Java语言程序设计与数据结构（进阶篇）（原书第11版） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书是Java语言的经典教材，中文版分为基础篇和进阶篇，主要介绍程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构和算法、高级Java程序设计等内容。本书以示例介绍解决问题的技巧，提供大量的程序清单，每章配有大量复习题和编程练习题，帮助读者掌握编程技术，并应用所学技术解决实际工程问题。进阶篇突出数据结构和算法，主要涵盖以下内容：泛型，规则集和映射，开发高效算法，实现线性表、栈、队列和优先队列，二叉搜索树，AVL树，散列，图及其应用，加权图及其应用，集合流的聚合操作等。本书可作为高等院校计算机专业相关课程的教材，也可供Java语言及编程爱好者参考。

出版者的话

中文版序

译者序

前言

第19章　泛型 1

19.1　引言 1

19.2　动机和优点 1

19.3　定义泛型类和接口 4

19.4　泛型方法 5

19.5　示例学习：对一个对象数组进行排序 7

19.6　原生类型和向后兼容 8

19.7　通配泛型 10

19.8　泛型的擦除和限制 12

19.9　示例学习：泛型矩阵类 15

关键术语 19

本章小结 19

测试题 20

编程练习题 20

第20章　线性表、栈、队列和优先队列 22

20.1　引言 22

20.2　集合 23

20.3　迭代器 26

20.4　使用forEach方法 27

20.5　线性表 28

20.5.1　List接口中的通用方法 28

20.5.2　数组线性表类ArrayList和链表类LinkedList 29

20.6　Comparator接口 32

20.7　线性表和集合的静态方法 36

20.8　示例学习：弹球 39

20.9　向量类和栈类 42

20.10　队列和优先队列 44

20.10.1　Queue接口 44

20.10.2　双端队列Deque和链表LinkedList 45

20.11　示例学习：表达式求值 47

关键术语 51

本章小结 51

测试题 51

编程练习题 51

第21章　规则集和映射 57

21.1　引言 57

21.2　规则集 57

21.2.1　HashSet 58

21.2.2　LinkedHashSet 61

21.2.3　TreeSet 62

21.3　比较规则集和线性表的性能 65

21.4　示例学习：关键字计数 67

21.5　映射 69

21.6　示例学习：单词的出现次数 73

21.7　单元素与不可变的集合和映射 75

关键术语 76

本章小结 76

测试题 77

编程练习题 77

第22章　开发高效算法 79

22.1　引言 79

22.2　使用大?O?标记来衡量算法效率 79

22.3　示例：确定大O 81

22.4　分析算法的时间复杂度 85

22.4.1　分析二分查找算法 85

22.4.2　分析选择排序算法 85

22.4.3　分析汉诺塔问题 85

22.4.4　常用的递推关系 86

22.4.5　比较常用的增长函数 86

22.5　使用动态编程寻找斐波那契数 87

22.6　使用欧几里得算法求公约数 89

22.7　寻找素数的高效算法 93

22.8　使用分而治之法寻找近点对 99

22.9　使用回溯法解决八皇后问题 101

22.10　计算几何：寻找凸包 103

22.10.1　卷包裹算法 104

22.10.2　格雷厄姆算法 105

关键术语 106

本章小结 106

测试题 107

编程练习题 107

第23章　排序 114

23.1　引言 114

23.2　插入排序 115

23.3　冒泡排序 117

23.4　归并排序 119

23.5　快速排序 122

23.6　堆排序 126

23.6.1　堆的存储 127

23.6.2　添加一个新的结点 127

23.6.3　删除根结点 128

23.6.4　Heap类 129

23.6.5　使用Heap类进行排序 131

23.6.6　堆排序的时间复杂度 132

23.7　桶排序和基数排序 133

23.8　外部排序 135

23.8.1　实现阶段Ⅰ 136

