前言
本書(shū)想要給沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)較少的讀者介紹計(jì)算機(jī)科學(xué)與編程。我們會(huì)從基本的概念開(kāi)始講起，每遇到新的術(shù)語(yǔ)，筆者都會(huì)詳細(xì)給出定義。這樣，大家就能夠循序漸進(jìn)地了解書(shū)里的每個(gè)新想法。比較大的話(huà)題，例如控制流語(yǔ)句及面向?qū)ο缶幊蹋瑫?huì)分為多個(gè)小的范例，并用好幾章來(lái)講解。
筆者特意把這本書(shū)寫(xiě)得很精簡(jiǎn)。每章只有10 ～ 12 頁(yè)，這樣，如果當(dāng)作大學(xué)課程的教材，那么剛好能用一星期講完一章。當(dāng)然了，這本書(shū)肯定不會(huì)把Java 的所有內(nèi)容全都講到，它只會(huì)把初學(xué)者必須掌握的編程結(jié)構(gòu)與技巧展示出來(lái)。我們先從小問(wèn)題與基礎(chǔ)算法開(kāi)始講，逐漸過(guò)渡到面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)上面。以計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這本書(shū)用的是先講過(guò)程，后講對(duì)象的教學(xué)法（也就是objects late 方法）。
本書(shū)的寫(xiě)作理念
本書(shū)遵循這樣幾條原則：
每次只講一個(gè)概念
筆者把新手理解起來(lái)比較困難的話(huà)題，拆分成許多個(gè)小的步驟，每個(gè)步驟都對(duì)應(yīng)一個(gè)新的概念，我們先理解當(dāng)前講的這個(gè)概念，然后再開(kāi)始談下一個(gè)概念。在Java 語(yǔ)言的特性與計(jì)算機(jī)科學(xué)的通用概念之間尋求平衡
這本書(shū)并不是專(zhuān)講Java 的，而是想用Java 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)范例代碼，以演示計(jì)算機(jī)科學(xué)之中的概念。許多章節(jié)剛開(kāi)始都會(huì)從Java 語(yǔ)言的某項(xiàng)特性講起，但后還是會(huì)歸結(jié)到計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的概念上面。
力求簡(jiǎn)潔
筆者撰寫(xiě)本書(shū)時(shí)，有一項(xiàng)重要的目標(biāo)，就是想寫(xiě)得盡量簡(jiǎn)短，讓學(xué)生可以在一個(gè)學(xué)期的大學(xué)課程或AP 課程里面讀完，并理解其中的內(nèi)容。
謹(jǐn)慎處理專(zhuān)有名詞
筆者盡可能在書(shū)中的少用術(shù)語(yǔ)，如果必須要用，那么一定會(huì)在使用之前先仔細(xì)給出定義。另外，筆者還會(huì)把每章所引入的新術(shù)語(yǔ)，在該章后的詞匯表里面總結(jié)一遍。
涵蓋各種程序開(kāi)發(fā)策略
編寫(xiě)程序有許多種策略，可以從下往上寫(xiě)（bottom-up，自底向上），也可以從上往下寫(xiě)（top-down，自頂向下），還可以采用其他寫(xiě)法。筆者會(huì)演示許多種程序開(kāi)發(fā)技巧，讓大家選出合適的辦法。
顧及不同程度的讀者
編寫(xiě)程序的時(shí)候，我們必須知道這個(gè)程序要使用什么算法，必須確定我們要拿什么語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)這個(gè)程序，還必須懂得如何調(diào)試其中的錯(cuò)誤。即使你不懂這些內(nèi)容，也還是可以從頭開(kāi)始慢慢學(xué)，因?yàn)楣P者會(huì)在書(shū)里把這些知識(shí)以及相關(guān)的其他一些內(nèi)容，逐步講給大家聽(tīng)，而且會(huì)在附錄D 里總結(jié)。
