Table of Contents Preface xv Chapter 1 Introduction to Computers and Java 1 1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Why Program? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.3 Computer Systems: Hardware and Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4 Programming Languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5 What Is a Program Made of? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6 The Programming Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.7 Object-Oriented Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Review Questions and Exercises 24 Programming Challenge 28 Chapter 2 Java Fundamentals 31 2.1 The Parts of a Java Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.2 The print and printIn Methods, and the Java API . . . . . . . . . . . . . . 37 2.3 Variables and Literals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.4 Primitive Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.5 Arithmetic Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.6 Combined Assignment Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.7 Conversion between Primitive Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.8 Creating Named Constants with final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.9 The String Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.10 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.11 Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.12 Programming Style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.13 Reading Keyboard Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.14 Dialog Boxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2.15 The printf Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 2.16 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Review Questions and Exercises 109 Programming Challenges 113 Chapter 3 A First Look at Classes and Objects 119 3.1 Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 3.2 More about Passing Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 3.3 Instance Fields and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.4 Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 3.5 A Bank Account Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 3.6 Classes, Variables, and Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 3.7 Packages and import Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 3.8 Focus on Object-Oriented Design: Finding the Classes and Their Responsibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 3.9 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Review Questions and Exercises 173 Programming Challenges 177 Chapter 4 Decision Structures 181 4.1 The if Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 4.2 The if-else Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 4.3 The Payroll Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 4.4 Nested i f Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 4.5 The if-else-if Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 4.6 Logical Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 4.7 Comparing String Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 4.8 More about Variable Declaration and Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 4.9 The Conditional Operator (Optional) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 4.10 The switch Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 4.11 Formatting Numbers with the Decimal Format Class. . . . . . . . . . . . 236 4.12 Focus on Problem Solving: The Sales Commission Class . . . . . . . . . . 240 4.13 The Random Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 4.14 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Review Questions and Exercises 251 Programming Challenges 256 Chapter 5 Loops and Files 263 5.1 The Increment and Decrement Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 5.2 The while Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 5.3 Using the while Loop for Input Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 5.4 The do-while Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 5.5 The for Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 5.6 Running Totals and Sentinel Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 5.7 Nested Loops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 5.8 The break and continue Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 5.9 Deciding Which Loop to Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 5.10 Introduction to File Input and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 5.11 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Review Questions and Exercises 321 Programming Challenges 326 Chapter 6 A Second Look at Classes and Objects 333 6.1 Static Class Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 6.2 Overloaded Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 6.3 Overloaded Constructors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 6.4 Passing Objects as Arguments to Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 6.5 Returning Objects from Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 6.6 The toString Method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 6.7 Writing an equals Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 6.8 Methods That Copy Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 6.9 Aggregation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 6.10 The this Reference Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 6.11 Inner Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 6.12 Enumerated Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 6.13 Garbage Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 6.14 Focus on Object-Oriented Design: Class Collaboration . . . . . . . . . . . 397 6.15 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Review Questions and Exercises 402 Programming Challenges 407 Chapter 7 Arrays and the ArrayList Class 413 7.1 Introduction to Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 7.2 Processing Array Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 7.3 Passing Arrays as Arguments to Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 7.4 Some Useful Array Algorithms and Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 7.5 Returning Arrays from Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 7.6 String Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 7.7 Arrays of Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 7.8 The Sequential Search Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 7.9 The Selection Sort and the Binary Search Algorithms . . . . . . . . . . . . . 465 7.10 Two-Dimensional Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 7.11 Arrays with Three or More Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 7.12 Command-Line Arguments and Variable-Length Argument Lists . . . . 486 7.13 The ArrayList Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 7.14 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 Review Questions and Exercises 499 Programming Challenges 503 Chapter 8 Text Processing and Wrapper Classes 511 8.1 Introduction to Wrapper Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 8.2 Character Testing and Conversion with the Character Class . . . . . . . 