23.8.2　实现阶段Ⅱ 137

23.8.3　结合两个阶段 139

23.8.4　外部排序复杂度 141

关键术语 142

本章小结 142

测试题 142

编程练习题 142

第24章　实现线性表、栈、队列和优先队列 146

24.1　引言 146

24.2　线性表的通用操作 146

24.3　数组线性表 149

24.4　链表 156

24.4.1　结点 156

24.4.2　MyLinkedList类 158

24.4.3　实现MyLinkedList 159

24.4.4　MyArrayList和MyLinkedList 167

24.4.5　链表的变体 167

24.5　栈和队列 169

24.6　优先队列 172

本章小结 173

测试题 174

编程练习题 174

第25章　二叉搜索树 176

25.1　引言 176

25.2　二叉搜索树 176

25.2.1　表示二叉搜索树 177

25.2.2　查找一个元素 178

25.2.3　在BST中插入一个元素 178

25.2.4　树的遍历 179

25.2.5　BST类 180

25.3　删除BST中的一个元素 189

25.4　树的可视化和MVC 194

25.5　迭代器 197

25.6　示例学习：数据压缩 199

关键术语 204

本章小结 204

测试题 204

编程练习题 204

第26章　AVL树 208

26.1　引言 208

26.2　重新平衡树 209

26.3　为AVL树设计类 211

26.4　重写insert方法 212

26.5　实现旋转 213

26.6　实现delete方法 213

26.7　AVLTree类 214

26.8　测试 AVLTree类 219

26.9　AVL树的时间复杂度分析 222

关键术语 222

本章小结 223

测试题 223

编程练习题 223

第27章　散列 225

27.1　引言 225

27.2　什么是散列 225

27.3　散列函数和散列码 226

27.3.1　基本数据类型的散列码 226

27.3.2　字符串的散列码 227

27.3.3　压缩散列码 227

27.4　使用开放地址法处理冲突 228

27.4.1　线性探测法 228

27.4.2　二次探测法 230

27.4.3　双重散列法 230

27.5　使用分离链接法处理冲突 232

27.6　装填因子和再散列 232

27.7　使用散列实现映射 233

27.8　使用散列实现规则集 242

关键术语 248

本章小结 249

测试题 249

编程练习题 249

第28章　图及其应用 251

28.1　引言 251

28.2　基本的图术语 252

28.3　表示图 254

28.3.1　表示顶点 254

28.3.2　表示边：边数组 255

28.3.3　表示边：Edge对象 256

28.3.4　表示边：邻接矩阵 256

28.3.5　表示边：邻接线性表 257

28.4　图的建模 259

28.5　图的可视化 268

28.6　图的遍历 271

28.7　深度优先搜索 272

28.7.1　DFS的算法 272

28.7.2　DFS的实现 273

28.7.3　DFS的应用 274

28.8　示例学习：连通圆问题 275

28.9　广度优先搜索 278

28.9.1　BFS的算法 278

28.9.2　BFS的实现 278

28.9.3　BFS的应用 280

28.10　示例学习：9枚硬币反面问题 281

关键术语 286

本章小结 286

测试题 286

编程练习题 286

第29章　加权图及其应用 291

29.1　引言 291

29.2　加权图的表示 292

29.2.1　加权边的表示：边数组 292

29.2.2　加权邻接矩阵 293

29.2.3　邻接线性表 293

29.3　WeightedGraph类 294

29.4　小生成树 301

29.4.1　小生成树算法 302

29.4.2　完善Prim的MST算法 303

29.4.3　MST算法的实现 304

29.5　寻找短路径 307

29.6　示例学习：加权的9枚硬币反面问题 315

关键术语 318

本章小结 318

测试题 319

