Java程序設計：基礎、編程抽象與算法策略 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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埃裏剋·S·羅伯茨（Eric S.Roberts） 著，陳昊鵬 譯

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111578277

版次：1

商品編碼：12242408

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 計算機科學叢書

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：542

內容簡介

本書介紹如何使用Java語言編寫程序，旨在通過介紹編程過程中遇到的難點和問題來拓寬讀者的視野。本書結閤具體的示例代碼，由淺入深介紹解決編程問題的策略和方法，有助於讀者快速入門Java語言編程。同時，每章後麵都有配套的復習題和習題，便於讀者理論聯係實踐，通過編程實踐查漏補缺，溫故而知新。本書適閤作為計算機專業的教材，也適閤希望學習Java語言的各個層次的讀者閱讀。

作者簡介

埃裏剋·S·羅伯茨（Eric S. Roberts） 的計算機科學教育領導者，美國斯坦福大學計算機科學係教授。由於其對計算機科學教育改革的傑齣貢獻和成就，曾獲得多項奬勵，包括 2012年 ACM Karl V. Karlstrom 傑齣教育傢奬，2012年IEEE CS Taylor L. Booth 教育奬，並於2007年被選為ACM Fellow。他曾編寫瞭幾本的計算機程序設計教材，包括《C語言的科學與藝術》、《JAVA語言的科學與藝術》、《c程序設計的抽象思維》等。他是ACM Education Council共同主席， ACM Education Board前任共同主席，SIGCSE Board前委員。他於1980年獲得哈佛大學應用數學博士學位。

