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第1章 Java语言概述与开发环境1

1.1 Java语言的发展简史2

1.2 Java程序运行机制4

1.2.1 高级语言的运行机制4

1.2.2 Java程序的运行机制和JVM4

1.3 开发Java的准备5

1.3.1 下载和安装Java 8的JDK5

学生提问 不是说JVM是运行Java程序的虚拟机吗？那JRE和JVM的关系是怎样的呢？6

1.3.2 设置PATH环境变量8

学生提问 为什么不安装公共JRE呢？7

学生提问 为什么选择用户变量？用户变量与系统变量有什么区别？9

1.4 第一个Java程序9

1.4.1 编辑Java源代码9

1.4.2 编译Java程序10

学生提问 当编译C程序时，不仅需要指定存放目标文件的位置，也需要指定目标文件的文件名，这里使用javac编译Java程序时怎么不需要指定目标文件的文件名呢？10

1.4.3 运行Java程序11

1.4.4 根据CLASSPATH环境变量定位类11

1.5 Java程序的基本规则12

1.5.1 Java程序的组织形式12

1.5.2 Java源文件的命名规则13

1.5.3 初学者容易犯的错误13

1.6 何时开始使用IDE工具15

学生提问 我想学习Java编程，到底是学习Eclipse好，还是学习NetBeans好呢？16

1.7 本章小结16

本章练习16

第2章 数据类型和运算符17

2.1 注释18

2.1.1 单行注释和多行注释18

2.1.2 文档注释19

学生提问 API文档是什么？19

学生提问 为什么要学习查看API文档的方法？21

2.2 标识符和关键字24

2.2.1 分隔符24

2.2.2 标识符规则25

2.2.3 Java关键字26

2.3 数据类型分类26

学生提问 什么是变量？变量有什么用？26

2.4 基本数据类型27

2.4.1 整型27

2.4.2 字符型29

学生提问 什么是字符集？29

2.4.3 浮点型31

2.4.4 数值中使用下画线分隔32

2.4.5 布尔型32

2.5 基本类型的类型转换33

2.5.1 自动类型转换33

2.5.2 强制类型转换34

2.5.3 表达式类型的自动提升35

2.6 直接量36

2.6.1 直接量的类型36

2.6.2 直接量的赋值37

2.7 运算符38

2.7.1 算术运算符38

2.7.2 赋值运算符40

2.7.3 位运算符41

2.7.4 扩展后的赋值运算符43

2.7.5 比较运算符43

2.7.6 逻辑运算符44

2.7.7 三目运算符45

2.7.8 运算符的结合性和优先级46

2.8 本章小结47

本章练习47

第3章 流程控制与数组48

3.1 顺序结构49

3.2 分支结构49

3.2.1 if条件语句49

3.2.2 增强后的switch分支语句53

3.3 循环结构54

3.3.1 while循环语句55

3.3.2 do while循环语句56

3.3.3 for循环57

3.3.4 嵌套循环59

3.4 控制循环结构60

3.4.1 使用break结束循环60

3.4.2 使用continue忽略本次循环剩下语句61

3.4.3 使用return结束方法62

3.5 数组类型63

3.5.1 理解数组：数组也是一种类型63

学生提问 int[]是一种类型吗？怎么使用这种类型呢？63

3.5.2 定义数组63

3.5.3 数组的初始化64

学生提问 能不能只分配内存空间，不赋初始值呢？64

3.5.4 使用数组65

学生提问 为什么要我记住这些异常信息？66

3.5.5 foreach循环66

3.6 深入数组68

3.6.1 没有多维数组68

学生提问 我是否可以让图3.3 中灰色覆盖的数组元素再次指向另一个数组？这样不就可以扩展成三维数组，甚至扩展成更多维的数组吗？69

3.6.2 Java 8增强的工具类：Arrays70

3.7 本章小结73

本章练习73

第4章 面向对象（上）74

4.1 类和对象75

4.1.1 定义类75

学生提问 构造器不是没有返回值吗？为什么不能用void声明呢？77

4.1.2 对象的产生和使用77

4.1.3 对象、引用和指针78

4.1.4 对象的this引用79

4.2 方法详解83

4.2.1 方法的所属性83

4.2.2 方法的参数传递机制83

4.2.3 形参个数可变的方法87

4.2.4 递归方法88

4.2.5 方法重载89

学生提问 为什么方法的返回值类型不能用于区分重载的方法？90

4.3 成员变量和局部变量90

4.3.1 成员变量和局部变量90

4.3.2 成员变量的初始化和内存中的运行机制94

4.3.3 局部变量的初始化和内存中的运行机制95

4.3.4 变量的使用规则96

