Java学习教程-基础入门及提高

北软教育|北京java培训、网络培训、网络安全培训、.net培训经典教程基础入门及提高前言同人类任何语言一样，Java为我们提供了一种表达思想的方式。如操作得当，同其他方式相比，随着问题变得愈大和愈复杂，这种表达方式的方便性和灵活性会显露无遗。不可将Java简单想象成一系列特性的集合；如孤立地看，有些特性是没有任何意义的。只有在考虑“设计”、而非考虑简单的编码时，才可真正体会到Java的强大。为了按这种方式理解Java，首先必须掌握它与编程的一些基本概念。本书讨论了编程问题、它们为何会成为问题以及Java用以解决它们的方法。所以，我对每一章的解释都建立在如何用语言解决一种特定类型的问题基础上。按这种方式，我希望引导您一步一步地进入Java的世界，使其最终成为您最自然的一种语言。贯穿本书，我试图在您的大脑里建立一个模型——或者说一个“知识结构”。这样可加深对语言的理解。若遇到难解之处，应学会把它填入这个模型的对应地方，然后自行演绎出答案。事实上，学习任何语言时，脑海里有一个现成的知识结构往往会起到事半功倍的效果。1.前提本书假定读者对编程多少有些熟悉。应已知道程序是一系列语句的集合，知道子程序／函数／宏是什么，知道象“If”这样的控制语句，也知道象“while”这样的循环结构。注意这些东西在大量语言里都是类似的。假如您学过一种宏语言，或者用过Perl之类的工具，那么它们的基本概念并无什么区别。总之，只要能习惯基本的编程概念，就可顺利阅读本书。当然，C/C++程序员在阅读时能占到更多的便宜。但即使不熟悉C，一样不要把自己排除在外（尽管以后的学习要付出更大的努力）。我会讲述面向对象编程的概念，以及Java的基本控制机制，所以不用担心自己会打不好基础。况且，您需要学习的第一类知识就会涉及到基本的流程控制语句。尽管经常都会谈及C和C++语言的一些特性，但并没有打算使它们成为内部参考，而是想帮助所有程序员都能正确地看待那两种语言。毕竟，Java是从它们那里衍生出来的。我将试着尽可能地简化这些引用和参考，并合理地解释一名非C/C++程序员通常不太熟悉的内容。2.Java的学习在我第一本书《UsingC++》面市的几乎同一时间（Osborne/McGraw-Hill于1989年出版），我开始教授那种语言。程序设计语言的教授已成为我的专业。自1989年以来，我便在世界各地见过许多昏昏欲睡、满脸茫然以及困惑不解的面容。开始在室内面向较少的一组人授课以后，我从作业中发现了一些特别的问题。即使那些上课面带会心的微笑或者频频点头的学生，对许多问题也存在认识上的混淆。在过去几年间的“软件开发会议”上，由我主持C++分组讨论会（现在变成了Java讨论会）。有的演讲人试图在很短的时间内向听众灌输过多的主题。所以到最后，尽管听众的水平都还可以，而且提供的材料也很充足，但仍然损失了一部分听众。这可能是由于问得太多了，但由于我是那些采取传统授课方式的人之一，所以很想使每个人都能跟上讲课进度。有段时间，我编制了大量教学简报。经过不断的试验和修订（或称“反复”，这是在Java程序设计中非常有用的一项技术），最后成功地在一门课程中集成了从我的教学经验中总结出来的所有东西——我在很长一段时间里都在使用。其中由一系列离散的、易于消化的小步骤组成，而且每个小课程结束后都有一些适当的练习。我目前已在Java公开研讨会上公布了这一课程，大家可到了解详情（对研讨会的介绍也以CD-ROM的形北软教育|北京java培训、网络培训、网络安全培训、.net培训式提供，具体信息可在同样的Web站点找到）。从每一次研讨会收到的反馈都帮助我修改及重新制订学习材料的重心，直到我最后认为它成为一个完善的教学载体为止。但本书并非仅仅是一本教科书——我尝试在其中装入尽可能多的信息，并按照主题进行了有序的分类。