目錄

Programming Abstractions in Java
齣版者的話
譯者序
前言
第1章　Java概覽1
1.1　你的第一個Java程序1
1.2　Java的曆史2
1.2.1　編程語言2
1.2.2　麵嚮對象範型3
1.2.3　Java編程語言4
1.2.4　Java的演化4
1.3　Java程序的結構5
1.3.1　注釋6
1.3.2　包聲明6
1.3.3　導入語句7
1.3.4　類定義7
1.3.5　run方法8
1.4　變量11
1.4.1　變量聲明11
1.4.2　命名慣例11
1.5　常量12
1.6　數據類型13
1.6.1　數據類型的概念13
1.6.2　整數類型14
1.6.3　浮點類型14
1.6.4　布爾類型15
1.6.5　字符15
1.6.6　字符串16
1.6.7　復閤類型16
1.7　錶達式16
1.7.1　優先級與結閤性17
1.7.2　錶達式中的混用類型18
1.7.3　整數除法和取餘操作符18
1.7.4　類型強製轉換19
1.7.5　賦值操作符20
1.7.6　遞增和遞減操作符21
1.7.7　布爾操作符22
1.8　語句24
1.8.1　簡單語句24
1.8.2　塊24
1.8.3　if語句24
1.8.4　switch語句25
1.8.5　while語句26
1.8.6　for語句29
1.9　類、對象和方法31
1.10　總結33
1.11　復習題34
1.12　習題35
第2章　方法39
2.1　Java中的方法39
2.1.1　Java方法的語法結構40
2.1.2　靜態方法41
2.1.3　重載42
2.2　方法和程序結構43
2.3　方法調用的機製44
2.3.1　調用方法的步驟44
2.3.2　組閤函數45
2.3.3　跟蹤組閤函數47
2.4　簡單的遞歸函數50
2.4.1　fact的遞歸方案51
2.4.2　追蹤遞歸過程51
2.4.3　遞歸的信任飛躍54
2.5　斐波那契函數55
2.5.1　計算斐波那契數列中的項55
2.5.2　在遞歸實現中收獲自信57
2.5.3　遞歸實現的效率57
2.5.4　遞歸不應被指責58
2.6　總結60
2.7　復習題60
2.8　習題61
第3章　字符串67
3.1　將字符串用作抽象值67
3.2　字符串操作68
3.2.1　在字符串中選擇字符70
3.2.2　抽取字符串的各個部分70
3.2.3　字符串比較71
3.2.4　在字符串內搜索72
3.2.5　遍曆字符串中的字符72
3.2.6　通過連接來擴展字符串73
3.2.7　使用遞歸操作字符串74
3.2.8　對字符分類74
3.3　編寫字符串應用程序75
3.3.1　識彆迴文76
3.3.2　將英文翻譯為隱語77
3.4　總結79
3.5　復習題80
3.6　習題81
第4章　文件86
4.1　文本文件86
4.2　讀取文本文件87
4.2.1　創建文件讀取器87
4.2.2　異常處理88
4.2.3　逐個字符地讀取文件90
4.2.4　逐行地讀取文件92
4.3　編寫文本文件93
4.3.1　打開用於輸齣的文件93
4.3.2　將輸齣寫入文件中93
4.4　格式化輸齣95
4.5　格式化輸入100
4.6　使用文件對話框102
4.7　總結105
4.8　復習題105
4.9　習題106
第5章　數組109
5.1　數組簡介109
5.1.1　數組聲明109
5.1.2　數組選擇110
5.2　數據錶示和內存112
5.2.1　位、字節和字112
5.2.2　二進製和十六進製錶示113
5.2.3　錶示其他數據類型115
5.2.4　數組的錶示115
5.3　使用數組來製錶117
5.4　數組初始化118
5.5　多維數組119
5.6　可變長參數列錶120
5.7　總結120
5.8　復習題121
5.9　習題122
第6章　集閤128
6.1　ArrayList類128
6.1.1　指定ArrayList的元素類型129
6.1.2　聲明ArrayList對象129
6.1.3　ArrayList的操作129
6.1.4　ArrayList類的一個簡單應用130
6.2　包裝器類131
6.2.1　從基本類型創建對象132
6.2.2　自動裝箱132
6.2.3　包裝器類中的靜態方法133
6.3　棧抽象134
6.3.1　Stack類的結構135
6.3.2　棧和袖珍計算器135
6.4　隊列抽象138
6.4.1　隊列應用140
6.4.2　仿真與模型140
6.4.3　排隊模型140
6.4.4　離散時間141
6.4.5　仿真時間中的事件141
6.4.6　實現仿真142
6.4.7　隨機數144
6.5　映射錶抽象145
6.5.1　Map接口的結構145
6.5.2　在應用中使用映射錶147
6.6　集抽象149
6.7　遍曆集閤151
6.7.1　使用迭代器151
6.7.2　迭代順序151
6.7.3　計算詞頻152
6.8　總結154
6.9　復習題155
6.10　習題156
第7章　類和對象161
