Язык программирования JAVA Введение Базовый синтаксис и типы данных Управление выполнением программы. - презентация

1 Язык программирования JAVA Введение Базовый синтаксис и типы данных Управление выполнением программы

2 Содержание курса Введение. Базовый синтаксис и типы данных. Управление выполнением программ. Создание собственных классов. Работа со строками. Внутренние классы. Наследование и полиморфизм. Массивы и коллекции. Абстрактные классы и интерфейсы. Обработка исключений. Создание интерфейса пользователя. Работа с потоками ввода/вывода. Мультизадачность в Java.

3 Что такое JAVA? Объектно-ориентированный язык программирования Изначально был разработан для управления бытовой электроникой Поставляется с большой библиотекой классов Использует виртуальную машину (JVM) для выполнения программ

4 Ключевые особенности JAVA Объектно-ориентированный Интерпретируемый и платформонезависимый Динамическая загрузка библиотек Мультипоточность Надежность и безопасность

5 Объектно-ориентированный подход Объекты и классы Объект-представление «вещи» в реальном мире Класс – «шаблон», определяющий «вещи» Модель классов объединяет Существующие классы и объекты Поведение, цели и структуру Отношения между классами Отношения между объектами Модель используется во всем проекте

6 Независимость от платформы Исходные тексты хранятся в текстовом виде в файле.java Файл.java компилируется в файл.class Этот файл содержит байт-код (инструкции для выполнения интерпретатором) Байт-код интерпретируется во время выполнения

7 Just-In-Time (JIT) компилятор Компилирует байт-код в исполняемый код для конкретной платформы Увеличивает производительность Оптимизирует повторяющийся код, например, циклы

8 Java - приложения Клиентские JVM выполняет отдельное приложение из командной строки Классы загружаются с локального диска Серверные Обслуживают несколько клиентов Применяются для многозвенных приложений

9 Java - апплеты Предназначены для встраивания в HTML страницы Выполняются внутри браузера и могут взаимодействовать с сервером Могут быть преобразованы в обычное приложение

10 Java SDK (JDK) Sun Java SDK включает в себя Компилятор (javac) Библиотеку классов Отладчик (jdb) Интерпретатор (java) Генератор документации (javadoc) Архиватор (jar) Другое…

11 Варианты поставки J2ME (Micro Edition) – для мобильных устройств J2SE (Standard Edition) – разработка обычных приложений J2EE (Enterprise Edition) – разработка приложений многозвенной архитектуры

12 Инструменты, используемые в данном курсе J2SE версии В качестве IDE будет использоваться Eclipse

13 Основы объектно-ориентированного программирования Объектная модель Объекты и классы Взаимодействие классов

14 Зачем нужна объектная модель? Единое представление об окружающем мире в одном проекте Простота модификации Расширяемость

15 Объекты и классы Объект – некоторая КОНКРЕТНАЯ сущность моделируемой предметной области Класс – шаблон или АБСТРАКЦИЯ сущности предметной области Квадрат

16 Свойства классов и объектов Уникальные характеристики, которые необходимы при моделировании предметной области ОБЪЕКТЫ различаются значениями свойств Свойства отражают состояние объекта

17 Методы классов и объектов Метод отражает ПОВЕДЕНИЕ объектов Выполнение методов, как правило, меняет значение свойств Поведение объекта может меняться в зависимости от состояния

18 Инкапсуляция Значение свойств можно менять ТОЛЬКО ПОСРЕДСТВОМ ВЫЗОВА МЕТОДОВ

19 Наследование Класс может иметь одного или нескольких потомков. Потомки (подклассы) содержат в себе тот же набор свойств и методов, что и класс-родитель (суперкласс).

