Java核心技术·卷Ⅰ:基础知识(原书第10版)
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前言

致读者

1995年年底,Java语言在Internet舞台一亮相便名声大噪。其原因在于它将有望成为连接用户与信息的万能胶,而不论这些信息来自Web服务器、数据库、信息提供商,还是任何其他渠道。事实上,就发展前景而言,Java的地位是独一无二的。它是一种完全可信赖的程序设计语言,得到了除微软之外的所有厂家的认可。其固有的可靠性与安全性不仅令Java程序员放心,也令使用Java程序的用户放心。Java内建了对网络编程、数据库连接、多线程等高级程序设计任务的支持。

1995年以来,已经发布了Java开发工具包(Java Development Kit)的9个主要版本。在过去的20年中,应用程序编程接口(API)已经从200个类扩展到超过4000个类。现在这些API覆盖了用户界面构建、数据库管理、国际化、安全性以及XML处理等各个不同的领域。

本书是《Java核心技术》第10版的卷Ⅰ。自《Java核心技术》出版以来,每个新版本都尽可能快地跟上Java开发工具箱发展的步伐,而且每一版都重新改写了部分内容,以便适应Java的最新特性。在这一版中,已经反映了Java标准版(Java SE 8)的特性。

与前几版一样,本版仍然将读者群定位在那些打算将Java应用到实际工程项目中的程序设计人员。本书假设读者是一名具有程序设计语言(除Java之外)坚实背景知识的程序设计人员,并且不希望书中充斥着玩具式的示例(诸如,烤面包机、动物园的动物或神经质的跳动文本)。这些内容绝对不会在本书中出现。本书的目标是让读者充分理解书中介绍的Java语言及Java类库的相关特性,而不会产生任何误解。

在本书中,我们选用大量的示例代码演示所讨论的每一个语言特性和类库特性。我们有意使用简单的示例程序以突出重点,然而,其中的大部分既不是赝品也没有偷工减料。它们将成为读者自己编写代码的良好开端。

我们假定读者愿意(甚至渴望)学习Java提供的所有高级特性。例如,本书将详细介绍下列内容:

● 面向对象程序设计

● 反射与代理

● 接口与内部类

● 异常处理

● 泛型程序设计

● 集合框架

● 事件监听器模型

● 使用Swing UI工具箱进行图形用户界面设计

● 并行操作

随着Java类库的爆炸式增长,一本书无法涵盖程序员需要了解的所有Java特性。因此,我们决定将本书分为两卷。卷I(本书)集中介绍Java语言的基本概念以及图形用户界面程序设计的基础知识。卷Ⅱ(高级特性)涉及企业特性以及高级的用户界面程序设计,其中详细讨论下列内容:

● 流API

● 文件处理与正则表达式

● 数据库

● XML处理

● 注释

● 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性能。解释这种语言的设计初衷,以及在哪些方面达到了预期的效果。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、可启用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,仔细地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是一种完全面向对象的语言。第4章将介绍面向对象两个基本成分中最重要的——封装,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应在进一步学习Java之前花一些时间了解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。C++程序员只需关注两种语言的不同之处即可。

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章的简单继承模型。掌握接口可以充分获得Java的完全的面向对象程序设计能力。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),即Java的一种健壮机制,用于处理可正常运行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,而舍弃不安全的强制类型转换,以及如何处理与旧版本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,而不要简单地把这些元素放在一个数组中,这是这种情况下最适用的做法。这一章会介绍如何充分利用内建的标准集合。

第10章开始介绍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。

第11章将详细讨论抽象窗口工具包(abstract window toolkit, AWT)的事件模型。你会看到如何编写代码来响应事件,如鼠标点击事件或按键事件。同时,你还会看到如何处理基本的GUI元素,如按钮和面板。

第12章详细讨论Swing GUI工具包。Swing工具包允许建立跨平台的图像用户界面。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13章介绍如何将程序部署为应用或applet。在这里我们会描述如何将程序打包在JAR文件中,以及如何使用Java Web Start和applet机制在Internet上发布应用。另外还会解释Java程序部署之后如何存储和获取配置信息。

第14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,你往往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。

附录列出了Java语言的保留字。

约定

本书使用以下图标表示特殊内容。

注释“注释”信息会用这样的“注释”图标标志。

提示“提示”信息会用这样的“提示”图标标志。

警告对于可能出现的危险,我们用一个“警告”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。对于没有C++程序设计背景,或者不擅长C++程序设计、把它当做一场噩梦不愿再想起的程序员来说,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API调用时,我们会在该节的结尾给出一个概要描述。这些描述十分通俗易懂,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介绍该特性的JDK版本号,如下例所示:

应用程序编程接口1.2

程序(源代码见本书网站)以程序清单形式给出,例如:

程序清单1-1 InputTest/InputTest.java

示例代码

本书网站http://horstmann.com/corejava以压缩的形式提供了书中的所有示例代码。可以用熟悉的解压缩程序或者用Java开发包中的jar实用程序解压这个文件。有关安装Java开发包和示例代码的详细信息请参看第2章。