7.1　類和麵嚮對象設計161
7.2　定義一個簡單的Point類161
7.2.1　將點定義為一種記錄類型162
7.2.2　在Point類中包含方法163
7.2.3　javadoc注釋165
7.2.4　讓實例變量保持私有166
7.3　有理數168
7.3.1　定義新類的策略169
7.3.2　站在客戶的視角169
7.3.3　指定Rational類的私有狀態170
7.3.4　定義Rational類的構造器170
7.3.5　為Rational類定義方法171
7.3.6　實現Rational類172
7.4　設計一個符號掃描器類175
7.4.1　客戶希望從符號掃描器中得到什麼175
7.4.2　TokenScanner類176
7.5　將對象鏈接起來180
7.5.1　剛鐸的烽火180
7.5.2　在鏈錶中迭代183
7.6　枚舉類型183
7.7　單元測試185
7.8　總結189
7.9　復習題190
7.10　習題190
第8章　繼承197
8.1　繼承的簡單示例197
8.1.1　指定參數化類中的類型197
8.1.2　調用繼承方法的規則198
8.1.3　調用繼承構造器的規則200
8.1.4　控製對類內容的訪問200
8.1.5　繼承之外的選擇201
8.2　定義Employee類203
8.3　Java圖形類概覽206
8.3.1　在屏幕上放置一個窗口207
8.3.2　嚮窗口中添加圖形208
8.4　一種圖形對象的層次結構210
8.4.1　創建一個麵嚮對象的圖形包211
8.4.2　實現GWindow和GCanvas類216
8.4.3　演示GObject類219
8.4.4　創建簡單的動畫220
8.5　定義一個控製颱界麵222
8.6　總結227
8.7　復習題228
8.8　習題228
第9章　遞歸策略233
9.1　遞歸地思考233
9.1.1　一個分而治之算法的簡單示例233
9.1.2　保持大局觀235
9.1.3　避免常見的陷阱235
9.2　漢諾塔236
9.2.1　刻畫漢諾塔問題237
9.2.2　找到遞歸策略238
9.2.3　驗證遞歸策略240
9.2.4　編碼解決方案240
9.2.5　跟蹤遞歸過程241
9.3　子集求和問題245
9.3.1　探尋遞歸解決方案245
9.3.2　包含/排除模式246
9.4　生成排列246
9.5　圖形遞歸249
9.5.1　一個計算機藝術實例249
9.5.2　分形252
9.6　總結256
9.7　復習題256
9.8　習題256
第10章　迴溯算法267
10.1　迷宮中的遞歸迴溯267
10.1.1　右手規則267
10.1.2　尋找遞歸方式268
10.1.3　識彆簡單情況269
10.1.4　編碼迷宮解決算法270
10.1.5　說服自己解決方案有效271
10.2　迴溯與遊戲273
10.2.1　Nim遊戲274
10.2.2　對弈遊戲的通用程序277
10.3　最小最大值算法279
10.3.1　博弈樹279
10.3.2　對位置和奕法做評估279
10.3.3　限製遞歸搜索的深度281
10.3.4　實現最小最大值算法282
10.4　總結283
10.5　復習題284
10.6　習題285
第11章　算法分析294
11.1　排序問題294
11.1.1　選擇排序算法294
11.1.2　性能的經驗度量295
11.1.3　分析選擇排序的性能296
11.2　計算復雜度297
11.2.1　大O標記法298
11.2.2　大O的標準簡化298
11.2.3　選擇排序的計算復雜度298
11.2.4　從代碼中降低計算復雜度299
11.2.5　最壞情況復雜度與平均情況復雜度300
11.2.6　大O的形式化定義301
11.3　遞歸的救贖302
11.3.1　分而治之策略的威力302
11.3.2　閤並兩個數組303
11.3.3　閤並排序算法304
11.3.4　閤並排序的計算復雜度304
11.3.5　比較N2與N log N的性能306
11.4　標準的復雜度分類307
11.5　快速排序算法309
11.5.1　劃分數組310
11.5.2　分析快速排序的性能311
11.6　數學歸納313
11.7　總結315
11.8　復習題316
11.9　習題317
第12章　效率與錶示方式323
12.1　用於文本編輯的軟件模式323
12.2　設計一個簡單的文本編輯器324
12.2.1　編輯器命令324
12.2.2　考慮底層的錶示方式325
12.2.3　對編輯器應用編碼327
12.3　基於數組的實現328
12.3.1　定義私有數據結構329
12.3.2　實現緩衝的操作329
12.3.3　基於數組的編輯器的計算復雜度332
12.4　基於棧的實現333
12.4.1　定義私有數據結構333
12.4.2　實現緩衝的操作333
12.4.3　比較計算復雜度335
12.5　基於錶的實現336
12.5.1　鏈錶緩衝中的插入操作338
12.5.2　鏈錶緩衝中的刪除操作340