无论如何，这本书的主要宗旨是为那些独立学习的人士服务，他们正准备深入一门新的程序设计语言，而没有太大的可能参加此类专业研讨会。3.目标就象我的前一本书《ThinkinginC++》一样，这本书面向语言的教授进行了良好的结构与组织。特别地，我的目标是建立一套有序的机制，可帮助我在自己的研讨会上更好地进行语言教学。在我思考书中的一章时，实际上是在想如何教好一堂课。我的目标是得到一系列规模适中的教学模块，可以在合理的时间内教完。随后是一些精心挑选的练习，可以在课堂上当即完成。在这本书中，我想达到的目标总结如下：(1)每一次都将教学内容向前推进一小步，便于读者在继续后面的学习前消化前面的内容。(2)采用的示例尽可能简短。当然，这样做有时会妨碍我解决“现实世界”的问题。但我同时也发现对那些新手来说，如果他们能理解每一个细节，那么一般会产生更大的学习兴趣。而假如他们一开始就被要解决的问题的深度和广度所震惊，那么一般都不会收到很好的学习效果。另外在实际教学过程中，对能够摘录的代码数量是有严重限制的。另一方面，这样做无疑会有些人会批评我采用了“不真实的例子”，但只要能起到良好的效果，我宁愿接受这一指责。(3)要揭示的特性按照我精心挑选的顺序依次出场，而且尽可能符合读者的思想历程。当然，我不可能永远都做到这一点；在那些情况下，会给出一段简要的声明，指出这个问题。(4)只把我认为有助于理解语言的东西介绍给读者，而不是把我知道的一切东西都抖出来，这并非藏私。我认为信息的重要程度是存在一个合理的层次的。有些情况是95％的程序员都永远不必了解的。如强行学习，只会干扰他们的正常思维，从而加深语言在他们面前表现出来的难度。以C语言为例，假如你能记住运算符优先次序表（我从来记不住），那么就可以写出更“聪明”的代码。但再深入想一层，那也会使代码的读者／维护者感到困扰。所以忘了那些次序吧，在拿不准的时候加上括号即可。(5)每一节都有明确的学习重点，所以教学时间（以及练习的间隔时间）非常短。这样做不仅能保持读者思想的活跃，也能使问题更容易理解，对自己的学习产生更大的信心。(6)提供一个坚实的基础，使读者能充分理解问题，以便更容易转向一些更加困难的课程和书籍。4.联机文档由Sun微系统公司提供的Java语言和库（可免费下载）配套提供了电子版的用户帮助手册，可用Web浏览器阅读。此外，由其他厂商开发的几乎所有类似产品都有一套等价的文档系统。而目前出版的与Java有关的几乎所有书籍都重复了这份文档。所以你要么已经拥有了它，要么需要下载。所以除非特别必要，否则本书不会重复那份文档的内容。因为一般地说，用Web浏览器查找与类有关的资料比在书中查找方便得多（电子版的东西更新也快）。只有在需要对文档进行补充，以便你能理解一个特定的例子时，本书才会提供有关类的一些附加说明。5.章节本书在设计时认真考虑了人们学习Java语言的方式。在我授课时，学生们的反映有效地帮助了我认识哪些部分是比较困难的，需特别加以留意。我也曾经一次讲述了太多的问题，但得北软教育|北京java培训、网络培训、网络安全培训、.net培训到的教训是：假如包括了大量新特性，就需要对它们全部作出解释，而这特别容易加深学生们的混淆。因此，我进行了大量努力，使这本书一次尽可能地少涉及一些问题。所以，我在书中的目标是让每一章都讲述一种语言特性，或者只讲述少数几个相互关联的特性。这样一来，读者在转向下一主题时，就能更容易地消化前面学到的知识。下面列出对本书各章的一个简要说明，它们与我实际进行的课堂教学是对应的。(1)第1章：对象入门这一章是对面向对象的程序设计（OOP）的一个综述，其中包括对“什么是对象”之类的基本问题的回答，并讲述了接口与实现、抽象与封装、消息与函数、继承与合成以及非常重要的多形性的概念。