编程练习题 319

第30章　集合流的聚合操作 325

30.1　引言 325

30.2　流管道 326

30.2.1　Stream.of、limit、forEach方法 328

30.2.2　sorted方法 329

30.2.3　filter方法 329

30.2.4　max和min方法 329

30.2.5　anyMatch、allMatch和noneMatch方法 329

30.2.6　map、distinct和count方法 329

30.2.7　findFirst、findAny和toArray方法 330

30.3　IntStream、LongStream和DoubleStream 331

30.4　并行流 333

30.5　使用reduce方法进行流的归约 336

30.6　使用collect方法进行流的归约 338

30.7　使用groupingBy收集器进行元素分组 341

30.8　示例学习 344

30.8.1　示例学习：数字分析 344

30.8.2　示例学习：计算字母的出现次数 345

30.8.3　示例学习：计算字符串中每个字母的出现次数 346

30.8.4　示例学习：处理二维数组中的所有元素 347

30.8.5　示例学习：得到目录大小 348

30.8.6　示例学习：关键字计数 349

30.8.7　示例学习：单词出现次数 350

本章小结 351

测试题 351

编程练习题 351

附录A　Java关键字 353

附录B　ASCII字符集 354

附录C 　操作符优先级表 355

附录D　Java修饰符 356

附录E　特殊浮点值 357

附录F　数系 358

附录G　位操作符 362

附录H　正则表达式 363

附录I　枚举类型 367

梁勇（Y. Daniel Liang） 现为阿姆斯特朗亚特兰大州立大学计算机科学系教授。之前曾是普度大学计算机科学系副教授，并曾两次获得普度大学杰出研究奖。他所编写的Java教程在美国大学Java课程中采用率极高，同时他还兼任Prentice Hall Java系列丛书的编辑。他是“Java Champion”荣誉得主，并在世界各地给在校学生和程序员做Java语言及技术方面的讲座。

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前言

许多读者就本书之前的版本给出了很多反馈。这些评论和建议极大地改进了本书。这一版在表述、组织、示例、练习题以及附录方面都有大幅提高。

本书采用基础优先的方法，在设计用户自定义类之前，首先介绍基本的程序设计概念和技术。选择语句、循环、方法和数组这样的基本概念和技术是程序设计的基础，它们为学生进一步学习面向对象程序设计和高级Java程序设计做好准备。

本书以问题驱动的方式来教授程序设计，将重点放在问题的解决而不是语法上。我们通过使用在各种应用情景中引发思考的问题，使得程序设计的介绍变得更加有趣。前面章节的主线放在问题的解决上，引入合适的语法和库以支持编写解决问题的程序。为了支持以问题驱动的方式来教授程序设计，本书提供了大量不同难度的问题来激发学生的积极性。为了吸引各个专业的学生来学习，这些问题涉及很多应用领域，包括数学、科学、商业、金融、游戏、动画以及多媒体等。

本书将程序设计、数据结构和算法无缝整合在一起，采用一种实用的方式来教授数据结构。首先介绍如何使用各种数据结构来开发高效的算法，然后演示如何实现这些数据结构。通过实现，学生可以深入理解数据结构的效率，以及如何和何时使用某种数据结构。后，我们设计和实现了针对树和图的用户自定义数据结构。

本书广泛应用于全球各大学的程序设计入门、数据结构和算法课程中。完全版包括程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构、算法、并行、网络、数据库和Web程序设计。这个版本旨在把学生培养成精通Java的程序员。基础篇可用于程序设计的门课程（通常称为CS1）。基础篇包含完全版的前18章内容，本书还有一个AP版本，适合学习AP计算机科学（AP Computer Science）课程的高中生使用。

教授编程的好途径是通过示例，而学习编程的途径是通过动手练习。本书通过示例对基本概念进行了讲解，并提供了大量不同难度的练习题供学生进行练习。在我们的程序设计课程中，每次课后都布置了编程练习。