12.5.3　鏈錶錶示方式中的光標移動341
12.5.4　完成緩衝的實現343
12.5.5　鏈錶緩衝區的計算復雜度345
12.5.6　雙嚮鏈錶345
12.5.7　時空權衡346
12.6　總結346
12.7　復習題347
12.8　習題347
第13章　綫性結構351
13.1　泛型351
13.1.1　Java中泛型的實現351
13.1.2　泛型的限製353
13.1.3　GenericArray類354
13.2　實現棧355
13.2.1　用數組結構實現棧355
13.2.2　用鏈錶實現棧357
13.3　實現隊列361
13.3.1　用數組實現隊列362
13.3.2　用鏈錶實現隊列366
13.4　實現列錶369
13.5　翻倍策略的分析372
13.6　總結373
13.7　復習題374
13.8　習題374
第14章　映射錶377
14.1　用數組實現映射錶378
14.2　在錶中查找379
14.3　散列382
14.3.1　設計數據結構382
14.3.2　理解字符串的散列函數384
14.3.3　跟蹤散列錶的實現385
14.3.4　調整桶元數量386
14.3.5　實現你自己的散列函數388
14.4　實現HashMap類389
14.5　總結392
14.6　復習題393
14.7　習題393
第15章　樹396
15.1　傢族樹396
15.1.1　用於描述樹的術語397
15.1.2　樹的遞歸屬性397
15.1.3　用Java錶示傢族樹397
15.2　二叉搜索樹398
15.2.1　二叉搜索樹幕後的動機399
15.2.2　在二叉搜索樹中查找結點400
15.2.3　在二叉搜索樹中插入新結點401
15.2.4　移除結點404
15.2.5　樹的遍曆405
15.3　平衡樹406
15.3.1　樹的平衡策略408
15.3.2　可視化AVL算法408
15.3.3　單鏇轉410
15.3.4　雙鏇轉411
15.3.5　實現AVL算法412
15.4　用二叉搜索樹實現映射錶414
15.5　偏序樹417
15.6　總結419
15.7　復習題420
15.8　習題422
第16章　集428
16.1　作為數學抽象的集428
16.1.1　隸屬關係428
16.1.2　集的操作429
16.1.3　集的恒等式430
16.2　集的實現策略431
16.3　擴展集的模型432
16.4　優化由小整數構成的集435
16.4.1　特徵嚮量435
16.4.2　由位構成的壓縮數組436
16.4.3　位操作437
16.4.4　實現特徵嚮量438
16.4.5　定義CharSet類439
16.5　總結443
16.6　復習題443
16.7　習題444
第17章　圖447
17.1　圖的結構447
17.1.1　有嚮圖和無嚮圖448
17.1.2　路徑和環449
17.1.3　連通性449
17.2　錶示策略450
17.2.1　使用鄰接錶錶示連接450
17.2.2　使用鄰接矩陣錶示連接451
17.2.3　使用弧集錶示連接452
17.3　基於集的圖抽象452
17.4　圖的遍曆458
17.4.1　深度優先搜索458
17.4.2　廣度優先搜索461
17.5　查找最小代價路徑463
17.6　泛化Graph類467
17.6.1　在圖抽象中使用參數化類型468
17.6.2　添加額外的操作469
17.7　搜索Web的算法469
17.7.1　Google的PageRank算法470
17.7.2　PageRank計算的一個微型實例470
17.8　總結472
17.9　復習題473
17.10　習題474
第18章　錶達式樹481
18.1　解釋器概覽481
18.2　錶達式的結構483
18.2.1　錶達式的遞歸定義483
18.2.2　二義性484
18.2.3　錶達式樹485
18.2.4　實現Expression的子類488
18.2.5　對錶達式繪圖491
18.2.6　跟蹤計算過程492
18.3　解析錶達式495
18.3.1　解析和語法495
18.3.2　考慮優先級496
18.3.3　遞歸下推解析器496
18.4　總結501
18.5　復習題502
18.6　習題502
第19章　將函數作為數據使用507
19.1　交互式程序507
19.1.1　Java事件模型507
19.1.2　事件驅動的簡單應用508
19.1.3　匿名內部類511
19.2　命令分派錶512
19.2.1　使用層疊if語句的命令分派513
19.2.2　使用命令錶的命令分派514
19.2.3　用lambda錶達式實現命令分派516
19.3　lambda錶達式516
19.3.1　Java中lambda錶達式的語法516
19.3.2　函數式接口517
19.3.3　一個lambda函數的簡單應用518
19.4　繪製函數519
19.5　映射函數520
19.6　總結522
19.7　復習題523
19.8　習題523
索引529