面向?qū)ο缶幊?br />有的Java 書(shū)開(kāi)篇就談?lì)惡蛯?duì)象，還有一些則是先講過(guò)程式的（procedural）編程，然后逐漸過(guò)渡到面向?qū)ο蟮木幊谭绞健?br />其實(shí)，Java 里面有許多面向?qū)ο蟮奶匦�，都是為了解決以前那些編程語(yǔ)言的缺點(diǎn)而引入的，這些特性的實(shí)現(xiàn)方式，也受到這個(gè)因素影響。所以，如果不先討論從前那些編程語(yǔ)言有什么樣的缺點(diǎn)和問(wèn)題，那么筆者就很難把Java 的某些特性解釋給大家聽(tīng)。
當(dāng)然我們會(huì)盡快（也就是從第9 章開(kāi)始）講解面向?qū)ο缶幊�。然而筆者前面說(shuō)過(guò)，這本書(shū)每次只介紹一個(gè)概念，只有把當(dāng)前這個(gè)概念講清，我們才會(huì)繼續(xù)講解下一個(gè)概念，因此，大家需要一定的時(shí)間，才會(huì)接觸到面向?qū)ο蟮哪且徊糠帧?br />在Java 語(yǔ)言里，如果徹底不使用面向?qū)ο蟮奶匦�，那么我們連一個(gè)程序都寫(xiě)不出來(lái)，即便是簡(jiǎn)單的Hello World 程序，也要用到對(duì)象。所以，在某些情況下，筆者會(huì)把當(dāng)前必須用到的新知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹一下，等到以后正式討論該知識(shí)點(diǎn)時(shí)再詳加解釋。
讀完全書(shū)之后，你幾乎能把Java SE Programmer I 認(rèn)證所要求的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都了解到，還有一些補(bǔ)充課程，參見(jiàn)Java 官網(wǎng)的教程頁(yè)面：https://docs.oracle.com/javase/tutorial/。
這本書(shū)也適合參加AP Computer Science A（AP 計(jì)算機(jī)科學(xué)A）考試的中學(xué)生閱讀，這項(xiàng)考試的內(nèi)容包含面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[AP 是College Board（美國(guó)大學(xué)理事會(huì)）的注冊(cè)商標(biāo)]。AP 課程的知識(shí)點(diǎn)與本書(shū)相關(guān)章節(jié)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，參見(jiàn)https://thinkjava.org。
第二版與版的區(qū)別
新版是經(jīng)過(guò)許多年才寫(xiě)成的，筆者在編寫(xiě)過(guò)程中，聽(tīng)取了幾十位教師與幾百名學(xué)生的意見(jiàn)。完整的修改情況參見(jiàn)本書(shū)的GitHub 網(wǎng)頁(yè)。下面列出其中比較重要的地方：
第2 ～ 4 章
筆者重新編排了第1 章的內(nèi)容，把理論部分與實(shí)踐部分調(diào)整得更合理一些。新版的第2 章與第3 章，也比舊版更加清晰。另外，筆者這次會(huì)把與方法（method）有關(guān)的知識(shí)，合起來(lái)安排到一章（也就是第4 章）中，并且會(huì)給出有深度的范例。
第5 ～ 8 章
這幾章也做了大幅調(diào)整，筆者添加了許多新的范例與圖表，并刪除了一些沒(méi)有必要的內(nèi)容。這次我們提前講解字符串（把它放在數(shù)組的前面），這樣就可以在循環(huán)問(wèn)題里面使用字符串了。與遞歸有關(guān)的內(nèi)容，單獨(dú)設(shè)立一章，而且這次我們拿用其中的兩節(jié)，來(lái)分別介紹二進(jìn)制數(shù)與CodingBat。
第9 ～ 12 章
筆者修訂這幾章的時(shí)候，主要想把圖表與解說(shuō)講得比原來(lái)更詳細(xì)�，F(xiàn)在的第9 章與第10 章，更加明確地突出了不可變對(duì)象與可變對(duì)象之間的區(qū)別，另外我們還添加了兩節(jié)，分別講解BigInteger 與StringBuilder。其余內(nèi)容大致不變，但這次理解起來(lái)應(yīng)該會(huì)容易一些。
第13 ～ 17 章
筆者調(diào)整了第13 ～ 14 章的內(nèi)容，將ArrayList 提前講解，而且把相關(guān)的范例，統(tǒng)合到一款名叫War 的卡牌游戲下面。第15 ～ 17 章是本次全新增加的內(nèi)容，用來(lái)講解更為高級(jí)的話(huà)題，例如二維數(shù)組、圖形、異常、抽象類(lèi)、接口與事件。
