书库技术与未来Core Java Volume I: Fundamentals
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Core Java Volume I: Fundamentals

作者 Cay S. Horstmann
20.0 分钟

摘要

Core Java 第一卷:基础知识(第十四版)总结

  • 本书是Java编程的经典之作,全面覆盖Java语言的基础概念和核心特性,助你从Java新手成长为精通Java的专业开发者。
  • 你能获得: 扎实的Java基础知识、面向对象编程思想、并发编程技能、模块化开发能力,为构建健壮、高效的Java应用打下坚实基础。

核心内容:

1. Java 概述:

  • Java 语言特性:介绍了 Java 的设计目标(简单、面向对象、分布式、健壮、安全、架构中立、可移植、解释型、高性能、多线程、动态),及其在实际应用中的体现。
    • 详细解释:Java 并非仅仅是一种语言,而是一个完整的平台,包含强大的库、可重用代码以及提供安全、跨平台和垃圾回收等服务的执行环境。
  • Java 的发展历史:从最初的 Green 项目到现在的 Java 25,了解 Java 的演变过程。
    • 详细解释:Java 的发展经历了多个版本,从最初的 Java 1.0 到现在的 Java 25,每个版本都引入了新的特性和改进,以适应不断变化的技术需求。

2. Java 编程环境:

  • JDK 安装与配置:学习如何下载、安装和配置 Java Development Kit (JDK)。
    • 详细解释:JDK 是开发 Java 程序所需的核心工具包,包含编译器、调试器和运行时环境。正确安装和配置 JDK 是进行 Java 开发的前提。
  • 命令行工具:学习使用 javac 编译 Java 代码,使用 java 运行 Java 程序。
    • 详细解释:通过命令行工具,可以手动编译和运行 Java 程序,深入理解 Java 程序的执行过程。
  • 集成开发环境 (IDE):推荐并介绍 Eclipse 等流行的 Java IDE 的使用方法。
    • 详细解释:IDE 提供了集成的开发环境,包括代码编辑器、编译器、调试器等,可以大大提高开发效率。

3. Java 基础编程结构:

  • 数据类型:了解 Java 的基本数据类型(整数、浮点数、字符、布尔值)。
    • 详细解释:Java 的数据类型用于存储不同种类的数据,如整数、小数、字符等。了解各种数据类型的特点和适用场景是编写高效代码的基础。
  • 变量与常量:学习如何声明、初始化和使用变量与常量。
    • 详细解释:变量用于存储程序运行过程中可以改变的数据,常量用于存储不可改变的数据。合理使用变量和常量可以提高代码的可读性和可维护性。
  • 运算符:掌握 Java 的各种运算符(算术、关系、逻辑、位运算符)。
    • 详细解释:运算符用于对数据进行各种操作,如加减乘除、比较、逻辑运算等。
  • 字符串:学习 String 类的使用,包括字符串连接、子串、比较等操作。
    • 详细解释:字符串是 Java 中常用的数据类型,用于存储文本信息。String 类提供了丰富的操作方法,可以方便地处理字符串。
  • 输入输出:学习如何从控制台读取输入,以及如何格式化输出。
    • 详细解释:输入输出是程序与用户交互的重要方式。Java 提供了多种输入输出流,可以方便地读取和写入数据。
  • 控制流:掌握 Java 的控制流语句(条件语句、循环语句、switch 语句)。
    • 详细解释:控制流语句用于控制程序的执行流程,如根据条件执行不同的代码块、循环执行某段代码等。
  • 数组:学习如何声明、初始化和使用数组。
    • 详细解释:数组用于存储一组相同类型的数据。Java 提供了多种数组操作方法,可以方便地访问和修改数组元素。

4. 对象与类:

  • 面向对象编程 (OOP):理解 OOP 的基本概念(类、对象、封装、继承、多态)。
    • 详细解释:OOP 是一种重要的编程思想,将程序看作由对象组成的集合,每个对象都有自己的状态和行为。
  • 使用预定义类:学习如何使用 Java 库中提供的类。
    • 详细解释:Java 库提供了大量的预定义类,可以方便地实现各种功能,如日期处理、文件操作、网络通信等。
  • 定义自己的类:学习如何定义自己的类,包括成员变量、方法、构造器等。
    • 详细解释:类是 OOP 的核心概念,用于描述对象的属性和行为。通过定义自己的类,可以创建自定义的对象,实现特定的功能。
  • 静态字段与方法:理解静态字段和静态方法的概念和用法。
    • 详细解释:静态字段属于类,而不是类的实例。静态方法可以直接通过类名调用,不需要创建对象。
  • 方法参数:学习方法参数的传递方式。
    • 详细解释:方法参数用于将数据传递给方法。Java 中方法参数的传递方式有值传递和引用传递两种。
  • 对象构造:学习对象构造的过程,包括构造器重载、默认字段初始化、初始化块等。
    • 详细解释:对象构造是指创建对象的过程。构造器用于初始化对象的状态。
  • 包:学习如何使用包来组织类。
    • 详细解释:包用于将相关的类组织在一起,避免命名冲突,提高代码的可维护性。
  • JAR 文件:学习如何创建和使用 JAR 文件。
    • 详细解释:JAR 文件是 Java 的归档文件,用于将多个类文件、资源文件等打包在一起,方便部署和分发。
  • 文档注释:学习如何编写文档注释,以及如何使用 javadoc 工具生成 API 文档。
    • 详细解释:文档注释用于对代码进行说明,方便其他开发者理解和使用。Javadoc 工具可以从文档注释中提取信息,生成 HTML 格式的 API 文档。

