前　言Introduction to Java Programming and Data Structures, Comprehensive Version, Eleventh Edition許多讀者就本書之前的版本給出了很多反饋。這些評(píng)論和建議極大地改進(jìn)了本書。這一版在表述、組織、示例、練習(xí)題以及附錄方面都有大幅提高。
本書采用基礎(chǔ)優(yōu)先的方法，在設(shè)計(jì)用戶自定義類之前，首先介紹基本的程序設(shè)計(jì)概念和技術(shù)。選擇語句、循環(huán)、方法和數(shù)組這樣的基本概念和技術(shù)是程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它們?yōu)閷W(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和高級(jí)Java程序設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。
本書以問題驅(qū)動(dòng)的方式來教授程序設(shè)計(jì)，將重點(diǎn)放在問題的解決而不是語法上。我們通過使用在各種應(yīng)用情景中引發(fā)思考的問題，使得程序設(shè)計(jì)的介紹變得更加有趣。前面章節(jié)的主線放在問題的解決上，引入合適的語法和庫以支持編寫解決問題的程序。為了支持以問題驅(qū)動(dòng)的方式來教授程序設(shè)計(jì)，本書提供了大量不同難度的問題來激發(fā)學(xué)生的積極性。為了吸引各個(gè)專業(yè)的學(xué)生來學(xué)習(xí)，這些問題涉及很多應(yīng)用領(lǐng)域，包括數(shù)學(xué)、科學(xué)、商業(yè)、金融、游戲、動(dòng)畫以及多媒體等。
本書將程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法無縫整合在一起，采用一種實(shí)用的方式來教授數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。首先介紹如何使用各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來開發(fā)高效的算法，然后演示如何實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通過實(shí)現(xiàn)，學(xué)生可以深入理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的效率，以及如何和何時(shí)使用某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。最后，我們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了針對(duì)樹和圖的用戶自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
本書廣泛應(yīng)用于全球各大學(xué)的程序設(shè)計(jì)入門、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程中。完全版包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、GUI程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、并行、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和Web程序設(shè)計(jì)。這個(gè)版本旨在把學(xué)生培養(yǎng)成精通Java的程序員�；�礎(chǔ)篇可用于程序設(shè)計(jì)的第一門課程（通常稱為CS1）。基礎(chǔ)篇包含完全版的前18章內(nèi)容，本書還有一個(gè)AP版本，適合學(xué)習(xí)AP計(jì)算機(jī)科學(xué)（AP Computer Science）課程的高中生使用。
教授編程的最好途徑是通過示例，而學(xué)習(xí)編程的唯一途徑是通過動(dòng)手練習(xí)。本書通過示例對(duì)基本概念進(jìn)行了講解，并提供了大量不同難度的練習(xí)題供學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。在我們的程序設(shè)計(jì)課程中，每次課后都布置了編程練習(xí)。
我們的目標(biāo)是編寫一本可以通過各種應(yīng)用場(chǎng)景中的有趣示例來教授問題求解和程序設(shè)計(jì)的教材。如果您有任何關(guān)于如何改進(jìn)本書的評(píng)論或建議，請(qǐng)給我發(fā)郵件。
Y. Daniel Liangy.daniel.liang@gmail.comwww.cs.armstrong.edu/liangwww.pearsonhighered.com/liangACM/IEEE課程體系2013版和ABET課程評(píng)價(jià)新的ACM/IEEE課程體系2013版將知識(shí)體系組織成18個(gè)知識(shí)領(lǐng)域。為了幫助教師基于本書設(shè)計(jì)課程，我們提供了示例教學(xué)大綱來確定知識(shí)領(lǐng)域和知識(shí)單元。作為一個(gè)常規(guī)的定制示例，示例教學(xué)大綱用于三學(xué)期的課程系列。示例教學(xué)大綱可以從教師資源配套網(wǎng)站獲取。
許多讀者來自ABET認(rèn)證計(jì)劃。ABET認(rèn)證的一個(gè)關(guān)鍵組成部分是，通過針對(duì)課程效果的持續(xù)的課程評(píng)價(jià)確定薄弱環(huán)節(jié)。我們?cè)诮處熧Y源配套網(wǎng)站中提供了課程效果示例，以及用于衡量課程效果的示例考試。
本版新增內(nèi)容本版對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行了全面修訂，以增強(qiáng)其清晰性、表述、內(nèi)容、示例和練習(xí)題。本版主要的改進(jìn)如下：
