Java核心編程從問題分析到代碼實現(xiàn)（第3版 上下冊）

　　在本書中，我們將帶領(lǐng)您進(jìn)入有趣且令人興奮的計算機編程世界。在整個“旅程”中，我們將為您提供大量的解決問題的練習(xí)。畢竟，優(yōu)秀的程序員需要善于解決問題。我們將展示如何使用Java程序?qū)崿F(xiàn)問題解決方案。我們提供了大量的示例，簡短的示例集中解釋一個概念，而較長的示例更貼近真實的程序設(shè)計。我們以會話的方式呈現(xiàn)材料，以便于理解，讓這個“旅程”更加愉快。讀完這本書后，你應(yīng)該可以成為一名熟練的Java程序員。本書面向廣泛的讀者。它既適合標(biāo)準(zhǔn)的大學(xué)水平的“程序設(shè)計入門”課程或課程序列的學(xué)生，也適合有一些編程經(jīng)驗并想學(xué)習(xí)Java的行業(yè)從業(yè)者和大學(xué)水平的學(xué)生，本書還適合自學(xué)Java的學(xué)生。本書特色：1 教材的基石：解決問題解決問題的能力是所有程序員必須掌握的核心技能。本書通過強調(diào)算法開發(fā)和程序設(shè)計兩個關(guān)鍵元素講解程序化地解決問題的方法。1.1 強調(diào)算法開發(fā)在第2章，我們在算法示例中使用偽代碼代替Java，使讀者沉浸在算法開發(fā)中。在使用偽代碼時，讀者能夠自己解決復(fù)雜的問題，而不會陷入Java的語法困境中—不用擔(dān)心類頭部、分號、括號等。解決復(fù)雜問題可以使讀者獲得對創(chuàng)造力、邏輯能力以及組織能力的初步理解。沒有這種理解，讀者就會傾向于以死記硬背的態(tài)度來學(xué)習(xí)Java語法。但是有了這種理解，讀者學(xué)習(xí)Java語法往往會更高效，因為他們有了學(xué)習(xí)它的基礎(chǔ)動力。在第3章和之后的章節(jié)的算法開發(fā)示例中，我們主要依靠Java。但對于更復(fù)雜的問題，我們有時候會使用高級的偽代碼來描述個提出的解決方案。使用偽代碼可以使讀者繞過語法細(xì)節(jié)，專注于解決方案中的算法部分。1.2 強調(diào)程序設(shè)計解決問題不僅僅是開發(fā)一個算法，還包括找出算法的實現(xiàn)，即程序設(shè)計。程序設(shè)計非常重要，這也是為什么我們會為它付出大量時間。通常，我們會解釋一個人在提出解決方法時可能經(jīng)歷的思考過程。舉例來說，我們解釋怎樣選擇不同的循環(huán)類型，怎樣將一個方法切分為多個方法，怎樣決定適當(dāng)?shù)念?，怎樣選擇示例和靜態(tài)成員，以及怎樣使用繼承和組合確定類的關(guān)系。我們考驗讀者針對特定任務(wù)找出實現(xiàn)方案的能力。我們用一整章的篇幅來介紹程序設(shè)計—第8章。在那一章，我們?yōu)槌绦騿T和用戶提供了對代碼風(fēng)格約定和文檔的深度觀察，介紹了設(shè)計策略，如關(guān)注點分離、模塊化和封裝等。此外，我們講述了備選的設(shè)計策略—自上而下、自下而上、基于案例以及迭代增強。1.3 解決問題部分我們經(jīng)常在解釋概念的自然流程中解決問題（算法開發(fā)和程序設(shè)計），同時也在完全致力于解決章節(jié)中涵蓋的問題。在每個解決問題的章節(jié)，我們都展示一個含有待解決問題的場景。在提出問題解決方案的過程中，我們試圖通過迭代設(shè)計策略來模仿現(xiàn)實世界中解決問題的經(jīng)驗。我們會提供一個第1版的解決方案，分析此方案，然后討論對它進(jìn)行可能的改進(jìn)。我們使用對話式的試錯方式。例如，“我們應(yīng)該使用哪一種布局管理器？我們先試一下GridLayout管理器。這樣可行，但還不夠好?，F(xiàn)在，讓我們再試一下BorderLayout管理器。”這種口語化的語氣使讀者放松，因為它傳出這樣一個信息，即程序員在找到方案之前需要反復(fù)解決問題，這是很正常的，而且事實上也是符合預(yù)期的。1.4 其他解決問題機制我們在整本書中都引入了解決問題的示例和解決問題的建議（不僅在第2章、第8章以及解決問題的章節(jié)）。作為重點，在包含解決問題的示例或提示文本旁邊，我們插入一個解決問題的方框，它帶有一個圖標(biāo)和簡潔的提示。我們是通過示例來學(xué)習(xí)的堅定追隨者。因此，我們的教材中包含大量完整的程序示例，鼓勵讀者使用我們的程序作為范本來自己解決類似的問題。2 教材的基石：基本原理優(yōu)先2.1將需要復(fù)雜語法的概念延后我們認(rèn)為許多入門級的教材太快地跳躍到需要復(fù)雜語法的概念。太早使用復(fù)雜語法，讀者會養(yǎng)成沒有完全理解語法就輸入代碼的習(xí)慣，甚至更糟—沒有完全理解示例代碼就直接從示例代碼復(fù)制粘貼。這可能會得不到理想的課程效果，限制讀者解決各種不同問題的能力。因此，我們傾向于將需要復(fù)雜語法的概念延后。作為這一理念的典型例子，我們在前期介紹簡單的GUI編程形式（在可選的圖形化編程訓(xùn)練中），在本書的后面涵蓋更復(fù)雜的GUI編程形式。