构造简单的图形界面272 17.3.2布局管理器277 17.3.3交互与事件处理281 17.3.4项目中用到的其他GUI组件287 17.4项目学做292 17.5知识拓展293 17.5.1窗口事件293 17.5.2事件裁剪类295 17.6强化训练296 17.7本章小结296 17.8课后习题297 第18章常用UI组件300 18.1项目任务300 18.2项目分析301 18.3技术准备301 18.3.1文本区301 18.3.2面板303 18.3.3单选按钮305 18.3.4复选框307 18.3.5对话框309 18.3.6弹出式对话框312 18.4项目学做314 18.5知识拓展317 18.5.1鼠标事件317 18.5.2键盘事件319 18.6强化训练321 18.7本章小结321 18.8课后习题322 第19章输入输出324 19.1项目任务324 19.2项目分析325 19.3技术准备327 19.3.1文件管理327 19.3.2流的概念及API339 19.3.3节点流与处理流的使用343 19.3.4Java剪贴板359 19.4项目学做361 19.5知识拓展365 19.5.1对象序列化概述365 19.5.2支持序列化的接口和类366 19.6强化训练370 19.7本章小结370 19.8课后习题371 第20章线程基础374 20.1项目任务374 20.2项目分析374 20.3技术准备375 20.3.1多线程简介375 20.3.2Thread类376 20.3.3Runnable接口378 20.3.4两种实现方式的比较379 20.4项目学做381 20.5强化训练382 20.6本章小结383 20.7课后练习383 第21章线程调度385 21.1项目任务385 21.2项目分析385 21.3技术准备386 21.3.1线程同步386 21.3.2线程的优先级390 21.3.3线程状态及其生命周期392 21.3.4线程休眠和线程中断393 21.4项目学做397 21.5知识拓展398 21.5.1线程组398 21.5.2生产者与消费者问题400 21.5.3锁404 21.5.4死锁406 21.6强化训练407 21.7本章小结407 21.8课后练习408 第22章网络编程409 22.1项目任务409 22.2项目分析409 22.3技术准备410 22.3.1Socket网络编程410 22.3.2多线程的网络通信413 22.4项目学做417 22.5知识拓展419 22.5.1InetAddress编程419 22.5.2URL编程420 22.5.3UDP编程421 22.6强化训练424 22.7本章小结424 22.8课后练习424 第23章学生成绩系统426 23.1项目分析426 23.1.1需求说明427 23.1.2通过用例形式化需求427 23.1.3用例模型429 23.2项目设计429 23.2.1系统建模过程429 23.2.2类图431 23.2.3将模型转换为Java代码431 23.3项目实现435 23.3.1MainFrame类435 23.3.2LoginDialog类438 23.3.3InputScoreDialog类440 23.3.4QueryScoreDialog类442 23.3.5驱动器SGS类444 23.4项目的升级与改进446 23.4.1SGS自定义异常类446 23.4.2实现数据持久化存储446 23.4.3实现成绩在线查询449 附录A开发环境的安装与配置455 附录B学习知识点及能力要点462 参考文献466

2016年6月，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员，这是中国工程教育国际化进程的重要里程碑。“回归工程”、培养学生的“大工程观”是当今国际工程教育的主流理念。《华盛顿协议》对毕业生提出的12条素质要求中，不仅要求工程知识、工程能力，还强调通用能力和品德伦理；在实践上，以学生为中心，以产出为导向，注重对目标达成的支撑及持续改进，与CDIO工程教育实质等效。 CDIO工程教育是近年来国际工程教育改革的最新成果，以“预期学习结果”集合来驱动课程内容、教学方法、教育文化的设计，重视营造工程教育文化，其注重工程能力培养和基于工程项目全生命周期的一体化设计思想，对于国内工程类和相关专业的建设具有重要的实施价值。 作为承载了教学改革思想的载体，融入CDIO工程教育理念的高品质教材，东软CDIO工程教育教材在注重理实结合的同时，也注重对学生八大能力的培养，即：技术知识与推理能力，开放式思维与创新，个人职业能力，沟通表达与团队合作，态度与习惯，责任，价值观，实践构思、设计、实现和运行对社会的贡献。 CDIO工程教育教材是 CDIO教育教学改革在教学实施过程中的集中体现，它不仅承载着课程和项目的教学内容，而且贯穿和体现了CDIO工程教育的理念、思想与方法，是在系统化理论的指导下，将知识、能力、素质培养进行一体化设计，有机融合在教材体系中。教材的编写以能力培养为主线，以案例教学为引导，以项目为载体，充分体现“做中学”和“学中做”的思想，具有以下优势： （1）以能力培养为主线，培养学生专业知识学习能力和工程实践能力。 （2）以案例为驱动，在做案例的过程中学习新知识，充分体现了“做中学”。 （3）以项目为载体，基于工程化教育方法，按照分析、设计、实施、运行展开项目及知识点的讲解。 （4）围绕专业知识结构和能力体系设计教材，实现同一专业下不同教材紧密的关联性。 （5）内容编排循序渐进，符合人的认知规律。 （6）适应柔性化教学变革，构建一体化、立体化教学资源。 CDIO工程教育教材可供以应用型人才为培养目标的高等院校以及职业培训机构作为教材使用。 目前，CDIO工程教育教材的建设还处于探索阶段，是一项创造性的工作，尚需要通过改革的实践不断加以深化和持续改进，任重而道远。