我们的目标是编写一本可以通过各种应用场景中的有趣示例来教授问题求解和程序设计的教材。如果您有任何关于如何改进本书的评论或建议，请给我发邮件。

Y. Daniel Liang

y.daniel.liang@gmail.com

www.cs.armstrong.edu/liang

www.pearsonhighered.com/liang

ACM/IEEE课程体系2013版和ABET课程评价

新的ACM/IEEE课程体系2013版将知识体系组织成18个知识领域。为了帮助教师基于本书设计课程，我们提供了示例教学大纲来确定知识领域和知识单元。作为一个常规的定制示例，示例教学大纲用于三学期的课程系列。示例教学大纲可以从教师资源配套网站获取。

许多读者来自ABET认证计划。ABET认证的一个关键组成部分是，通过针对课程效果的持续的课程评价确定薄弱环节。我们在教师资源配套网站中提供了课程效果示例，以及用于衡量课程效果的示例考试。

本版新增内容

本版对各个细节都进行了全面修订，以增强其清晰性、表述、内容、示例和练习题。本版主要的改进如下：

书名改为了“Java语言程序设计与数据结构”，以体现在数据结构方面的增强。本书使用一种实用的方式来介绍、实现和使用数据结构，并涵盖了一门典型的数据结构课程中的所有主题。另外，还提供了额外的奖励章节来介绍高级的数据结构，比如2-4树、B树以及红黑树等。

针对的Java技术进行了更新。使用Java 8版本中的新特征对示例和练习进行了改进和简化。

在第13章的接口介绍中，引入了默认方法和静态方法。

GUI相关章节都更新到JavaFX 8。改写了所有示例。示例和练习中的用户界面现在都是可以改变尺寸并且居中显示的。

在第15章的示例中，涵盖了内部类、匿名内部类以及lambda表达式的内容。

数据结构相关章节中，更多的示例和练习采用了lambda表达式来简化编程。方法引用在20.6节介绍Comparator接口时进行了介绍。

在第20章中介绍了forEach方法，作为对集合中每个元素应用一个动作而进行的循环的简单替代方法。

在第24～29章中，使用了Java 8中接口的默认方法重新设计和简化了MyList、MyArrayList、MyLinkedList、Tree、BST、AVLTree、MyMap、MyHashMap、MySet、MyHashSet、Graph、UnweightedGraph和WeightedGraph的实现。

第30章为全新章节，介绍集合流的聚合操作。

第31章（奖励章节）介绍了FXML和Scene Builder可视化工具。

重新设计了配套网站，增加了新的交互式测试题、复习题、动画以及现场编程。

在教师资源网站上为教师额外提供了200多道编程练习题，并给出了答案。这些练习题没有出现在教材中。

可以访问www.pearsonhighered.com/liang，获得和前一版本的关联以及新特征的完整列表。

教学特色

本书使用以下要素组织素材：

教学目标：在每章开始列出学生学习本章应该掌握的内容，学完这章后，学生能够判断自己是否达到这个目标。

引言：提出引发思考的问题以展开讨论，激发读者深入探讨该章内容。

要点提示：突出每节中涵盖的重要概念。

复习题：按节组织，帮助学生复习相关内容并评估掌握的程度。

示例学习：通过精心挑选示例，以容易理解的方式教授问题求解和程序设计概

书籍介绍

本书是Java语言的经典教材，中文版分为基础篇和进阶篇，主要介绍程序设计基础、面向对象程序设计、GUI程序设计、数据结构和算法、高级Java程序设计等内容。本书以示例介绍解决问题的技巧，提供大量的程序清单，每章配有大量复习题和编程练习题，帮助读者掌握编程技术，并应用所学技术解决实际工程问题。进阶篇突出数据结构和算法，主要涵盖以下内容：泛型，规则集和映射，开发高效算法，实现线性表、栈、队列和优先队列，二叉搜索树，AVL树，散列，图及其应用，加权图及其应用，集合流的聚合操作等。本书可作为高等院校计算机专业相关课程的教材，也可供Java语言及编程爱好者参考。