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Java软件开发实战 Java基础与案例开发详解 14-8 练习题共6页.pdf

完整版：https://download.csdn.net/download/qq_27595745/89522468 【课程大纲】 1-1 什么是java 1-2 认识java语言 1-3 java平台的体系结构 1-4 java SE环境安装和配置 2-1 java程序简介 2-2 计算机中的程序 2-3 java程序 2-4 java类库组织结构和文档 2-5 java虚拟机简介 2-6 java的垃圾回收器 2-7 java上机练习 3-1 java语言基础入门 3-2 数据的分类 3-3 标识符、关键字和常量 3-4 运算符 3-5 表达式 3-6 顺序结构和选择结构 3-7 循环语句 3-8 跳转语句 3-9 MyEclipse工具介绍 3-10 java基础知识章节练习 4-1 一维数组 4-2 数组应用 4-3 多维数组 4-4 排序算法 4-5 增强for循环 4-6 数组和排序算法章节练习 5-0 抽象和封装 5-1 面向过程的设计思想 5-2 面向对象的设计思想 5-3 抽象 5-4 封装 5-5 属性 5-6 方法的定义 5-7 this关键字 5-8 javaBean 5-9 包 package 5-10 抽象和封装章节练习 6-0 继承和多态 6-1 继承 6-2 object类 6-3 多态 6-4 访问修饰符 6-5 static修饰符 6-6 final修饰符 6-7 abstract修饰符 6-8 接口 6-9 继承和多态章节练习 7-1 面向对象的分析与设计简介 7-2 对象模型建立 7-3 类之间的关系 7-4 软件的可维护与复用设计原则 7-5 面向对象的设计与分析章节练习 8-1 内部类与包装器 8-2 对象包装器 8-3 装箱和拆箱 8-4 练习题 9-1 常用类介绍 9-2 StringBuffer和String Builder类 9-3 Rintime类的使用 9-4 日期类简介 9-5 java程序国际化的实现 9-6 Random类和Math类 9-7 枚举 9-8 练习题 10-1 java异常处理 10-2 认识异常 10-3 使用try和catch捕获异常 10-4 使用throw和throws引发异常 10-5 finally关键字 10-6 getMessage和printStackTrace方法 10-7 异常分类 10-8 自定义异常类 10-9 练习题 11-1 Java集合框架和泛型机制 11-2 Collection接口 11-3 Set接口实现类 11-4 List接口实现类 11-5 Map接口 11-6 Collections类 11-7 泛型概述 11-8 练习题 12-1 多线程 12-2 线程的生命周期 12-3 线程的调度和优先级 12-4 线程的同步 12-5 集合类的同步问题 12-6 用Timer类调度任务 12-7 练习题 13-1 Java IO 13-2 Java IO原理 13-3 流类的结构 13-4 文件流 13-5 缓冲流 13-6 转换流 13-7 数据流 13-8 打印流 13-9 对象流 13-10 随机存取文件流 13-11 zip文件流 13-12 练习题 14-1 图形用户界面设计 14-2 事件处理机制 14-3 AWT常用组件 14-4 swing简介 14-5 可视化开发swing组件 14-6 声音的播放和处理 14-7 2D图形的绘制 14-8 练习题 15-1 反射 15-2 使用Java反射机制 15-3 反射与动态代理 15-4 练习题 16-1 Java标注 16-2 JDK内置的基本标注类型 16-3 自定义标注类型 16-4 对标注进行标注 16-5 利用反射获取标注信息 16-6 练习题 17-1 顶目实战1-单机版五子棋游戏 17-2 总体设计 17-3 代码实现 17-4 程序的运行与发布 17-5 手动生成可执行JAR文件 17-6 练习题 18-1 Java数据库编程 18-2 JDBC类和接口 18-3 JDBC操作SQL 18-4 JDBC基本示例 18-5 JDBC应用示例 18-6 练习题 19-1 。。。根据给定文件的信息，我们可以将知识点分为以下几个部分来进行详细的阐述： ### 1. Java 基础 #### 1.1 什么是Java？ Java是一种广泛使用的面向对象的编程语言，由Sun Microsystems公司于1995年推出。它旨在简化编程，并支持跨平台的兼容性。Java具有简单性、面向对象性、健壮性、安全性、平台独立性等特点。 #### 1.2 认识Java语言 Java语言的设计目标之一是让开发者能够“一次编写，到处运行”。