4.4 隐藏和封装97

4.4.1 理解封装97

4.4.2 使用访问控制符97

4.4.3 package、import和import static100

4.4.4 Java的常用包104

4.5 深入构造器105

4.5.1 使用构造器执行初始化105

学生提问 构造器是创建Java对象的途径，是不是说构造器完全负责创建Java对象？106

4.5.2 构造器重载106

学生提问 为什么要用this来调用另一个重载的构造器？我把另一个构造器里的代码复制、粘贴到这个构造器里不就可以了吗？107

4.6 类的继承108

4.6.1 继承的特点108

4.6.2 重写父类的方法109

4.6.3 super限定110

4.6.4 调用父类构造器112

学生提问 为什么我创建Java对象时从未感觉到java.lang.Object类的构造器被调用过？114

4.7 多态115

4.7.1 多态性115

4.7.2 引用变量的强制类型转换116

4.7.3 instanceof运算符117

4.8 初始化块118

4.8.1 使用初始化块118

4.8.2 初始化块和构造器120

4.8.3 静态初始化块120

4.9 本章小结123

本章练习123

第5章 面向对象（下）124

5.1 Java 8增强的包装类125

学生提问 Java为什么要对这些数据进行缓存呢？128

5.2 处理对象129

5.2.1 打印对象和toString方法129

5.2.2 ==和equals方法130

学生提问 上面程序中判断obi是否为Person类的实例时，为何不用objinstanceofPerson来判断呢？134

5.3 类成员134

5.3.1 理解类成员134

5.3.2 单例（Singleton）类135

5.4 final修饰符136

5.4.1 final成员变量136

5.4.2 final局部变量138

5.4.3 final修饰基本类型变量和引用类型变量的区别139

5.4.4 可执行“宏替换”的final变量139

5.4.5 final方法141

5.4.6 final类142

5.5 抽象类142

5.5.1 抽象方法和抽象类142

5.5.2 抽象类的作用145

5.6 Java 8改进的接口146

5.6.1 接口的概念146

5.6.2 Java 8中接口的定义147

5.6.3 接口的继承149

5.6.4 使用接口149

5.6.5 接口和抽象类151

5.7 内部类152

5.7.1 非静态内部类152

学生提问 非静态内部类对象和外部类对象的关系是怎样的？155

5.7.2 静态内部类156

学生提问 为什么静态内部类的实例方法也不能访问外部类的实例属性呢？157

学生提问 接口里是否能定义内部接口？158

5.7.3 使用内部类158

学生提问 既然内部类是外部类的成员，那么是否可以为外部类定义子类，在子类中再定义一个内部类来重写其父类中的内部类呢？160

5.7.4 局部内部类160

5.7.5 Java 8改进的匿名内部类161

5.8 Java 8新增的Lambda表达式164

5.8.1 Lambda表达式入门164

5.8.2 Lambda表达式与函数式接口166

5.8.3 方法引用与构造器引用168

5.8.4 Lambda表达式与匿名内部类的联系和区别171

5.8.5 使用Lambda表达式调用Arrays的类方法172

5.9 枚举类172

5.9.1 手动实现枚举类173

5.9.2 枚举类入门173

5.9.3 枚举类的成员变量、方法和构造器175

5.9.4 实现接口的枚举类177

学生提问 枚举类不是用final修饰了吗？怎么还能派生子类呢？178

5.9.5 包含抽象方法的枚举类178

5.10 修饰符的适用范围179

5.11 本章小结180

本章练习180

第6章 Java基础类库181

6.1 与用户互动182

6.1.1 运行Java程序的参数182

6.1.2 使用Scanner获取键盘输入183

6.2 系统相关185

6.2.1 System类185

6.2.2 Runtime类187

6.3 常用类188

6.3.1 Object类188

6.3.2 Objects类189

6.3.3 String、StringBuffer和StringBuilder类190

6.3.4 Math类193

6.3.5 ThreadLocalRandom与Random195

6.3.6 BigDecimal类196

6.4 Java 8的日期、时间类199

6.4.1 Date类199

6.4.2 Calendar类199

6.4.3 Java 8新增的日期、时间包202

6.5 Java 8新增的日期、时间格式器204

6.5.1 使用DateTimeFormatter完成格式化205

