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She has published articles in The Mathematics Teacher and in the National Council ofTeachersofMathematicsYearbook. Sheisthe authorofBarron’sACTMath andScienceWorkbookandco- author of Barron’s SAT 2400: Aiming for the Perfect Score. She has received the Edyth May Sliffe Award for Distinguished Mathematics Teaching and the Alfred Kalfus Distinguished Coach Award from the New York StateMathLeague(NYSML). (cid:13)c Copyright2015,2013,2010byBarron’sEducationalSeries,Inc. Previouseditions(cid:13)c copyright2007underthetitle APComputerScienceLevelsAandAB,2003underthetitle HowtoPreparefortheAPComputerScienceAdvanced PlacementExamination,JAVAVersion,and2001 underthetitleHowtoPreparefortheAPComputer ScienceAdvancedPlacementExamination byBarron’sEducationalSeries,Inc. Allrightsreserved. Nopartofthispublicationmaybereproducedor distributedinanyformorbyanymeanswithoutthewritten permissionofthecopyrightowner. Allinquiriesshouldbeaddressedto: Barron’sEducationalSeries,Inc. 250WirelessBoulevard Hauppauge,NewYork11788 www.barronseduc.com ISBN:978-1-4380-0594-2 ISBN(withCD-ROM):978-1-4380-7553-2 ISSN(Print): 2169-5571 ISSN(PrintwithCD-ROM):2169-558X PRINTED INTHE UNITED STATES OFAMERICA 987654321 ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page iii — #3 ✐ ✐ Contents Preface ix Introduction xi General InformationAbouttheExam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Hints forTakingtheExam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii TheMultiple-ChoiceSection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii TheFree-ResponseSection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii How toUseThisBook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Practice ExamOne / Diagnostic Test 1 ComputerScienceSectionI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 ComputerScienceSectionII. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 AnswerKey (SectionI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 DiagnosticChartforPracticeExam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Chapter1. Introductory JavaLanguageFeatures 57 Packages andClasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 JavadocComments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Types andIdentifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Built-inTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 StorageofNumbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 HexadecimalandOctalNumbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 FinalVariables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 ArithmeticOperators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 RelationalOperators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 LogicalOperators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 AssignmentOperators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 IncrementandDecrementOperators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 OperatorPrecedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Input/Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 EscapeSequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 ControlStructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Decision-MakingControlStructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Iteration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 ErrorsandExceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Multiple-ChoiceQuestionsonIntroductoryJavaLanguageConcepts . . 77 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 iii ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page iv — #4 ✐ ✐ iv Contents Chapter2. Classes and Objects 92 Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Public,Private,andStatic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Headers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 TypesofMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 MethodOverloading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ThethisKeyword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Referencevs.PrimitiveDataTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 TheNullReference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 MethodParameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Multiple-ChoiceQuestionsonClassesandObjects. . . . . . . . . . . . . . . 111 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Chapter3. Inheritance and Polymorphism 131 Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 SuperclassandSubclass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 InheritanceHierarchy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 ImplementingSubclasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 DeclaringSubclassObjects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Polymorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 DynamicBinding(LateBinding) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 UsingsuperinaSubclass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Type Compatibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Downcasting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 TheClassCastException . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 AbstractClasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 AbstractClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 TheabstractKeyword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 DefininganInterface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 TheimplementsKeyword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 TheComparableInterface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Multiple-ChoiceQuestionsonInheritanceandPolymorphism. . . . . . . 150 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Chapter4. Some Standard Classes 174 The Object Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 TheUniversalSuperclass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 MethodsinObject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 The String Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 StringObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 ConstructingStringObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 TheConcatenationOperator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page v — #5 ✐ ✐ Contents v ComparisonofStringObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 OtherStringMethods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Wrapper Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 TheIntegerClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 TheDoubleClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 The Math Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 RandomNumbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Multiple-ChoiceQuestionsonStandardClasses. . . . . . . . . . . . . . . . . 187 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Chapter5. ProgramDesign and Analysis 207 The SoftwareDevelopment LifeCycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 TheWaterfallModel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 ProgramSpecification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 ProgramDesign. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 ProgramImplementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 TestingandDebugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 ProgramMaintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Object-OrientedProgramDesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 IdentifyingClasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 IdentifyingBehaviors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 DeterminingRelationshipsBetweenClasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 UMLDiagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 ImplementingClasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 ImplementingMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 VocabularySummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 ProgramAnalysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 ProgramCorrectness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Assertions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Efficiency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Multiple-ChoiceQuestionsonProgramDesignandAnalysis. . . . . . . . 221 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Chapter6. Arraysand ArrayLists 233 One-DimensionalArrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 LengthofArray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 TraversinganArray . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 ArraysasParameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 ArrayVariablesinaClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 ArrayofClassObjects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 AnalyzingArrayAlgorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 ArrayLists. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 TheCollectionsAPI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 TheCollectionsHierarchy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 CollectionsandGenerics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Auto-Boxingand-Unboxing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 The List<E> Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page vi — #6 ✐ ✐ vi Contents TheMethodsofList<E> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 TheArrayList<E>Class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 UsingArrayList<E> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 CollectionsandIterators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 DefinitionofanIterator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 TheIterator<E>Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 UsingaGenericIterator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Two-DimensionalArrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Declarations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 MatrixasArrayofRowArrays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 ProcessingaTwo-DimensionalArray. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 Two-DimensionalArrayasParameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Multiple-ChoiceQuestionsonArraysandArrayLists . . . . . . . . . . . . 255 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Chapter7. Recursion 290 RecursiveMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 General Formof SimpleRecursiveMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 WritingRecursiveMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Analysisof RecursiveMethods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 SortingAlgorithmsThat UseRecursion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 RecursiveHelper Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Recursionin Two-DimensionalGrids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 SampleFree-ResponseQuestion1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 SampleFree-ResponseQuestion2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 Multiple-ChoiceQuestionsonRecursion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Chapter8. Sorting and Searching 324 Sorts: SelectionandInsertionSorts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 SelectionSort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 InsertionSort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 RecursiveSorts: MergesortandQuicksort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Mergesort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Quicksort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 SortingAlgorithmsin Java. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 SequentialSearch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Binary Search. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 Multiple-ChoiceQuestionsonSortingandSearching . . . . . . . . . . . . . 331 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Chapter9. The AP Computer ScienceA Labs 351 The MagpieLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 SpecialEmphasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 The ElevensLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 SpecialEmphasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page vii — #7 ✐ ✐ Contents vii The PictureLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 SpecialEmphasis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Multiple-ChoiceQuestionsontheLabConcepts . . . . . . . . . . . . . . . . 360 AnswerKey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 Practice Exams 377 Practice ExamTwo 379 ComputerScienceSectionI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 ComputerScienceSectionII. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 AnswerKey (SectionI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Practice ExamThree 433 ComputerScienceSectionI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 ComputerScienceSectionII. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 AnswerKey (SectionI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 AnswersExplained . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 AAppendix: Glossaryof UsefulComputer Terms 482 Index 485 ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ ✐ “ap” — 2014/11/4 — 11:10 — page viii — #8 5 ✐ ✐ Barron’s Asyou reviewthe content inthis book to work toward Essential 5 earning that onyour APComputer Science A exam,here MUST arefivethings thatyou know aboveeverything else: 1 The Basics.EveryAPexamquestionusesatleastoneofthese: TypesandIdentifiers(p.60) • Operators(p.63) • Controlstructures(p.69) • 2 Objects, Classes, and Inheritance. You may have to write your own class. You’lldefinitelyneedtointerpretatleastoneclassthat’sgiven. Methods(p.95) • Subclasses(p.131) • Abstractclasses(p.142) • Interfaces(p.144) • 3 Lists and Arrays. Learnto manipulate a list. Search, deletean item, insert an item.ItseemsasifeverysecondquestionontheAPexamusesalist! One-dimensionalarrays(p.233) • ArrayLists(p.244) • 4 Two-dimensionalArrays.Learntomanipulateamatrix.Thistopichasbecome moreprominentontheAPexaminrecentyears. Two-dimensionalarrays(p.249) • Row-columntraversal(p.251) • for-eachlooptraversal(p.251) • Row-by-rowarrayprocessing(p.251) • 5 Sorting andSearching.Knowthesealgorithms! SelectionSort(p.324) • InsertionSort(p.325) • MergeSort(p.325) • BinarySearch(p.329) • ✐ ✐ ✐ ✐