512 8.3 More about String Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 8.4 The StringBuilder Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 8.5 Tokenizing Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 8.6 Wrapper Classes for the Numeric Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551 8.7 Focus on Problem Solving: The Test Score Reader Class . . . . . . . . . . 555 8.8 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559 Review Questions and Exercises 559 Programming Challenges 563 Chapter 9 Inheritance 569 9.1 What Is Inheritance? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569 9.2 Calling the Superclass Constructor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 9.3 Overriding Superclass Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 9.4 Protected Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 9.5 Classes That Inherit from Subclasses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 9.6 The Object Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 9.7 Polymorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610 9.8 Abstract Classes and Abstract Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 9.9 Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621 9.10 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Review Questions and Exercises 633 Programming Challenges 639 Chapter 10 Exceptions and Advanced File I /O 645 10.1 Handling Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 10.2 Throwing Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 10.3 Advanced Topics: Binary Files, Random Access Files, and Object Serialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674 10.4 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690 Review Questions and Exercises 691 Programming Challenges 697 Chapter 11 GUI Applications–Part 1 701 11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701 11.2 Dialog Boxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704 11.3 Creating Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 11.4 Equipping GUI Classes with a main Method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 11.5 Layout Managers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741 11.6 Radio Buttons and Check Boxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758 11.7 Borders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 11.8 Focus on Problem Solving: Extending the JPanel Class . . . . . . . . . . . 773 11.9 Splash Screens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787 11.10 Using Console Output to Debug a GUI Application . . . . . . . . . . . . . . 788 11.11 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 Review Questions and Exercises 793 Programming Challenges 798 Chapter 12 GUI Applications–Part 2 803 12.1 Read-Only Text Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803 12.2 Lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804 12.3 Combo Boxes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821 12.4 Displaying Images in Labels and Buttons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 12.5 Mnemonics and Tool Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833 12.6 File Choosers and Color Choosers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 12.7 Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 12.8 More about Text Components: Text Areas and Fonts . . . . . . . . . . . . . 848 12.9 Sliders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853 12.10 Look and Feel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 12.11 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859 Review Questions and Exercises 860 Programming Challenges 865 Chapter 13 Applets and More 869 13.1 Introduction to Applets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869 13.2 A Brief Introduction to HTML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871 13.3 Creating Applets with Swing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881 13.4 Using AWT for Portability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889 13.5 Drawing Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894 13.6 Handling Mouse Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914 13.7 Timer Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 13.8 Playing Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929 13.9 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 Review Questions and Exercises 934 Programming Challenges 940 Chapter 14 Recursion 943 14.1 Introduction to Recursion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943 14.2 Solving Problems with Recursion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946 14.3 Examples of Recursive Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950 14.4 A Recursive Binary Search Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957 14.5 The Towers of Hanoi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960 14.6 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964 Review Questions and Exercises 965 Programming Challenges 968 Chapter 15 Databases 971 15.1 Introduction to Database Management Systems . . . . . . . . . . . . . . . . 971 15.2 Tables, Rows, and Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 15.3 The SQL SELECT Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977 15.4 Introduction to JDBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986 15.5 Inserting Rows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994 15.6 Updating and Deleting Existing Rows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996 15.7 Creating and Deleting Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 998 15.8 Creating a New Database with Java DB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001 15.9 Scrollable Result Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 15.10 Result Set Meta Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1005 15.11 Displaying Query Results in a J Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008 15.12 Relational Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019 15.13 Advanced Topics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1040 15.14 Common Errors to Avoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1042 Review Questions and Exercises 1042 Programming Challenges 1047 Appendix A Getting Started with Alice 1049 Index 1077 Available on the book’s online resource page at www.pearsonhighered.com/gaddis: Appendix B The ASCII/Unicode Characters Appendix C Operator Precedence and Associativity Appendix D Java Key Words Appendix E Installing the JDK and JDK Documentation Appendix F Using the javadoc Utility Appendix G More about the Math Class Appendix H Packages Appendix I Working with Records and Random-Access Files Appendix J Installing Java DB Appendix K The QuickSort Algorithm Appendix L Answers to Checkpoints Questions Appendix M Answers to Odd-Numbered Review Questions Case Study 1 The Amortization Class Case Study 2 The PinTester Class Case Study 3 Parallel Arrays Case Study 4 The Serial Number Class Case Study 5 A Simple Text Editor Application