6.5.2 使用DateTimeFormatter解析字符串206

6.6 本章小结206

本章练习206

第7章 Java集合207

7.1 Java集合概述208

7.2 Collection和Iterator接口209

7.2.1 使用Lambda表达式遍历集合211

7.2.2 使用Java 8增强的Iterator遍历集合元素211

7.2.3 使用Lambda表达式遍历Iterator213

7.2.4 使用foreach循环遍历集合元素213

7.2.5 使用Java 8新增的Predicate操作集合214

7.2.6 使用Java 8新增的Stream操作集合215

7.3 Set集合217

7.3.1 HashSet类217

学生提问 hashCode()方法对于HashSet是不是十分重要？219

7.3.2 LinkedHashSet类221

7.3.3 TreeSet类222

7.4 List集合227

7.4.1 Java8改进的List接口和ListIterator接口227

7.4.2 ArrayList和Vector实现类231

7.4.3 固定长度的List231

7.5 Queue集合232

7.5.1 PriorityQueue实现类232

7.5.2 Deque接口与ArrayDeque实现类233

7.5.3 LinkedList实现类235

7.5.4 各种线性表的性能分析236

7.6 Java 8增强的Map集合236

7.6.1 Java 8为Map新增的方法238

7.6.2 Java 8改进的HashMap和Hashtable实现类239

7.6.3 LinkedHashMap实现类242

7.6.4 使用Properties读写属性文件243

7.6.5 SortedMap接口和TreeMap实现类244

7.6.6 各Map实现类的性能分析246

7.7 HashSet和HashMap的性能选项246

7.8 操作集合的工具类：Collections247

7.8.1 排序操作247

7.8.2 查找、替换操作250

7.8.3 同步控制251

7.8.4 设置不可变集合251

7.9 烦琐的接口：Enumeration252

7.10 本章小结253

本章练习253

第8章 泛型254

8.1 泛型入门255

8.1.1 编译时不检查类型的异常255

8.1.2 使用泛型255

8.1.3 泛型的“菱形”语法256

8.2 深入泛型257

8.2.1 定义泛型接口、类257

8.2.2 从泛型类派生子类259

8.2.3 并不存在泛型类260

8.3 类型通配符260

8.3.1 使用类型通配符262

8.3.2 设定类型通配符的上限262

8.3.3 设定类型形参的上限264

8.4 泛型方法264

8.4.1 定义泛型方法265

8.4.2 泛型方法和类型通配符的区别267

8.4.3 “菱形”语法与泛型构造器268

8.4.4 设定通配符下限269

8.4.5 泛型方法与方法重载271

8.4.6 Java 8改进的类型推断272

8.5 擦除和转换272

8.6 泛型与数组274

8.7 本章小结275

第9章 异常处理276

9.1 异常概述277

9.2 异常处理机制278

9.2.1 使用try...catch捕获异常278

9.2.2 异常类的继承体系279

9.2.3 多异常捕获282

9.2.4 访问异常信息282

9.2.5 使用finally回收资源283

9.2.6 异常处理的嵌套285

9.2.7 自动关闭资源的try语句286

9.3 Checked异常和Runtime异常体系287

9.3.1 使用throws声明抛出异常287

9.4 使用throw抛出异常289

9.4.1 抛出异常289

9.4.2 自定义异常类290

9.4.3 catch和throw同时使用291

9.4.4 增强的throw语句292

9.4.5 异常链293

9.5 Java的异常跟踪栈294

9.6 异常处理规则296

9.6.1 不要过度使用异常296

9.6.2 不要使用过于庞大的try块297

9.6.3 避免使用Catch All语句298

9.6.4 不要忽略捕获到的异常298

9.7 本章小结298

本章练习298

第10章 Annotation（注解）299

10.1 基本Annotation300

10.1.1 限定重写父类方法：@Override300

10.1.2 标示已过时：@Deprecated301

10.1.3 抑制编译器警告：@SuppressWarnings302

10.1.4 “堆污染”警告与@SafeVarargs302

10.1.5 Java 8的函数式接口与@FunctionalInterface303