附錄
筆者增加了附錄B，用來(lái)更為詳細(xì)地講解文檔與Javadoc。另外三個(gè)附錄是版本來(lái)就有的，但這次的文字與排版更加清晰。
附錄簡(jiǎn)介
本書(shū)正文里面的各章應(yīng)該按照順序閱讀，因?yàn)楹笠徽乱�講的內(nèi)容構(gòu)建在前一章的基礎(chǔ)之上。書(shū)后的四個(gè)附錄則不用在意閱讀順序：
附錄A：工具
這個(gè)附錄描述怎樣下載并安裝Java，只有裝好Java，你才能在電腦上編譯Java 程序。另外，它簡(jiǎn)單介紹了DrJava 的用法，這是一套集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（Integrated Development Environment，IDE），主要給學(xué)生使用。這份附錄還會(huì)提到檢查代碼質(zhì)量所用的Checkstyle 工具，以及編寫(xiě)測(cè)試所用的JUnit 工具。
附錄B：Javadoc
一定要給自己寫(xiě)的類(lèi)和方法添加文檔，這樣才能讓其他開(kāi)發(fā)者（也包括你自己）將來(lái)能夠明白，這些類(lèi)跟方法應(yīng)該如何使用。這份附錄講的就是怎樣閱讀并編寫(xiě)文檔，以及如何使用Javadoc 工具。
附錄C：圖形
Java 提供了處理圖形與動(dòng)畫(huà)的程序庫(kù)，這是兩個(gè)能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的話(huà)題。雖然這些庫(kù)所用到的面向?qū)ο笾�識(shí)，大家要到學(xué)完第10 章之后才能完全理解，但我們不必等到那個(gè)時(shí)候，而是可以很早就開(kāi)始使用。
附錄D：調(diào)試
雖然整本書(shū)里面會(huì)提到各種調(diào)試建議，但是這份附錄之中的建議更多，它會(huì)詳細(xì)告訴你怎樣調(diào)試程序。閱讀正文的過(guò)程中，應(yīng)該經(jīng)常參考這個(gè)附錄。
范例代碼
書(shū)中的范例代碼，幾乎都可以從https://github.com/ChrisMayfield/ThinkJavaCode2訪問(wèn)。Git 是一種版本控制系統(tǒng)（version control system），能夠記錄并管理項(xiàng)目之中的文件，這些受到Git 控制的文件，可以放在同一個(gè)repository（倉(cāng)庫(kù)）里面（網(wǎng)址中的ThinkJavaCode2，就是這樣一個(gè)repository）。
GitHub 是一個(gè)托管服務(wù)平臺(tái)，可以存放Git 倉(cāng)庫(kù)，讓用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)方便地訪問(wèn)這些倉(cāng)庫(kù)。大家可以用下面幾種方式，使用本書(shū)的范例代碼：
種辦法是點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)中的Fork 按鈕，這樣就可以給GitHub 倉(cāng)庫(kù)創(chuàng)建復(fù)本。如果你還沒(méi)有GitHub 賬號(hào)，那么必須提前注冊(cè)。做了Fork 之后，你就有了自己的GitHub 倉(cāng)庫(kù)，你可以用這個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理自己所寫(xiě)的代碼。另外，你還可以對(duì)這個(gè)倉(cāng)庫(kù)執(zhí)行clone 操作，把其中的文件復(fù)制到自己的電腦里面。
還有一種辦法是不對(duì)原倉(cāng)庫(kù)做fork，而是直接把那個(gè)倉(cāng)庫(kù)clone 下來(lái)，這樣做不需要使用GitHub 賬號(hào)，但同時(shí)你也無(wú)法通過(guò)GitHub 來(lái)管理自己對(duì)代碼所做的修改。
如果你根本就不想使用Git 功能， 那么可以直接點(diǎn)擊原倉(cāng)庫(kù)頁(yè)面里的Download ZIP 按鈕，或訪問(wèn)https://thinkjava.org/code2zip，把所有代碼當(dāng)成一份ZIP 壓縮文件下載。