書名改為了“Java語言程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”，以體現(xiàn)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的增強(qiáng)。本書使用一種實(shí)用的方式來介紹、實(shí)現(xiàn)和使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并涵蓋了一門典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的所有主題。另外，還提供了額外的獎(jiǎng)勵(lì)章節(jié)來介紹高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如2-4樹、B樹以及紅黑樹等。
針對(duì)最新的Java技術(shù)進(jìn)行了更新。使用Java 8版本中的新特征對(duì)示例和練習(xí)進(jìn)行了改進(jìn)和簡(jiǎn)化。
在第13章的接口介紹中，引入了默認(rèn)方法和靜態(tài)方法。
GUI相關(guān)章節(jié)都更新到JavaFX 8。改寫了所有示例。示例和練習(xí)中的用戶界面現(xiàn)在都是可以改變尺寸并且居中顯示的。
在第15章的示例中，涵蓋了內(nèi)部類、匿名內(nèi)部類以及l(fā)ambda表達(dá)式的內(nèi)容。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)章節(jié)中，更多的示例和練習(xí)采用了lambda表達(dá)式來簡(jiǎn)化編程。方法引用在20.6節(jié)介紹Comparator接口時(shí)進(jìn)行了介紹。
在第20章中介紹了forEach方法，作為對(duì)集合中每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)動(dòng)作而進(jìn)行的循環(huán)的簡(jiǎn)單替代方法。
在第24～29章中，使用了Java 8中接口的默認(rèn)方法重新設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化了MyList、MyArrayList、MyLinkedList、Tree、BST、AVLTree、MyMap、MyHashMap、MySet、MyHashSet、Graph、UnweightedGraph和WeightedGraph的實(shí)現(xiàn)。
第30章為全新章節(jié)，介紹集合流的聚合操作。
第31章介紹了FXML和Scene Builder可視化工具。
重新設(shè)計(jì)了配套網(wǎng)站，增加了新的交互式測(cè)試題、復(fù)習(xí)題、動(dòng)畫以及現(xiàn)場(chǎng)編程。
在教師資源網(wǎng)站上為教師額外提供了200多道編程練習(xí)題，并給出了答案。這些練習(xí)題沒有出現(xiàn)在教材中。
可以訪問www.pearsonhighered.com/liang，獲得和前一版本的關(guān)聯(lián)以及新特征的完整列表。
教學(xué)特色本書使用以下要素組織素材：
教學(xué)目標(biāo)：在每章開始列出學(xué)生學(xué)習(xí)本章應(yīng)該掌握的內(nèi)容，學(xué)完這章后，學(xué)生能夠判斷自己是否達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。
引言：提出引發(fā)思考的問題以展開討論，激發(fā)讀者深入探討該章內(nèi)容。
要點(diǎn)提示：突出每節(jié)中涵蓋的重要概念。
復(fù)習(xí)題：按節(jié)組織，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容并評(píng)估掌握的程度。
示例學(xué)習(xí)：通過精心挑選示例，以容易理解的方式教授問題求解和程序設(shè)計(jì)概念。本書使用多個(gè)小的、簡(jiǎn)單的、激發(fā)興趣的例子來演示重要的概念。
本章小結(jié)：回顧學(xué)生應(yīng)該理解和記住的重要主題，有助于鞏固該章所學(xué)的關(guān)鍵概念。
測(cè)試題：可以在線訪問，按照章節(jié)組織，讓學(xué)生可以就編程概念和技術(shù)進(jìn)行自我測(cè)試。
編程練習(xí)題：按章節(jié)組織，為學(xué)生提供獨(dú)立應(yīng)用所學(xué)新技能的機(jī)會(huì)。練習(xí)題的難度分為容易（沒有星號(hào)）、適度（*）、難（**）和具有挑戰(zhàn)性（***）四個(gè)級(jí)別。學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的竅門就是實(shí)踐、實(shí)踐、再實(shí)踐。所以，本書提供了大量的編程練習(xí)題。另外，在教師資源網(wǎng)站上為教師提供了200多道帶有答案的編程練習(xí)題。
注意、提示、警告和設(shè)計(jì)指南：貫穿全書，對(duì)程序開發(fā)的重要方面提供有價(jià)值的建議和見解。
注意：提供學(xué)習(xí)主題的附加信息，鞏固重要概念。
提示：教授良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
警告：幫助學(xué)生避開程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的誤區(qū)。
設(shè)計(jì)指南：提供設(shè)計(jì)程序的指南。
靈活的章節(jié)順序本書提供靈活的章節(jié)順序，使GUI、異常處理、遞歸、泛型和Java集合框架等內(nèi)容可以或早或晚地講解。下頁的插圖顯示了各章之間的相關(guān)性。