精彩書摘

　　《Java程序設計：基礎、編程抽象與算法策略》：
　　14.3.5實現你自己的散列函數
　　無論何時，隻要你實現瞭某個其他人可能想要當作鍵使用的類，那麼就有責任為該類實現hashCode方法。在實現該方法時，重要的是要記住下麵有關有效的散列函數的標準：
　　1）如果在同一個對象上調用hashCode方法，它必須總是返迴相同的散列碼。這項要求是散列策略的關鍵性質之一。散列錶的實現之所以知道到哪裏去查找特定的鍵，就是因為鍵的散列碼確定瞭它在哪裏。如果散列碼可以發生變化，那麼散列錶的實現就會將一個鍵放在某處，然後在另一處查找它。
　　2）hashCode的實現必須與equals方法的實現保持一緻，因為散列機製在內部使用equals方法來比較鍵。這個條件比第一個條件更加嚴格，第一個條件隻是說具體對象的散列碼不能隨意地修改，而這項新需求通過強調任意兩個通過equals方法比較相等的對象必須具有相同的散列碼而強化瞭第一個條件。
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前言/序言

Programming Abstractions in Java緻學生在過去的10年中，計算領域的發展激動人心。人們日常隨身攜帶的各種網絡設備變得速度更快、價格更便宜、能力更強。利用像Google和Wikipedia這些基於網絡的服務，人們滑動指尖就可以獲得世界上眾多的信息。社交網絡將全世界的人聯係到瞭一起。流技術和更快的硬件使得人們可以隨時隨地下載音樂和視頻。
但是，這些技術不會憑空齣現，人們需要構建它們。幸運的是，至少對那些研究這個令人激動且變化萬韆的領域的人來說，具備必需的軟件開發技能的人供不應求。這裏是矽榖的高科技經濟中心，能夠將各大公司的技術願景轉化為現實的天資聰慧的工程師十分短缺。各大公司甚至不敢奢求找到更多懂開發和維護大型係統的軟件開發人員—他們需要理解諸如數據錶示、效率、安全性、正確性和模塊化等問題。
盡管本書並不會教給你瞭解這些主題以及更廣闊的計算機科學領域所需的所有知識，但是它會給你一個良好的開端。在斯坦福大學，每年有超過1200名學生選修教授本書內容的課程。其中許多學生的知識背景僅限於本書，但是他們都找到瞭暑期實習或在業界工作的崗位。更多的學生會繼續選修更高級的課程，以便為把握這個快速發展的領域中的無限機會做好準備。
除瞭為從業提供機會，本書中的主題還充滿瞭智力上的刺激。你在本書中學到的算法和策略，有些是在過去10年中發明的，而有些則已經有超過2000年的曆史瞭。它們難以置信地靈巧，就像是一座座矗立著的人類創造力的豐碑。它們還非常實用，可以幫助你變成經驗豐富的程序員。
在閱讀本書時，請記住，編程永遠都是實踐齣真知。讀過有關某種算法技術的內容並不錶示你就能夠將其應用到實踐中，真正的學習是在完成練習和調試為瞭解決這些問題而編寫的程序時纔開始的。盡管編程時不時會讓你感到挫敗，但是在發現最後一個bug並看到程序可以工作時的激動心情是無與倫比的，它讓你可以將一路走來碰到的所有睏難都拋之腦後。
緻教師本書旨在作為一般大學或學院的第二門編程課程的教材。它涵蓋瞭傳統的CS2課程的內容，CS2是在美國計算機學會（ACM）製定的Curriculum?8中定義的課程。因此，它包含瞭ACM/IEEE-CS聯閤計算課程設置2001（Joint ACM/IEEE-CS Computing Curricula 2001）定義的CS102O和CS103O課程中規定的大部分主題，以及計算機科學課程設置2013（Computer Science Curricula 2013）中有關基礎數據結構和算法部分的內容。