5. 继承:

  • 类、超类和子类:学习如何通过继承创建子类,以及如何覆盖超类的方法。
    • 详细解释:继承是一种 OOP 特性,允许子类继承超类的属性和行为,并可以根据需要进行修改和扩展。
  • Object:宇宙超类:了解 Java 中所有类的超类 Object。
    • 详细解释:Object 类是 Java 中所有类的超类,提供了 hashCode、equals、toString 等通用方法。
  • 泛型数组列表:学习如何使用 ArrayList 来存储对象。
    • 详细解释:ArrayList 是一种动态数组,可以根据需要自动调整大小。
  • 对象包装器与自动装箱:了解基本类型与包装器类型之间的转换。
    • 详细解释:Java 提供了包装器类型,用于将基本类型转换为对象。自动装箱和自动拆箱简化了基本类型与包装器类型之间的转换。
  • 变长参数的方法:学习如何定义可以接受可变数量参数的方法。
    • 详细解释:变长参数的方法可以接受任意数量的参数。
  • 抽象类:学习如何定义抽象类。
    • 详细解释:抽象类不能被实例化,只能作为其他类的超类。抽象类可以包含抽象方法,必须由子类实现。
  • 枚举类:学习如何定义枚举类。
    • 详细解释:枚举类用于定义一组命名的常量。
  • 反射:学习如何使用反射来分析类的能力。
    • 详细解释:反射是指在运行时检查和修改类、对象和方法的行为。

6. 接口、Lambda 表达式和内部类:

  • 接口:学习如何定义和使用接口。
    • 详细解释:接口是一种抽象类型,定义了一组方法,可以被类实现。
  • Lambda 表达式:学习如何使用 Lambda 表达式简化代码。
    • 详细解释:Lambda 表达式是一种匿名函数,可以作为参数传递给方法或存储在变量中。
  • 内部类:学习如何定义和使用内部类。
    • 详细解释:内部类是指定义在另一个类内部的类。内部类可以访问外部类的成员,包括私有成员。
  • 代理:学习如何使用代理创建对象的替代品。
    • 详细解释:代理是一种设计模式,允许创建对象的替代品,用于控制对原始对象的访问。

7. 异常、断言和日志:

  • 处理错误:了解 Java 的异常处理机制。
    • 详细解释:异常是指程序运行过程中发生的错误。Java 提供了 try-catch-finally 机制来处理异常。
  • 捕获异常:学习如何捕获和处理异常。
    • 详细解释:通过 try-catch 块可以捕获并处理异常,保证程序的健壮性。
  • 使用断言:学习如何使用断言来检查代码中的错误。
    • 详细解释:断言是一种调试工具,用于在代码中插入检查点,验证程序的正确性。
  • 日志:学习如何使用 Java Logging API 记录程序的运行信息。
    • 详细解释:日志是记录程序运行信息的重要手段,可以用于调试和监控程序。

8. 泛型编程:

  • 类型参数:学习如何定义泛型类和泛型方法。
    • 详细解释:泛型是指在定义类、接口或方法时使用类型参数,使得代码可以应用于多种类型。
  • 泛型代码和虚拟机:了解 Java 虚拟机如何处理泛型代码。
    • 详细解释:Java 虚拟机使用类型擦除来处理泛型代码。
  • 通配符类型:学习如何使用通配符来表示未知类型。
    • 详细解释:通配符用于表示泛型类型中的未知类型,可以提高代码的灵活性。

9. 集合:

  • Java 集合框架:了解 Java 集合框架的组成。
    • 详细解释:Java 集合框架提供了一组接口和类,用于存储和操作对象集合。
  • 集合框架中的接口:学习 Collection、List、Set、Map 等接口。
    • 详细解释:Collection 接口是所有集合接口的根接口。List、Set 和 Map 接口分别表示列表、集合和映射。
  • 具体集合:学习 LinkedList、ArrayList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap 等具体集合类的使用。
    • 详细解释:LinkedList、ArrayList、HashSet、TreeSet、HashMap、TreeMap 等是 Java 集合框架中常用的具体集合类,分别实现了 List、Set 和 Map 接口。
  • 算法:学习如何使用 Java 集合框架提供的算法,如排序、查找等。
    • 详细解释:Java 集合框架提供了多种算法,可以方便地对集合进行排序、查找、复制等操作。