本書的組織所有的章節(jié)分為五部分，構(gòu)成Java程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、數(shù)據(jù)庫和Web程序設(shè)計(jì)的全面介紹。書中知識(shí)是循序漸進(jìn)的，前面的章節(jié)介紹了程序設(shè)計(jì)的基本概念，并且通過簡(jiǎn)單的例子和練習(xí)題引導(dǎo)學(xué)生；后續(xù)的章節(jié)逐步詳細(xì)地介紹Java程序設(shè)計(jì)，最后介紹開發(fā)綜合的Java應(yīng)用程序。附錄包含數(shù)系、位操作、正則表達(dá)式以及枚舉類型等多種主題。
第一部分　程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第1～8章）本書第一部分是基石，讓你開始踏上Java學(xué)習(xí)之旅。你將了解Java（第1章），還將學(xué)習(xí)像基本數(shù)據(jù)類型、變量、常量、賦值、表達(dá)式以及操作符這樣的基本程序設(shè)計(jì)技術(shù)（第2章），選擇語句（第3章），數(shù)學(xué)函數(shù)、字符和字符串（第4章），循環(huán)（第5章），方法（第6章），數(shù)組（第7和8章）。在第7章之后，可以跳到第18章去學(xué)習(xí)如何編寫遞歸的方法來解決本身具有遞歸特性的問題。
第二部分　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（第9～13章和第17章）這一部分介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)。Java是一種面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言，它使用抽象、封裝、繼承和多態(tài)來提供開發(fā)軟件的極大靈活性、模塊化和可重用性。你將學(xué)習(xí)如何使用對(duì)象和類（第9和10章）、類的繼承（第11章）、多態(tài)性（第11章）、異常處理（第12章）、抽象類（第13章）以及接口（第13章）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。文本I/O將在第12章介紹，二進(jìn)制I/O將在第17章介紹。
第三部分　GUI程序設(shè)計(jì)（第14～16章和獎(jiǎng)勵(lì)章節(jié)第31章）JavaFX是一個(gè)開發(fā)Java GUI程序的新框架。它不僅對(duì)于開發(fā)GUI程序有用，還是一個(gè)用于學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的優(yōu)秀教學(xué)工具。這一部分在第14～16章介紹使用JavaFX進(jìn)行Java GUI程序設(shè)計(jì)。主要的主題包括GUI基礎(chǔ)（第14章）、容器面板（第14章）、繪制形狀（第14章）、事件驅(qū)動(dòng)編程（第15章）、動(dòng)畫（第15章）、GUI組件（第16章），以及播放音頻和視頻（第16章）。你將學(xué)習(xí)采用JavaFX的GUI程序架構(gòu)，并且使用組件、形狀、面板、圖像和視頻來開發(fā)有用的應(yīng)用程序。第31章涵蓋JavaFX的高級(jí)特性。
第四部分　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法（第18～30章以及獎(jiǎng)勵(lì)章節(jié)第42和43章）這一部分介紹一門典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法課程中的主題。第18章介紹遞歸以編寫解決本身具有遞歸特性的問題的方法。第19章介紹泛型是如何提高軟件的可靠性的。第20和21章介紹Java集合框架，它為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義了一套有用的API。第22章討論算法效率的度量以便為應(yīng)用程序選擇合適的算法。第23章介紹經(jīng)典的排序算法。你將在第24章中學(xué)到如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如線性表、隊(duì)列和優(yōu)先隊(duì)列。第25和26章介紹二分查找樹和AVL樹。第27章介紹散列以及通過散列實(shí)現(xiàn)映射（map）和集合（set）。第28和29章介紹圖的應(yīng)用。第30章介紹用于集合流的聚合操作。2-4樹、B樹以及紅黑樹在獎(jiǎng)勵(lì)章節(jié)第42和43章中介紹。
第五部分　高級(jí)Java程序設(shè)計(jì)（獎(jiǎng)勵(lì)章節(jié)第32～41章和第44章）這一部分介紹高級(jí)Java程序設(shè)計(jì)。第32章介紹使用多線程使程序具有更好的響應(yīng)性和交互性，并介紹并行編程。第33章討論如何編寫程序使得Internet上的不同主機(jī)能夠相互對(duì)話。第34章介紹使用Java來開發(fā)數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目。第35章深入探討高級(jí)Java數(shù)據(jù)庫編程。第36章涵蓋國際化支持的使用，以開發(fā)面向全球使用者的項(xiàng)目。第37和38章介紹如何使用Java servlet和JSP創(chuàng)建來自Web服務(wù)器的動(dòng)態(tài)內(nèi)容。第39章介紹使用JSF進(jìn)行現(xiàn)代Web應(yīng)用開發(fā)。第40章介紹遠(yuǎn)程方法調(diào)用，而第41章討論Web服務(wù)。第44章介紹使用JUnit測(cè)試Java程序。
附錄附錄A列出Java關(guān)鍵字。附錄B給出十進(jìn)制和十六進(jìn)制ASCII字符集。附錄C給出操作符優(yōu)先級(jí)。附錄D總結(jié)Java修飾符及其使用。附錄E討論特殊的浮點(diǎn)值。附錄F介紹數(shù)系以及二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換。附錄G介紹位操作符。附錄H介紹正則表達(dá)式。附錄I涵蓋枚舉類型。