20 Наследование В Java нет множественного наследования Все методы в Java – виртуальные (могут быть перекрыты), если явно не указано обратное

21 Полиморфизм Технология, позволяющая задать для одного и того же (по смыслу) метода различные способы выполнения, в зависимости от класса, в котором этот метод реализован Основан на наследовании Методы ОБЯЗАНЫ иметь одно и то же имя и набор параметров (сигнатуру)

22 Взаимодействие классов Зависимость (uses-a) – класс использует другой класс Агрегирование (has-a) – класс содержит объекты другого класса Наследование (is-a) – класс является наследником (родителем) другого класса

23 Итоги Java – объектно-ориентированный, платформонезависимый язык программирования Выполняется в виртуальной Java машине (JVM) Программы, написанные на Java, могут выполняться внутри HTML страниц (апплеты)

24 Базовый синтаксис языка Ключевые компоненты SDK Структура файла Определение классов Базовые типы данных и операторы Использование переменной CLASSPATH Компиляция и запуск приложения

25 Ключевые компоненты SDK Компилятор (javac) – создает из исходного кода байт-код Интерпретатор (java) – выполняет байт-код

26 Пакеты Классы объединяются в специальные структуры, называемые пакетами Стандартные пакеты для Поддержки базовых конструкций языка (java.lang) Создания оконного интерфейса (javax.swing) Управления вводом/выводом (java.io)

27 Структура исходного файла класса Java Исходный файл состоит из следующих частей Необязательное слово package, за которым следует наименование пакета, в котором содержится класс Необязательный оператор import (может быть несколько), который указывает, какие классы из сторонних пакетов используются создаваемым классом Одно или более определение class или interface, за которым следует программный блок Файл должен иметь ТО ЖЕ имя, что и создаваемый класс Ключевые слова языка Java ЧУВСТВИТЕЛЬНЫ К РЕГИСТРУ В файле может быть ТОЛЬКО ОДИН public класс

28 Пример класса Java package ru.vsu.test; import java.util.Date; public class FirstProgram { private Date today; public Date getToday(){ return today; } public void setToday(Date aToday){ today = aToday; } public static void main (String[] args){ FirstProgram fp = new FirstProgram(); fp.setToday(new Date()); System.out.println (fp.getToday()); }

29 Соглашения об именовании Имена файлов Customer.java Person.class Имена пакетов java.util javax.swing Имена классов Customer Person Имена свойств класса firstName id Имена методов getName isAlive Имена констант SQUARE_SIZE Также могут использоваться цифры 1..9, _, $

30 Определение класса Определение класса включает: Модификатор доступа Ключевое слово class Свойства класса Конструкторы Методы Статические свойства Статические методы

31 Пример public class FirstProgram { private Date today; public Date getToday(){ return today; } public static final PROGRAM_SIZE=560; public static void main (String[] args){... } }

32 Блоки кода Блоки кода обрамляются в фигурные скобки { } Охватывают определение класса Определения методов Логически связанные разделы кода import java.util.Date; public class FirstProgram { public static void main (String[] args){ System.out.println (new Date()); }

33 Объявление методов Методы определяются только внутри класса Указывается Модификатор доступа Слово static Тип возвращаемого значения Аргументы

34 Пример import java.util.Date; public class FirstProgram { private Date today; public Date getToday(){ return today; } public void setToday(Date aToday){ int i = 0; i++ today = aToday; } }

35 Переменные Основное место для хранения данных Должны быть явно объявлены Каждая переменная имеет тип, идентификатор и область видимости Определяются для класса, для экземпляра и внутри метода

36 Объявление переменных Может быть объявлена в любом месте блока кода Должна быть объявлена перед использованием Обычно переменные объявляются в начале блока Область видимости определяется блоком Необходимо инициализировать переменные перед использованием Переменные простых типов инициализируются автоматически

37 Объявление переменных Основная форма объявления тип идентификатор [ = значение]; При объявлении переменные могут быть проинициализированы public class FirstProgram { public static void main (String[] args){ int itemsSold = 10; float itemCost = 11.0f; int i, j, k; double interestRate; }

38 Именование переменных Имя переменной должно начинаться с буквы, знака подчеркивания или со знака $ Имя переменной может включать цифры Давайте переменным осмысленные имена

39 Простые типы данных Восемь простых типов данных Шесть числовых Символьный Логический Определяемые пользователем типы Классы Интерфейсы Массивы