10. 并发:

  • 运行线程:学习如何创建和启动线程。
    • 详细解释:线程是程序执行的最小单元。Java 提供了 Thread 类和 Runnable 接口来创建和启动线程。
  • 线程状态:了解线程的各种状态。
    • 详细解释:线程有多种状态,如新建、就绪、运行、阻塞、等待、超时等待和终止。
  • 线程属性:学习如何设置线程的优先级、守护线程等属性。
    • 详细解释:线程的优先级用于控制线程的执行顺序。守护线程是一种特殊的线程,在程序退出时自动终止。
  • 协同任务:学习如何使用 Callable 和 Future 来协同任务。
    • 详细解释:Callable 接口类似于 Runnable 接口,但可以返回值。Future 接口用于获取 Callable 任务的执行结果。
  • 同步:学习如何使用锁和条件来同步线程。
    • 详细解释:锁用于保护共享资源,防止多个线程同时访问。条件用于在线程之间进行通信。
  • 线程安全集合:学习如何使用线程安全的集合类。
    • 详细解释:Java 提供了多种线程安全的集合类,如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等。

11. 注解:

  • 使用注解:学习如何使用注解来添加元数据。
    • 详细解释:注解是一种元数据,可以添加到代码中,用于提供额外的信息。
  • 定义注解:学习如何定义自己的注解。
    • 详细解释:通过定义自己的注解,可以扩展 Java 的元数据功能。
  • Java API 中的注解:了解 Java API 中常用的注解。
    • 详细解释:Java API 中提供了多种常用的注解,如 @Override、@Deprecated、@SuppressWarnings 等。
  • 源代码级别的注解处理:学习如何在编译时处理注解。
    • 详细解释:通过注解处理器可以在编译时处理注解,生成额外的代码或配置文件。

12. Java 平台模块系统:

  • 模块概念:了解模块的概念。
    • 详细解释:模块是一种自包含的代码单元,可以提供特定的功能。
  • 模块命名:学习如何命名模块。
    • 详细解释:模块的命名需要遵循一定的规范。
  • 模块化 "Hello, World!" 程序:学习如何创建模块化的 "Hello, World!" 程序。
    • 详细解释:通过模块化的 "Hello, World!" 程序,可以了解模块的基本结构和用法。
  • 模块要求:学习如何声明模块的依赖关系。
    • 详细解释:模块的依赖关系描述了模块之间的依赖关系。
  • 导出包:学习如何导出模块中的包,供其他模块使用。
    • 详细解释:通过导出包,可以控制模块的可见性。
  • 模块和反射访问:了解模块如何影响反射访问。
    • 详细解释:模块可以限制反射访问,提高代码的安全性。

问答

Q: 什么是 JDK?

A: JDK (Java Development Kit) 是 Java 开发工具包,包含编译、调试和运行 Java 程序所需的工具和库。

Q: 什么是 OOP?

A: OOP (Object-Oriented Programming) 是一种面向对象编程思想,将程序看作由对象组成的集合,每个对象都有自己的状态和行为。

Q: 什么是泛型?

A: 泛型是指在定义类、接口或方法时使用类型参数,使得代码可以应用于多种类型。

Q: 什么是线程安全?

A: 线程安全是指多个线程同时访问某个资源时,不会导致数据不一致或其他错误。

Q: 什么是模块?

A: 模块是一种自包含的代码单元,可以提供特定的功能,并声明与其他模块的依赖关系。

思维导图

目标读者

本书的目标读者是具有一定编程基础,希望系统学习Java语言的程序员。无论是从其他语言转型到Java,还是初学者,都可以通过本书快速掌握Java的核心概念和技术。此外,本书也适合作为高等院校计算机专业的教材或参考书。

作者背景

Cay S. Horstmann是一位经验丰富的计算机教育家和畅销书作家。他在圣何塞州立大学教授计算机科学,并且是Core Java系列书籍的作者。Horstmann拥有多年的Java开发和教学经验,对Java语言有着深刻的理解。他的著作以清晰、简洁和实用著称,深受广大程序员的喜爱。

历史背景

Java最初由Sun Microsystems开发,于1995年发布,旨在实现“一次编写,到处运行”的跨平台特性。在互联网快速发展的背景下,Java迅速成为Web应用开发的主流语言。随着时间的推移,Java不断演进,增加了许多新的特性和库,以适应不断变化的技术需求。本书的第十四版反映了Java 25的最新特性,同时也回顾了Java的发展历程。

章节摘要

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