特別是，我們把事件驅(qū)動的GUI編程延后到本書的結(jié)尾部分。這一點和一些其他的Java教材不同，它們偏向于早期就完全沉浸在事件驅(qū)動的GUI編程中。我們認(rèn)為這是錯誤的策略，因為正確的事件驅(qū)動GUI編程需要建立在對編程有十足的熟練度之上。當(dāng)我們的讀者在本書的結(jié)尾去學(xué)習(xí)它時，他們能夠更好地去完全理解它。2.2 示例追蹤要想高效地編寫代碼，徹底理解代碼勢在必行。我們發(fā)現(xiàn)，一步一步地追蹤程序代碼是確保徹底理解代碼的有效途徑。因此，在本書較靠前的部分，當(dāng)引入一個新的編程結(jié)構(gòu)時，我們經(jīng)常會對它進(jìn)行細(xì)致入微的說明。我們采用的細(xì)節(jié)追蹤技術(shù)闡明了程序員在調(diào)試時的思考過程，是由集成開發(fā)環(huán)境（IDE）軟件的調(diào)試器生成，在顯示器上展示的一系列內(nèi)容的輸出替代品。2.3 輸入和輸出在可選的GUI跟蹤部分，以及本書末尾的GUI章節(jié)，我們使用GUI命令來輸入和輸出（I/O）。不過鑒于我們強調(diào)的是基本原理，在本書的其他部分使用控制臺命令。對于控制臺輸入，我們使用Scanner類；對于控制臺輸出，我們使用標(biāo)準(zhǔn)的System.out.print、System.out.println和System.out.printf方法。3 教材的基石：貼近現(xiàn)實如今，課堂上的學(xué)生和業(yè)界中的從業(yè)者往往更喜歡通過上手實踐與貼近現(xiàn)實的方式來學(xué)習(xí)。為滿足這一需求，我們的教材以及配套的網(wǎng)站引入了以下資源。？編譯工具。？完整的程序示例。？程序設(shè)計中的實踐指導(dǎo)。？基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的代碼風(fēng)格指南。？用于類關(guān)系圖的統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）。？分配的實踐性家庭作業(yè)。3.1 家庭作業(yè)題目我們提供的家庭作業(yè)題目是具有說明性、實用性的，并且措辭清晰。這些題目從簡單到具有挑戰(zhàn)性，被劃分成三種類型：復(fù)習(xí)題、練習(xí)題和項目題。我們在每章的末尾引入復(fù)習(xí)題和練習(xí)題，而項目題則是提供在我們教材的網(wǎng)站上。項目題由問題描述組成，它們的解決方案是完整的程序。項目題答案不在教材中。項目題需要讀者具備創(chuàng)造力和解決問題的能力，而且要應(yīng)用在對應(yīng)章學(xué)到的內(nèi)容。這些項目題往往包含可選的部分，以供那些更有才華的讀者去挑戰(zhàn)。3.2 學(xué)術(shù)領(lǐng)域項目題為提升項目題的吸引力并且展示當(dāng)前章節(jié)的編程技術(shù)可能被應(yīng)用到的不同興趣領(lǐng)域，我們的項目題內(nèi)容來自以下幾個學(xué)術(shù)領(lǐng)域。？計算機科學(xué)和數(shù)值方法。？商務(wù)和會計。？社會科學(xué)和統(tǒng)計學(xué)。？數(shù)學(xué)和物理。？工程學(xué)和建筑學(xué)。？生物學(xué)和生態(tài)學(xué)。大多數(shù)學(xué)術(shù)領(lǐng)域項目題并不需要特定領(lǐng)域的知識。因此，教師可以放心地把幾乎所有項目題布置給任何學(xué)生。4 本書組織在撰寫本書的過程中，我們引導(dǎo)讀者去了解三種重要的編程方法：結(jié)構(gòu)化編程、OOP和事件驅(qū)動編程。我們提倡的內(nèi)容和順序使學(xué)生能夠在編程基本原理的堅實基礎(chǔ)上發(fā)展他們的技能。為培養(yǎng)這種基本原理優(yōu)先的方法，我們的教材從一組少的概念和細(xì)節(jié)開始，逐步擴(kuò)展概念并添加細(xì)節(jié)，把相對不是很重要的細(xì)節(jié)延后到之后的章節(jié)中，以避免前面的章節(jié)負(fù)擔(dān)過重。5 GUI跟蹤許多程序員覺得圖形用戶界面（GUI）編程很有趣。因此，GUI編程可以成為保持讀者興趣和參與度的絕佳激勵工具。這就是為什么從第1章開始，圖形編程內(nèi)容就穿插在整本書中。我們把這些內(nèi)容稱為我們的“GUI跟蹤之旅”。大多數(shù)章末部分的內(nèi)容是使用GUI代碼來完成此章前面部分展示的非GUI內(nèi)容。對于那些沒有時間閱讀GUI跟蹤部分的讀者，沒有任何問題。任意或全部的GUI跟蹤部分都可以被跳過，因為本書的其他部分并不依賴于任何的GUI跟蹤內(nèi)容。

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