40 Простые типы данных ЦелыеС плавающей точкой СимвольныйЛогический byte short int long float double charboolean 1, 2, 3, x23f 2553L 3.0F.9937F 3.455E8 1.0D s \141 \u0061 \n true false

41 Операторы Пять типов операторов Присваивание Арифметические Побитовый сдвиг Равенство Логические

42 Оператор присваивания Оператор присваивания – выражение и может использоваться там, где допустимы выражения Сначала вычисляется правая часть, а затем полученное значение присваивается левой части int itemsSold = 10; double itemCost = 11.0F+12.0D; int i = i+7; i = j = k = 100;

43 Арифметические операторы Сложение (+) Умножение (*) Вычитание (-) Деление (/) Остаток от деления (%) Все арифметические операции производятся над int или long ВНИМАНИЕ: byte a = 100; byte b = 100; byte c = a+b; c = -56!!!

44 Операции инкремента и декремента Увеличение на 1 (++) Уменьшение на 1 (--) int var1 = 3; int var2 = 0; var2 = ++var1; //сначала увеличивается var1, а затем //присваивается var2 var2 = var1++; //сначала присваивается var2, а затем // увеличивается var1

45 Побитовый сдвиг > - сдвиг вправо >>> - сдвиг вправо с заполнением нулями Правая часть сокращается до остатка от деления на длину числа, т.е. 1 >> 3 = …

46 Операторы сравнения < - меньше > - больше >= - больше или равно

47 Логические операторы && - and || - or ^ - xor ! – not

48 Приоритет операций ОперацияПорядок выполнения 1[ ]. () (вызов метода)Слева направо 2! ~ (унарный) -(унарный) () (приведение) newСправа налево 3* / %Слева направо 4+ -Слева направо 5 > >>>Слева направо 6 >= instanceofСлева направо 7== !=Слева направо 8& 9^ 10|Слева направо 11&&Слева направо 12||Слева направо 13?:Слева направо 14= += -= *= /= %= |= ^= >= >>>=Справа налево

49 Управление выполнением программы Типы выполнения Последовательность Выбор Итерация Переход

50 Последовательность Каждый оператор завершается точкой с запятой Группы операторов обрамляются фигурными скобками Каждая группа выполняется как единый оператор внутри последовательности операторов

51 Оператор if if (логическое выражение) оператор1; [else оператор2]; if (i % 2 == 0) System.out.println(Even); else System.out.println(Odd); if (i % 2 == 0){ System.out.print(i); System.out.println( is even); }

52 Оператор switch Используется для выбора из счетного количества вариантов Выражения const должны быть типа byte, int, char или short switch (выражение целого типа){ case const1: statement1; break; case const2: statement2; break; default: statement3; }

53 Циклы Три типа while do..while for Все циклы имеют две части Условие выполнения Тело

54 Цикл while while (логическое выражение) оператор; int i = 0; while (i < 100){ System.out.println(i = +i); i++; }

55 Цикл do..while do оператор; while (условие выхода); int i = 0; do{ System.out.println(i = +i); i++; } while (i < 10);

56 Цикл for for (инициализация; условие выхода; условие итерации) оператор; for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(i = +i); } for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j--) { System.out.println(i = +i); System.out.println(j = +j); }

57 Переменная среды CLASSPATH Определяется в операционной системе Указывает JVM, где необходимо искать файлы.class Может ссылаться на каталоги и файлы.jar и.zip Интерпретатор загружает встроенные классы перед тем, как загрузить пользовательские Используется с командами java и javac

58 Выполнение JAVA программ Для того, чтобы класс можно было запустить, в нем должен быть определен метод main public class FirstProgram { public static void main (String[] args){ int itemsSold = 10; float itemCost = 11.0f; int i, j, k; double interestRate; } }

59 Компиляция и запуск JAVA программ Компиляция.java файла Запуск.class файла > javac [-classpath ] FirstProgram.java > java [-classpath ] FirstProgram

60 Рекомендуемая литература Java TM 2 Platform, Standard Edition, v API Specification Хорстманн, Корнелл Java2, в 2-х томах Bruce Eckel Thinking in Java index.html

61 Вопросы?