把原倉(cāng)庫(kù)clone 下來(lái)， 或者把ZIP 文件解壓縮之后， 應(yīng)該就會(huì)看到ThinkJavaCode2 目錄了，其中的各個(gè)子目錄，分別對(duì)應(yīng)于本書(shū)的各章。
書(shū)中的范例代碼都是用OpenJDK 11 開(kāi)發(fā)并測(cè)試的。如果你的JDK版本比這個(gè)新，那么這些代碼都能夠正常運(yùn)行，如果比這個(gè)舊，那么其中有一些代碼可能無(wú)法運(yùn)行。
書(shū)里印刷的代碼，可以用在你自己的程序或文檔之中。只要不是大量使用，就無(wú)需提前征求我們同意。比方說(shuō)，拿書(shū)中的幾段代碼編寫(xiě)你自己的程序，不需要提前獲得授權(quán)，但是銷(xiāo)售或傳播OReilly 書(shū)籍里面的范例，則需征求我們同意。引用書(shū)中的內(nèi)容與范例代碼回答問(wèn)題，不需要提前獲得授權(quán)，但是把大量范例代碼納入你的產(chǎn)品文檔，則需征求我們同意。
我們樂(lè)意看到你在引用本書(shū)內(nèi)容時(shí)標(biāo)注資料來(lái)源，但這不是強(qiáng)制要求。如果要標(biāo)注，那么通常應(yīng)該按照標(biāo)題、作者、出版社與ISBN 的順序來(lái)寫(xiě)，例如Think Java by Allen B. Downey and Chris Mayfield. (OReilly). Copyright 2020 Allen B.
Downey and Chris Mayfield, 978-1-492-07250-8。
若不確定自己對(duì)范例代碼的用法是否屬于合理使用，或不確定這種用法是否需要征得我們同意，請(qǐng)聯(lián)系permissions@oreilly.com 詢(xún)問(wèn)。
排版約定
本書(shū)采用下述排版約定。
斜體（Italic）
表示新術(shù)語(yǔ)、網(wǎng)址、電子郵件地址、文件名、文件擴(kuò)展名。
粗體（Bold）
如果正文中的某個(gè)詞會(huì)出現(xiàn)在每章后的詞匯表里面，那么這個(gè)詞在正文之中，就印成粗體。
等寬字體（Constant Width）
表示整段的程序代碼，以及正文里面提到的程序內(nèi)容，例如變量、函數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)類(lèi)型、環(huán)境變量、語(yǔ)句、關(guān)鍵字等。
等寬粗體（Constant Width Bold）
表示用戶(hù)所輸入的命令或其他文本。
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中國(guó)：
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這本書(shū)還有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)頁(yè)，其中包含勘誤表、范例代碼，以及其他一些附加信息。這個(gè)版本的網(wǎng)址是：https://oreil.ly/think-java-2e。
涉及本書(shū)的意見(jiàn)與技術(shù)問(wèn)題，可以發(fā)送至電子郵箱bookquestions@oreilly.com。
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致謝
這些年來(lái)，有許多人給本書(shū)提出了建議與修改意見(jiàn)，筆者對(duì)此深表感激。下面列出從開(kāi)源4.0 版以來(lái)給本書(shū)提供幫助的人士，早前版本的貢獻(xiàn)者沒(méi)有寫(xiě)在這里：
Ellen Hildreth 使用本書(shū)在Wellesley College（維斯理學(xué)院）講授數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且提供了一整套建議與修改意見(jiàn)。
Tania Passfield 發(fā)現(xiàn)了詞匯表里面的多余術(shù)語(yǔ)，那些術(shù)語(yǔ)當(dāng)時(shí)已經(jīng)不再出現(xiàn)于正文之中。