10.2 JDK的元Annotation304

10.2.1 使用@Retention304

10.2.2 使用@Target305

10.2.3 使用@Documented305

10.2.4 使用@Inherited306

10.3 自定义Annotation307

10.3.1 定义Annotation307

10.3.2 提取Annotation信息308

10.3.3 使用Annotation的示例310

10.3.4 Java 8新增的重复注解314

10.3.5 Java 8新增的TypeAnnotation316

10.4 编译时处理Annotation317

10.5 本章小结320

第11章 输入／输出321

11.1 File类322

11.1.1 访问文件和目录322

11.1.2 文件过滤器324

11.2 理解Java的IO流324

11.2.1 流的分类325

11.2.2 流的概念模型326

11.3 字节流和字符流327

11.3.1 InputStream和Reader327

11.3.2 OutputStream和Writer329

11.4 输入／输出流体系330

11.4.1 处理流的用法330

11.4.2 输入／输出流体系331

11.4.3 转换流333

学生提问 怎么没有把字符流转换成字节流的转换流呢？334

11.4.4 推回输入流334

11.5 重定向标准输入／输出336

11.6 RandomAccessFile337

11.7 NIO.2340

11.7.1 Path、Paths和Files核心API341

11.7.2 使用FileVisitor遍历文件和目录342

11.7.3 使用WatchService监控文件变化343

11.7.4 访问文件属性344

11.8 本章小结346

本章练习346

第12章 多线程347

12.1 线程概述348

12.1.1 线程和进程348

12.1.2 多线程的优势349

12.2 线程的创建和启动349

12.2.1 继承Thread类创建线程类350

12.2.2 实现Runnable接口创建线程类351

12.2.3 使用Callable和Future创建线程352

12.2.4 创建线程的三种方式对比354

12.3 线程的生命周期354

12.3.1 新建和就绪状态354

12.3.2 运行和阻塞状态356

12.3.3 线程死亡357

12.4 控制线程358

12.4.1 join线程358

12.4.2 后台线程359

12.4.3 线程睡眠：sleep360

12.4.4 线程让步：yield360

12.4.5 改变线程优先级362

12.5 线程同步363

12.5.1 线程安全问题363

12.5.2 同步代码块365

12.5.3 同步方法366

12.5.4 释放同步监视器的锁定368

12.5.5 同步锁（Lock）369

12.5.6 死锁371

12.6 线程通信372

12.6.1 传统的线程通信372

12.6.2 使用Condition控制线程通信376

12.6.3 使用阻塞队列（BlockingQueue）控制线程通信378

12.7 线程池380

12.7.1 Java 8改进的线程池381

12.7.2 Java 8增强的ForkJoinPool382

12.8 线程相关类386

12.8.1 ThreadLocal类386

12.8.2 包装线程不安全的集合387

12.8.3 线程安全的集合类388

12.9 本章小结389

本章练习389

第13章 网络编程390

13.1 网络编程的基础知识391

13.1.1 网络基础知识391

13.1.2 IP地址和端口号392

13.2 Java的基本网络支持393

13.2.1 使用InetAddress393

13.2.2 使用URLDecoder和URLEncoder393

13.2.3 URL、URLConnection和URLPermission395

13.3 基于TCP协议的网络编程401

13.3.1 TCP协议基础401

13.3.2 使用ServerSocket创建TCP服务器端401

13.3.3 使用Socket进行通信402

13.3.4 加入多线程404

13.3.5 记录用户信息407

13.3.6 半关闭的Socket414

13.3.7 使用NIO实现非阻塞Socket通信415

13.3.8 使用AIO实现非阻塞通信420

学生提问 上面程序中好像没用到④⑤号代码的get()方法的返回值，这两个地方不调用get()方法行吗？424

13.4 使用代理服务器427

13.4.1 直接使用Proxy创建连接427

13.4.2 使用ProxySelector自动选择代理服务器428

13.5 本章小结431

本章练习431