这一章会向大家提出一些对象创建的基本问题，比如构建器、对象存在于何处、创建好后把它们置于什么地方以及魔术般的垃圾收集器（能够清除不再需要的对象）。要介绍的另一些问题还包括通过违例实现的错误控制机制、反应灵敏的用户界面的多线程处理以及连网和因特网等等。大家也会从中了解到是什么使得Java如此特别，它为什么取得了这么大的成功，以及与面向对象的分析与设计有关的问题。(2)第2章：一切都是对象本章将大家带到可以着手写自己的第一个Java程序的地方，所以必须对一些基本概念作出解释，其中包括对象“句柄”的概念；怎样创建一个对象；对基本数据类型和数组的一个介绍；作用域以及垃圾收集器清除对象的方式；如何将Java中的所有东西都归为一种新数据类型（类），以及如何创建自己的类；函数、自变量以及返回值；名字的可见度以及使用来自其他库的组件；static关键字；注释和嵌入文档等等。(3)第3章：控制程序流程本章开始介绍起源于C和C++，由Java继承的所有运算符。除此以外，还要学习运算符一些不易使人注意的问题，以及涉及造型、升迁以及优先次序的问题。随后要讲述的是基本的流程控制以及选择运算，这些是几乎所有程序设计语言都具有的特性：用if-else实现选择；用for和while实现循环；用break和continue以及Java的标签式break和contiune（它们被认为是Java中“不见的gogo”）退出循环；以及用switch实现另一种形式的选择。尽管这些与C和C++中见到的有一定的共通性，但多少存在一些区别。除此以外，所有示例都是完整的Java示例，能使大家很快地熟悉Java的外观。(4)第4章：初始化和清除本章开始介绍构建器，它的作用是担保初始化的正确实现。对构建器的定义要涉及函数过载的概念（因为可能同时有几个构建器）。随后要讨论的是清除过程，它并非肯定如想象的那么简单。用完一个对象后，通常可以不必管它，垃圾收集器会自动介入，释放由它占据的内存。这里详细探讨了垃圾收集器以及它的一些特点。在这一章的最后，我们将更贴近地观察初始化过程：自动成员初始化、指定成员初始化、初始化的顺序、static（静态）初始化以及数组初始化等等。(5)第5章：隐藏实现过程本章要探讨将代码封装到一起的方式，以及在库的其他部分隐藏时，为什么仍有一部分处于暴露状态。首先要讨论的是package和import关键字，它们的作用是进行文件级的封装（打包）操作，并允许我们构建由类构成的库（类库）。此时也会谈到目录路径和文件名的问题。本章剩下的部分将讨论public，private以及protected三个关键字、“友好”访问的概念北软教育|北京java培训、网络培训、网络安全培训、.net培训以及各种场合下不同访问控制级的意义。(6)第6章：类再生继承的概念是几乎所有OOP语言中都占有重要的地位。它是对现有类加以利用，并为其添加新功能的一种有效途径（同时可以修改它，这是第7章的主题）。通过继承来重复使用原有的代码时（再生），一般需要保持“基础类”不变，只是将这儿或那儿的东西串联起来，以达到预期的效果。然而，继承并不是在现有类基础上制造新类的唯一手段。通过“合成”，亦可将一个对象嵌入新类。在这一章中，大家将学习在Java中重复使用代码的这两种方法，以及具体如何运用。(7)第7章：多形性若由你自己来干，可能要花9个月的时间才能发现和理解多形性的问题，这一特性实际是OOP一个重要的基础。通过一些小的、简单的例子，读者可知道如何通过继承来创建一系列类型，并通过它们共有的基础类对那个系列中的对象进行操作。通过Java的多形性概念，同一系列中的所有对象都具有了共通性。这意味着我们编写的代码不必再依赖特定的类型信息。这使程序更易扩展，包容力也更强。由此，程序的构建和代码的维护可以变得更方便，付出的代价也会更低。此外，Java还通过“接口”提供了设置再生关系的第三种途径。这