这得益于Java虚拟机（JVM），使得编写的Java程序可以在任何支持JVM的操作系统上运行。 #### 1.3 Java平台的体系结构 Java平台主要分为三大部分：Java SE（标准版）、Java EE（企业版）和Java ME（微型版）。Java SE是最基础的部分，提供了开发桌面应用程序的基础API；Java EE则主要用于开发Web应用程序和服务端应用程序；Java ME则针对嵌入式设备和移动设备。 #### 1.4 Java SE环境安装和配置安装Java SE环境首先需要下载JDK（Java Development Kit），然后根据操作系统类型进行安装。安装完成后需要设置环境变量，包括`JAVA_HOME`、`PATH`等。 ### 2. Java程序入门 #### 2.1 Java程序简介 Java程序通常由一个或多个类组成，每个类包含数据成员和方法。程序执行的入口是`main`方法。 #### 2.2 计算机中的程序在计算机中，程序是由指令集组成的，这些指令集可以被处理器执行以完成特定的任务。Java程序在编译成字节码后，由JVM解释执行。 #### 2.3 Java程序 Java程序的特点是基于类和对象的，遵循严格的语法规范。每个Java程序至少包含一个类，且必须有一个公共类包含`main`方法作为程序的入口。 #### 2.4 Java类库组织结构和文档 Java类库（Java Class Library）是一系列预定义类和接口的集合，提供了丰富的功能，如基本数据类型操作、网络通信、文件I/O等。类库按包的形式组织，可以通过Java API文档查看详细信息。 #### 2.5 Java虚拟机简介 Java虚拟机（JVM）是Java程序的运行环境，负责解释执行Java字节码。它包括类加载器、运行时数据区、执行引擎等组件。 #### 2.6 Java的垃圾回收器 Java自动管理内存，通过垃圾回收机制自动回收不再使用的对象所占用的内存空间，从而避免了手动管理内存带来的问题。 ### 3. Java语言基础 #### 3.1 Java语言基础入门 Java语言的基础包括数据类型、变量、运算符、流程控制等基本概念。 #### 3.2 数据的分类 Java中的数据类型可以分为两大类：基本类型和引用类型。基本类型包括整型、浮点型、字符型等，而引用类型主要是类和数组。 #### 3.3 标识符、关键字和常量 - **标识符**：用于命名变量、方法、类等。 - **关键字**：具有特殊意义的单词，不能作为标识符使用。 - **常量**：其值在程序运行过程中不会改变的量。 #### 3.4 运算符 Java支持多种运算符，包括算术运算符（+、-、*、/）、比较运算符（==、!=、>、<）、逻辑运算符（&&、||、!）等。 #### 3.5 表达式表达式是由变量、常量、运算符按照一定的规则组合而成的计算单元。 #### 3.6 顺序结构和选择结构 - **顺序结构**：按照代码书写的顺序依次执行。 - **选择结构**：根据条件判断结果来决定程序的执行路径，常见的有`if`语句和`switch`语句。 #### 3.7 循环语句循环语句允许重复执行一段代码，常用的有`for`循环、`while`循环和`do...while`循环。 #### 3.8 跳转语句跳转语句用于改变程序执行的正常流程，主要包括`break`、`continue`和`return`语句。 ### 4. 数组 #### 4.1 一维数组一维数组是一种存储相同类型元素的序列结构，通过索引访问元素。 #### 4.2 数组应用数组可用于存储大量同类型数据，并提供高效的数据访问方式。例如，用于实现栈、队列等数据结构。 #### 4.3 多维数组多维数组是在一维数组的基础上扩展得到的，可以表示多维数据结构，如矩阵。 #### 4.4 排序算法常见的排序算法有冒泡排序、插入排序、选择排序等，这些算法可以对数组中的元素进行排序。 #### 4.5 增强for循环增强for循环（也称为foreach循环）是一种更简洁的遍历数组或集合的方式，无需显式地管理索引。 ### 5. 面向对象编程基础 #### 5.0 抽象和封装 - **抽象**：从现实世界中提取共同特征和行为，忽略非本质细节的过程。 - **封装**：隐藏对象的内部状态，仅通过公开的方法来访问和修改这些状态。 #### 5.1 面向过程的设计思想面向过程编程强调程序的过程和步骤，关注的是如何解决问题。 #### 5.2 面向对象的设计思想面向对象编程关注的是对象之间的交互，通过类和对象的概念来描述现实世界的实体。 #### 5.3 抽象抽象是面向对象编程的一个核心概念，它可以帮助开发者将复杂的问题简化为几个关键的特性。 #### 5.4 封装封装确保对象的状态只能通过该对象提供的接口来访问和修改，提高了代码的安全性和稳定性。 #### 5.5 属性属性是用来描述对象特性的数据成员。 #### 5.6 方法的定义方法是对象的行为，它定义了对象能够执行的操作。 #### 5.7 this关键字 `this`关键字在Java中用来引用当前对象本身，通常用于解决参数名称与对象属性名称冲突的情况。 #### 5.8 JavaBean JavaBean是一种特殊的Java类，它遵循一些约定，如使用默认无参构造函数、私有属性、公共getter和setter方法等。 #### 5.9 包 `package` 包是Java中用于组织类的一种机制，可以避免类名冲突，并控制类的可见性。 ### 6. 继承和多态 #### 6.1 继承继承允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，从而减少了代码冗余，提高了代码的可重用性。 #### 6.2 Object类 Object类是所有Java类的根类，其他所有类都是直接或间接地继承自它。 #### 6.3 多态多态是指同一个接口或方法可以有不同的实现形式。Java中的多态主要通过继承和接口实现。 #### 6.4 访问修饰符访问修饰符用来控制类、方法和属性的访问范围，主要有public、protected、private和默认四种。 #### 6.5 static修饰符 `static`修饰符用于声明静态成员，这些成员不依赖于对象实例存在。 #### 6.6 final修饰符 `final`修饰符用来声明不可变的对象、变量或方法，一旦被初始化就不能更改。 #### 6.7 abstract修饰符 `abstract`修饰符用于声明抽象类和抽象方法，抽象类不能被实例化，只能被继承。 #### 6.8 接口接口是一种特殊的抽象类，只包含常量和抽象方法，用于定义一组行为规范。 ### 7. 面向对象的分析与设计 #### 7.1 面向对象的分析与设计简介面向对象分析与设计是一种软件开发方法论，它侧重于识别、设计和实现系统中的对象。 #### 7.2 对象模型建立对象模型是对系统中的对象及其相互关系的描述，通常通过UML（统一建模语言）类图来表示。 #### 7.3 类之间的关系类之间的关系包括关联、聚合、组合、继承和实现等。 #### 7.4 软件的可维护与复用设计原则为了提高软件的可维护性和复用性，需要遵循一些设计原则，如单一职责原则、开闭原则等。 ### 8. 内部类与包装器 #### 8.1 内部类内部类是一种定义在另一个类内部的类，它可以访问外部类的成员变量和方法。 #### 8.2 对象包装器对象包装器是将基本数据类型包装为对象类型的类，如Integer、Double等。 #### 8.3 装箱和拆箱装箱是将基本类型转换为对应的包装器对象，而拆箱则是相反的过程。 ### 9. 常用类 #### 9.1 StringBuffer和StringBuilder类 `StringBuffer`和`StringBuilder`类用于构建字符串，`StringBuilder`是非线程安全的，性能优于`StringBuffer`。 #### 9.2 Runtime类的使用 `Runtime`类提供了与当前Java应用程序相关的环境信息，并允许应用程序与运行环境交互。 #### 9.3 日期类简介 Java中用于处理日期和时间的类主要包括`Date`、`Calendar`、`LocalDate`等。 #### 9.4 Java程序国际化的实现国际化使程序能够在不同的国家和地区正确显示和处理文本、日期和数字等。 #### 9.5 Random类和Math类 `Random`类用于生成随机数，`Math`类提供了数学运算的静态方法。 #### 9.6 枚举枚举类型用于定义一组固定数量的常量，增强了代码的可读性和可维护性。 ### 10. 异常处理 #### 10.1 Java异常处理异常处理是Java中处理程序错误的一种机制，通过`try-catch-finally`语句块来捕获和处理异常。 #### 10.2 认识异常异常是指程序在执行过程中发生的意外情况，可以分为编译时异常和运行时异常。 #### 10.3 使用`try`和`catch`捕获异常使用`try`块包裹可能抛出异常的代码，`catch`块用来处理这些异常。 #### 10.4 使用`throw`和`throws`引发异常 `throw`语句用于抛出异常，`throws`用于声明方法可能抛出的异常。 #### 10.5 `finally`关键字 `finally`块中的代码无论是否发生异常都会被执行，常用来释放资源。 #### 10.6 `getMessage`和`printStackTrace`方法 `getMessage`方法返回异常的信息，`printStackTrace`方法打印异常的堆栈跟踪信息。 #### 10.7 异常分类 Java异常分为受检异常（需要处理或声明抛出）和非受检异常（运行时异常，无需处理或声明）。 #### 10.8 自定义异常类自定义异常类是为了处理特定的异常情况，通常继承自`Exception`或其子类。 ### 11. Java集合框架和泛型机制 #### 11.1 Java集合框架 Java集合框架提供了一组接口和实现类，用于存储和操作集合数据。 #### 11.2 Collection接口 `Collection`接口是所有集合类的根接口，定义了一些基本的操作方法。 #### 11.3 Set接口实现类 `Set`接口不允许重复元素，常用的实现类有`HashSet`、`TreeSet`等。 #### 11.4 List接口实现类 `List`接口允许重复元素，保持元素的插入顺序，常用的实现类有`ArrayList`、`LinkedList`等。 #### 11.5 Map接口 `Map`接口用于存储键值对数据，键唯一，常用的实现类有`HashMap`、`TreeMap`等。 #### 11.6 Collections类 `Collections`类提供了一系列静态方法，用于操作集合对象，如排序、查找等。 #### 11.7 泛型概述泛型是一种在编译时检查类型的机制，可以提高代码的复用性和安全性。 ### 12. 多线程 #### 12.1 多线程多线程允许程序同时执行多个任务，提高程序的并发性。 #### 12.2 线程的生命周期线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和终止五个状态。 #### 12.3 线程的调度和优先级线程调度决定了线程执行的顺序，优先级高的线程通常会获得更多的CPU时间片。 #### 12.4 线程的同步线程同步是指多个线程之间共享资源时需要协调彼此的工作，防止数据竞争和不一致。 #### 12.5 集合类的同步问题集合类在多线程环境中可能会出现数据不一致的问题，可以通过同步集合类或使用线程安全的集合类来解决。 #### 12.6 用`Timer`类调度任务 `Timer`类可以用来定时执行任务，适用于简单的定时任务场景。 ### 13. Java IO #### 13.1 Java IO Java IO提供了文件输入输出的功能，包括字节流和字符流两种基本形式。 #### 13.2 Java IO原理 Java IO主要通过流的方式来处理输入输出，流可以分为输入流和输出流。 #### 13.3 流类的结构流类通常由抽象基类和具体的实现类构成，如`InputStream`和`OutputStream`是所有字节流的基类。 #### 13.4 文件流文件流用于读写文件，包括`FileInputStream`和`FileOutputStream`等。 #### 13.5 缓冲流缓冲流通过增加缓冲区来提高文件读写效率，如`BufferedInputStream`和`BufferedOutputStream`。 #### 13.6 转换流转换流用于在字节流和字符流之间进行转换，如`InputStreamReader`和`OutputStreamWriter`。 #### 13.7 数据流数据流提供了读写基本数据类型的方法，如`DataInputStream`和`DataOutputStream`。 #### 13.8 打印流打印流提供了一种简便的方式来输出各种类型的数据，如`PrintStream`。 #### 13.9 对象流对象流用于序列化和反序列化对象，如`ObjectInputStream`和`ObjectOutputStream`。 #### 13.10 随机存取文件流随机存取文件流可以以随机访问的方式读写文件，如`RandomAccessFile`。 #### 13.11 ZIP文件流 ZIP文件流用于处理压缩文件，如`ZipInputStream`和`ZipOutputStream`。 ### 14. 图形用户界面设计 #### 14.1 图形用户界面设计 GUI（Graphical User Interface）是指通过图形元素和用户交互来控制计算机的应用程序。 #### 14.2 事件处理机制事件处理机制是GUI程序中重要的组成部分，它定义了当用户触发某种事件时，程序如何响应。 #### 14.3 AWT常用组件 AWT（Abstract Window Toolkit）是Java中最早的GUI组件库，包括`Button`、`Label`等组件。 #### 14.4 Swing简介 Swing是Java中的另一个GUI组件库，相比AWT具有更多的功能和更好的外观，如`JButton`、`JLabel`等。 #### 14.5 可视化开发Swing组件 Swing组件可以通过可视化工具来快速构建GUI界面。 #### 14.6 声音的播放和处理 Java中可以使用`Clip`类来播放声音文件。 #### 14.7 2D图形的绘制 Java 2D提供了强大的二维图形绘制功能，包括形状、颜色、字体等。 ### 15. 反射 #### 15.1 反射反射是指在运行时获取类的信息并调用其方法的能力。 #### 15.2 使用Java反射机制通过`Class`类和`Method`、`Field`、`Constructor`等类可以实现反射操作。 #### 15.3 反射与动态代理反射可以用于创建动态代理，从而实现在运行时动态生成代理类。 ### 16. Java标注 #### 16.1 Java标注标注是Java中用于标记代码的特殊类型，可以用来生成文档、验证代码等。 #### 16.2 JDK内置的基本标注类型 JDK内置了`@Override`、`@Deprecated`等标注。 #### 16.3 自定义标注类型开发者可以根据需求定义自己的标注类型。 #### 16.4 对标注进行标注元标注是标注在其他标注上的标注，如`@Retention`和`@Target`等。 #### 16.5 利用反射获取标注信息通过反射可以获取类、方法、字段等上的标注信息。 ### 17. 项目实战 #### 17.1 顶目实战1-单机版五子棋游戏单机版五子棋游戏是一个经典的GUI应用程序，涉及到图形界面设计、事件处理等多个方面的知识。 #### 17.2 总体设计总体设计包括了游戏规则的定义、界面布局的规划等。 #### 17.3 代码实现代码实现涉及到了具体的方法实现、类的设计等。 #### 17.4 程序的运行与发布程序的运行与发布包括了如何打包程序、生成可执行文件等。 #### 17.5 手动生成可执行JAR文件可以通过命令行或者IDE工具手动生成可执行的JAR文件。 ### 18. Java数据库编程 #### 18.1 Java数据库编程 Java数据库编程是指使用Java技术来开发与数据库交互的应用程序。 #### 18.2 JDBC类和接口 JDBC（Java Database Connectivity）是Java中用于连接数据库的标准API，包括`Connection`、`Statement`、`ResultSet`等类和接口。 #### 18.3 JDBC操作SQL 使用JDBC可以执行SQL语句，如查询、插入、更新和删除等操作。 #### 18.4 JDBC基本示例 JDBC基本示例通常包括连接数据库、执行SQL语句、处理结果集等步骤。 #### 18.5 JDBC应用示例 JDBC应用示例可以是一个简单的CRUD（Create、Read、Update、Delete）应用程序。 ### 19. 综合实践 #### 19.1 综合实践综合实践是将前面学到的知识点综合运用到实际项目中，如开发一个完整的应用程序。以上就是从给定文件中抽取的相关知识点，涵盖了Java基础知识、面向对象编程、集合框架、多线程、图形用户界面设计等多个方面，为学习Java提供了全面而深入的指导。

将给定的关键字序列 {6, 9, 1, 5, 8, 4, 7} 插入到初始为空的大根堆 (Max Heap) H 中的过程可以按照大根堆的性质来进行。大根堆是一种特殊的完全二叉树，它满足每个节点的值都大于或等于其子节点的值（最大堆）。插入操作通常是这样的： 1. 首先，我们将第一个元素 `6` 插入堆顶。 2. 接着，从第二个元素开始，每次将一个新元素与堆顶比较，如果当前元素比堆顶大，则交换位置，并向下调整堆，保证父节点大于子节点。 - 第二次插入 `9`：由于 `9 > 6`，交换，堆变为 `9, 6, _, _ ...` - 插入 `1`：`1 < 9`，不需要交换，保持堆形，`1, 9, 6, _, _ ...` - 插入 `5`：`5 < 9`，保持堆形，`1, 9, 6, 5, _ ...` - 插入 `8`：`8 > 9`，交换，堆变为 `8, 9, 6, 5, _ ...` - 插入 `4`：`4 < 8`，保持堆形，`4, 8, 9, 6, 5, _ ...` - 最后插入 `7`：`7 > 8`，交换，然后继续调整，`7, 8, 9, 6, 5, 4` 最终，我们得到了一个大根堆： ``` 7, 8, 9, 6, 5, 4 ```

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将关键字{6,9,1,5,8,4,7}，依次插入到初始为空的大根堆H中，得到的H是

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若将关键字1，2，3，4，5，6，7 依次插入到初始为空的平衡二叉树 T 中，则 T 中平衡因子为 0 的分支结点的个数是（ ）。

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依次输入关键字16，3，7，11，9，26，18，14，15，插入初始状态为空的平衡二叉树，请依次画出每次插入后所形成的平衡二叉树。

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