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计算机程序设计(Java)(第2版)][王新萍]电子教案(2)[17页]

第一章计算机程序设计概述

(1)计算机程序设计是计算机科学与技术领域的一个重要分支，它涉及将问题转化为计算机可以理解和执行的一系列指令。随着计算机技术的飞速发展，程序设计已经成为现代社会不可或缺的一部分。程序设计不仅仅是编写代码，更是一种逻辑思维和解决问题的过程。在这个过程中，程序员需要运用数学、逻辑和计算机科学的知识，创造出能够解决实际问题的软件系统。

(2)程序设计语言是程序员与计算机沟通的桥梁，Java语言作为一种面向对象的编程语言，因其简洁、易学、跨平台的特点而备受青睐。Java语言通过类和对象的概念，将现实世界中的实体映射到计算机程序中，使得编程变得更加直观和高效。此外，Java强大的标准库和丰富的第三方库资源，为开发者提供了丰富的工具和功能，极大地提高了开发效率。

(3)计算机程序设计概述还包括了程序设计的基本原则和开发流程。良好的编程习惯和规范对于编写高质量的代码至关重要。在程序设计过程中，程序员需要遵循模块化、可重用、可维护等原则，以确保代码的可读性和可扩展性。同时，掌握一定的开发工具和框架，如集成开发环境（IDE）、版本控制系统（VCS）等，也是提高开发效率的重要手段。总之，计算机程序设计概述为程序员提供了一个全面了解和掌握程序设计的基本框架和方法。

第二章Java语言基础

(1)Java语言以其“一次编写，到处运行”的跨平台特性，成为了全球范围内最流行的编程语言之一。Java程序设计语言由SunMicrosystems公司于1995年推出，至今已发展超过20年，拥有庞大的开发社区和丰富的生态系统。Java的语法结构借鉴了C++，但去除了指针和多继承等特性，使其更加简洁和安全。Java程序通常以`.java`为后缀名，经过编译器转换成`.class`字节码文件，再由Java虚拟机（JVM）解释执行。据统计，全球约有超过10亿台设备运行着Java，包括智能手机、嵌入式设备、服务器和桌面电脑等。

(2)Java语言的核心库，即Java标准库（JavaStandardEdition），提供了丰富的API，包括集合框架、I/O操作、网络编程、图形界面（Swing和JavaFX）、多线程等。例如，在集合框架中，Java提供了List、Set、Map等接口及其实现类，如ArrayList、LinkedList、HashSet、HashMap等，这些类使得数据管理和操作变得更为方便和高效。在I/O操作方面，Java提供了多种文件操作类，如File、FileInputStream、FileOutputStream等，使得文件读写操作变得简单易用。以网络编程为例，Java提供了Socket编程模型，使得开发网络应用程序变得可行。例如，一个简单的JavaWeb服务器可以通过继承ServerSocket类，监听端口并接受客户端连接，再通过Socket进行数据交换。

(3)Java语言的一个重要特性是其面向对象编程（OOP）模型。OOP是一种编程范式，它将现实世界中的对象抽象为具有属性（数据）和方法（行为）的类。在Java中，所有对象都是类的实例，类是对象的模板。通过继承和多态等特性，Java实现了代码的复用和扩展。例如，Java的String类是字符序列的表示，它提供了丰富的字符串操作方法，如length()、toUpperCase()、indexOf()等。通过继承，我们可以创建一个新的类，如MyString，继承自String类，并添加新的方法或覆盖父类的方法。多态则允许使用父类引用指向子类对象，从而实现代码的动态扩展。例如，一个Shape类可以定义为所有形状的父类，而Circle和Rectangle类则继承自Shape类，实现了各自的绘图方法。在Java的OOP中，这些概念和方法的应用，使得程序员能够编写出结构清晰、易于维护和扩展的程序。

第三章Java面向对象编程

(1)Java面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它强调将数据和行为封装在一起，以形成可重用和可维护的软件组件。在Java中，类是OOP的基本构建块，它定义了对象的属性（数据）和方法（行为）。面向对象编程的核心概念包括封装、继承和多态。

封装是指将对象的属性隐藏在内部，只通过公共接口（方法）与外部交互。这样可以保护对象的内部状态，防止外部直接修改，提高数据的安全性。例如，在Java中，使用private关键字可以声明一个私有属性，只能通过公共方法（如getter和setter）来访问和修改。

继承是面向对象编程中的一个重要特性，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。子类可以继承父类的所有公共和受保护的成员，同时还可以添加自己的成员。这种机制促进了代