Elizabeth Wiethoff 指出exp(x2) 的級(jí)數(shù)展開(kāi)式有誤。另外，她還創(chuàng)作了本書(shū)的Ruby 版。
Matt Crawford 提出了一整套修正意見(jiàn)。
Chi-Yu Li 指出了書(shū)中一段范例代碼里面的拼寫(xiě)問(wèn)題及程序錯(cuò)誤。
Doan Thanh Nam 修正了書(shū)中的一個(gè)例子。
Muhammad Saied 把本書(shū)翻譯成阿拉伯文，并在翻譯過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一些錯(cuò)誤。
Marius Margowski 發(fā)現(xiàn)了范例代碼里面的一個(gè)矛盾之處。
Leslie Klein 發(fā)現(xiàn)了exp(x2) 的級(jí)數(shù)展開(kāi)式之中的另一個(gè)問(wèn)題，并在卡牌數(shù)組的示意圖里發(fā)現(xiàn)了一處拼寫(xiě)錯(cuò)誤，此外還幫助筆者把某些練習(xí)題設(shè)計(jì)得更加清晰。
Micah Lindstrom 找到了好幾個(gè)拼寫(xiě)錯(cuò)誤，并發(fā)來(lái)了修改意見(jiàn)。
James Riely 把LaTeX 格式的書(shū)稿移植到http://fpl.cs.depaul.edu/jriely/thinkapjava。
Peter Knaggs 把本書(shū)移植到https://www.rigwit.co.uk/think/sharp。
Heidi Gentry-Kolen 根據(jù)本書(shū)內(nèi)容制作了一些視頻（https://www.youtube.com/user/digipipeline）。
Waldo Ribeiro 提交了一份pull request，其中指出了十幾個(gè)拼寫(xiě)錯(cuò)誤。
Michael Stewart 對(duì)本書(shū)前半部分內(nèi)容提出了建議。
Steven Richardson 把本書(shū)改編為在線(xiàn)課程，并提出了許多條建議，以提升本書(shū)的質(zhì)量。
Fazl Rahman 逐章提供了詳細(xì)的反饋信息，并針對(duì)本書(shū)的質(zhì)量提出了許多建議。
尤其感謝給本書(shū)OReilly Media 版做技術(shù)評(píng)審的Blythe Samuels、David Wisneski 與Stephen Rose。他們發(fā)現(xiàn)了很多錯(cuò)誤，并提出了許多有效的建議，幫助筆者把這本書(shū)做得更好。筆者同樣要特別感謝Marc Loy，他詳細(xì)評(píng)審了本書(shū)的OReilly Media 第二版，并給出許多想法與修正建議，還指出了一些有待澄清的地方。
許多同學(xué)提供了很好的反饋意見(jiàn)，包括：Ian Staton、Tanner Wernecke、Jacob Green、Rasha Abuhantash、Nick Duncan、Kylie Davidson、Shirley Jiang、Elena Trafton、Jennifer Gregorio 與 Azeem Mufti。
還有一些讀者指出了一個(gè)或多個(gè)拼寫(xiě)錯(cuò)誤，他們是：Stijn Debrouwere、GuyDriesen、Andai Velican、Chris Kuszmaul、Daniel Kurikesu、Josh Donath、Rens Findhammer、Elisa Abedrapo、Yousef BaAfif、Bruce Hill、Matt Underwood、Isaac Sultan、Dan Rice、Robert Beard、Daniel Pierce、Michael Giftthaler、Chris Fox、Min Zeng、Markus Geuss、Mauricio Gonzalez、Enrico Sartirana、Kasem Satitwiwat 與Jason Miller。
如果對(duì)本書(shū)內(nèi)容有意見(jiàn)或想法，請(qǐng)發(fā)送至feedback@greenteapress.com。
Allen B. Downey 和Chris Mayfield