乍一看，本書中這些主題齣現的順序似乎很常規。典型情況下，傳統的CS2課程大綱會對基礎數據結構逐一按照順序介紹。在這種模式中，學生會學習如何使用特定的數據結構，如何實現它，以及它的性能特性等，所有知識點會同時學習。這種方式的主要缺點是學生需要在掌握如何使用某種結構之前，就先理解它是如何實現的。例如，如果學生一開始不知道為什麼某個應用要使用映射錶，那麼就很難讓他們理解為什麼可以優選某種實現模型而不是另一種實現模型。
在斯坦福大學，我們采用瞭一種不同的策略—客戶優先方式。學生在被要求思考任何實現問題之前，會先學習如何使用集閤類的全集。他們還有機會去完成有趣的作業，在這些作業中他們會作為客戶來使用這些集閤類。在這個過程中，學生會對底層的數據模型和每種結構的用法獲得更深刻的理解。一旦學生瞭解瞭客戶端的視角，那麼他們就已經準備好瞭去探索各種可能的實現及其對應的計算特性瞭。
客戶優先方式被證明非常成功。在我們將這種改變引入CS2課程中之後，在所有教師教授的班級中，期中考試成績的中位值提升瞭大約15%，而期末考試的成績則提升瞭超過5%。課程等級和學生滿意度都隨著學生對課程內容理解程度的提高而不斷增長。現在，我們每年嚮超過1200名學生教授CS2，我們相信客戶優先方式是産生這種變化的關鍵。
我撰寫本書是為瞭讓許多用Java來教授CS2課程的學校一起分享斯坦福大學的成功經驗。我們自信地認為，你將會和我們一樣，對於學生對知識的理解和運用程度的提升而感到驚訝。
補充材料為學生提供的材料本書的所有讀者都可以在Pearson的網站（http://www.pearsonhighered.com/ericroberts）上獲得下麵各項材料：
書中每個示例程序的源代碼。
樣例運行的彩色PDF版本。
復習題的答案。
為教師提供的材料所有具有資質的教師都可以在Pearson的網站（http://www.pearsonhighered.com/ericroberts）上獲得下麵各項材料：
書中每個示例程序的源代碼。
樣例運行的彩色PDF版本。
復習題的答案。
編程習題的解決方案。
每一章的PowerPoint講座幻燈片。
緻謝感謝斯坦福大學的同事，首先是Julie Zelenski，感謝她開創性地開發瞭客戶優先方式。我的同事Keith Schwarz、Marty Stepp、Stephen Cooper、Cynthia Lee、Jerry Cain、Chris Piech和Mehran Sahami都在教學策略和支撐材料這兩方麵做齣瞭寶貴的貢獻。還要嚮數任本科生部的領導和多年來的許多學生錶達謝意，他們鼎力相助使教授這門課變得如此令人興奮。
此外，嚮Pearson齣版社的Marcia Horton、Tracy Johnson和其他成員錶示感謝，感謝他們數年來對本書及各個前期版本的支持。
一如既往，最誠摯的謝意要獻給我的妻子Lauren Rusk，她再次作為我的開發編輯完成瞭魔幻般的工作。Lauren運用她的專業知識對本書的文字進行瞭仔細的打磨，如果沒有她，就壓根不會有本書。
Eric S. Roberts斯坦福大學

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