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“十二五”职业教育国家规划教材 经全国职业教育教材审定委员会审定 计算机程序设计（Java）主 编 王新萍 副主编 樊斌锋 吴克强 陈 炯 参 编 贾晋宁 张宇鑫 王 珽 吴文蔚 解 莹 袁 源 杨 杰 II 内 容 简 介 本书着重强调应用与基础相结合，通过项目引入、任务分解的方式，将相关知识点融入整个任务中。读者通过完成项目，逐步掌握 Java 程序设计的具体应用。本书以 Java 工程师岗位职业能力为主线，把 Java 技术知识融入项目的分解任务中。全书共 11 个单元，内容主要包括 Java 平台及使用等 14 个项目，每个项目都分解为不同的任务，每个任务都按照“任务分析知识相关点任务实施技能拓展”的过程进行组织。本书内容丰富，项目经典，知识讲解系统，能力培养突出，既可作为职业院校“Java 程序设计”课程的教材，也可作为软件开发人员或 Java 自学者的参考书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据 计算机程序设计：Java/王新萍主编.北京：电子工业出版社，2016.8 ISBN 978-7-121-24896-2.计.王.JAVA 语言程序设计职业教育教材.TP312 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2014）第 274775 号 策划编辑：柴 灿 责任编辑：柴 灿 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：14.75 字数：377.6 千字 版 次：2016 年 8 月第 1 版 印 次：2016 年 8 月第 1 次印刷 定 价：32.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888，88258888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。本书咨询联系方式：（010）88254589。III 前 言 Java 语言自 1995 年 Sun 公司正式发布以来，就以它的安全性、平台无关性、性能优异等特点给编程人员带来一种崭新的设计体验，迅速成为计算机主流编程语言，也是目前使用最为广泛的网络编程语言之一。Java 语言的应用领域广泛，从大型复杂的企业级应用开发到小型便携式设备的应用开发都离不开 Java 活跃的身影，特别是如今很多的流行技术，如Android 技术等都和 Java 有着直接的联系。学好 Java 是成为一名优秀软件开发工程师的必经之路，但对于编程初学者来说，Java 的学习又显得比较难以理解。如何能让初学者找到正确的学习方法，掌握 Java 技术的精髓，是本书编者要解决的重要课题。本书共 11 个单元 14 个项目，每个项目又分解成不同的任务。每个任务均包含“任务分析知识相关点任务实施技能拓展”等内容。通过对项目任务的演示和分析，让学生能直观地了解要解决的问题和可以达到的效果，同时也解决了只讲知识点不讲应用的问题。本书所有内容建议学时为 104，其中单元 13 建议 24 学时，主要是掌握基本语法及面象对象基础知识；单元 46 建议 24 学时，主要让读者掌握面象对象高级特性及用 Java 实现类、掌握异常处理等；单元 7、8 建议 24 学时，主要掌握输入/输出流的使用及图形界面设计；单元 911 建议 32 学时，主要掌握网络编程、数据库编程及 Android 基础应用，为后续课程的学习打下基础。参与本书编写的教师均拥有多年 Java 课程的教学经验。本书由王新萍主编，参与本书编写工作并负责教材总体设计及统稿，樊斌锋、吴克强、陈炯任副主编，吴克强参与本书编写工作并收集相关资料，贾晋宁负责本书所有程序的调试工作。其中，第 1 单元由解莹编写，第 2、3 单元由杨杰编写，第 4 单元由樊斌锋编写，第5 单元由王新萍编写，第 6 单元由吴文蔚编写，第 7 单元由张宇鑫编写，第 8 单元由张宇鑫、袁源编写，第 9、10 单元由王珽编写，第 11 单元由陈炯编写。本书配有电子版的参考资料包，请有需要的老师登录华信教育资源网下载或扫描封底二维码获取相关信息。感谢所有对本教材编写给予支持的教师、专家及工作人员。由于时间仓促，作者水平有限，错误之处在所难免，恳请各位读者给予批评指正。编 者 2016 年 8 月 V 目 录 单元 1 Java 语言概述.1 项目 1 Java 平台及使用.1 任务 1 搭建 Java 开发环境.1 任务 2 初步认识 Java.7 习题 1.14 单元 2 Java 语言开发基础.16 项目 2 猜数字游戏.16 任务 1 确定变量.16 任务 2 选择数据类型.17 任务 3 确定表达式.20 任务 4 循环猜数并统计次数.24 任务 5 Java 注释.35 习题 2.37 单元 3 面向对象基础知识.41 项目 3 学生信息管理系统.41 任务 1 抽象学生类，创建学生对象.41 任务 2 确定输出学生信息的方法.46 任务 3 数据隐藏的“隐私”程序设计.53 习题 3.58 单元 4 面向对象高级特性.59 项目 4 动物园中游客与动物玩耍.59 任务 1 不同动物的行为表现.59 VI 任务 2 利用多态解决游客与动物玩耍.71 任务 3 不同种类图书的信息.80 任务 4 模拟 USB 接口.86 习题 4.89 单元 5 包、数组和字符串.92 项目 5 学生成绩管理系统.92 任务 1 学生成绩计算.92 任务 2 实现学生成绩管理系统.102 项目 6 String 及 StringBuffer.108 任务 1 字符串连接操作.108 项目 7 定义包和导入包.115 任务 1 将多个类放入同一包中.115 习题 5.118 单元 6 Java 的异常处理.119 项目 8 通过实例了解 Java 的异常.119 任务 1 编写一个大小写字母转换的案例.119 任务 2 学习在程序中生成异常处理.124 习题 6.127 单元 7 图形用户界面.128 项目 9 建立学生成绩管理系统用户登录界面.128 任务 1 建立用户登录界面窗口.128 任务 2 为登录界面窗口添加基本组件.133 任务 3 布局窗口中的组件.139 任务 4 为用户登录界面添加事件响应.146 习题 7.157 单元 8 Java 的输入/输出.159 项目 10 建立用户注册系统.159 任务 1 建立用户信息保存目录.159 任务 2 保存用户文件信息.164 VII 习题 8.180 单元 9 多线程机制.181 项目 11 开发一个“随机摇号小工具”.181 任务 1 “随机摇号小工具”的界面设计.182 任务 2 “随机摇号小工具”的功能实现.183 习题 9.195 单元 10 数据库编程.196 项目 12 开发一个“学生信息管理小工具”.196 任务 1 “学生信息管理小工具”的界面设计.197 任务 2 在应用程序中实现对指定数据库的连接操作.199 任务 3 数据库的查询和更新.205 习题 10.220 单元 11 Android 基础知识.221 项目 13 系统安装与 HelloWorld.221 任务 1 安装智能手机开发相关软件平台.221 项目 14 界面设计：控件与布局.224 任务 1 Android 编程基础UI 设计.224 习题 11.227 Java 语言概述 项目 1 Java 平台及使用 任务 1 搭建 Java 开发环境 任务分析 安装和配置 Java 开发环境。作为一个开发者在使用 Java 语言进行开发工作之前需要安装和配置 Java 开发环境。JDK（Java Development Kit）是 Sun 公司为 Java 开发者提供的软件开发工具包。相关知识点 1Java 的发展历史及三大技术（1）Java 的发展史 Java 是 Sun 公司的詹姆斯高斯林在将企业产品走向家电和通信智能化市场时，在C+的基础上开发出来的一种新的语言。说起 Java 这个名字还有一个很美好的故事。最初的名字叫作 Oak（橡树的意思），据说在起名字时实在想不出好的名字来，詹姆斯高斯林一抬头看到了窗外有一颗橡树，就命名 Oak 了，后来由于这个名字已经被注册，所以只好重新起名。据说起名的时侯詹姆斯高斯林正在喝一种爪哇咖啡（产于印度尼西亚爪哇岛），突发奇想，就把 Oak 改为了 Java，这表示程序员要像喝咖啡一样去享受程序。Java 正式推出是在 1995 年，在这之前，由于家电和通信的智能化市场的需求不是很高，所以一直被搁置了将近 5 年的时间。Java 的出现，正好迎合了当时互联网市场的需求，这使得 Java 语言犹如雨后春笋般迅速得以发展，之后 Sun 相继推出了 Java 软件安装包 JDK1.0，JDK1.1。在 1996 年又出现了一种情况，几个主要操作系统声明在嵌入式中使用 Java 技术，同时出现了应用了 Java 技术来制作的网页，这些都表明 Java 正以迅猛之势迅速成长。单元 1 002（2）Java 的三大技术方向 Java 可以分为三大技术方向：第一个是 J2SE（JAVASE），用于桌面应用开发，包括C/S 结构；第二个是 J2ME，用于移动应用开发；第三个是 J2EE，用于 Web 企业级应用。这三个版本是在 1999 年由 Sun 公司发布的，1998 年年底发布了 J2EE。到 2004 年，又迎来了 Java 语言历史发展的里程碑，那就是 J2SE1.5 的发布。为了表示新版本的重要性，Sun公司将此版改名为 Java SE5.0。2006 年，在 Sun 公司发布了 Java SE6.0 之后，将 Java 的各种版本都进行了更名，正式改为 Java SE，Java EE，Java ME。至此，Java 的发展也到了顶峰。就在 Java 出现低靡之际，Google 公司为 Java 焕发出了又一生机，随着手机市场的需求日益扩大，互联网巨头纷纷转向了 3G 手机移动开发，谋求更好的发展，微软的Windows 7，苹果的 iOS 系统，谷歌公司的 Android 系统，这些主流的手机操作系统得到了广大手机用户的追捧，其中，在 2007 年，Google 发布的 Android 占据了手机操作系统的半壁江山。自此，Java 在移动业务方面将占据了不可估量的市场优势。2Java 的特点 Java 是一种优秀的程序设计语言，其最大优点是平台无关性，相同的代码在 Windows、Linux、Solaris、Mac OS 等平台上都可以运行，从而实现“一次编写，到处运行”。除此之外，Java 还具有面向对象、可靠性和安全性、多线程等特性。（1）平台无关性 Java 的平台无关性是指利用 Java 编写的应用程序不用修改即可在不同的硬件平台上运行，即 Java 应用程序的运行不受平台约束，一次编译可实现多平台运行。（2）面向对象 Java 语言使用类和对象的概念，实现了对象的封装。类提供了一类相似对象实体的原型，使用继承来实现子类和父类之间的联系，并通过类的多态、抽象和接口等技术使程序易于扩充和维护。（3）可靠性和安全性 Java 最初设计的目的是应用于电子类消费产品，因此要求有较高的可靠性。（4）多线程 Java 支持多线程。Java 环境本身是多线程的，由若干系统线程运行负责无用存储单元的回收、系统维护等系统级操作；Java 语言内置多线程控制，可以大大简化多线程应用程序的开发。3Java 的运行机制（1）编辑 编辑是指在 Java 开发环境中输入程序代码，形成后缀名为.Java 的 Java 源文件进行错误排查的过程。（2）编译 编译是使用 Java 编译器对源文件编译后生成后缀名为.class 的字节码文件。（3）运行 运行是指使用 Java 虚拟机将字节码文件翻译成机器代码，执行并显示结果。Java 的运行机制如图 1-1 所示。003