Cursuri Laboratoare Index Java Home

Curs 1
Introducere in Java



Ce este Java ?

Limbajul de programare Java

Java este un limbaj de programare de nivel înalt, dezvoltat de JavaSoft, companie în cadrul firmei Sun Microsystems. Dintre caracteristicile principale ale limbajului amintim:

Java : un limbaj compilat si interpretat

In functie de modul de executie al programelor, limbajele de programare se împart în doua categorii : Programele Java sunt fi atât interpretate cât si compilate.
Codul de octeti este diferit de codul masina. Codul masina este reprezentat de o succesiune de 0 si 1; codurile de octeti sunt seturi de instructiuni care seamana cu codul scris în limbaj de asamblare. Codul masina este executat direct de catre procesor si poate fi folosit numai pe platforma pe care a fost creat; codul de octeti este interpretat de mediul Java si de aceea poate fi rulat pe orice platforma care foloseste mediul de executie Java.
Cod sursa Java -> (compilare) -> Cod de octeti -> (interpretare)



Crearea unei aplicatii simple

  1. Scriererea codului sursa 
    class FirstApp {
	public static void main( String args[]) {
		System.out.println("Hello world");
	}
}
    Toate aplicatiile Java contin o clasa principala(primara) în care trebuie sa se gaseasca metoda main. Clasele aplicatiei se pot gasi fie într-un singur fisier, fie în mai multe.

  2. Salvarea fisierelor sursa

    Se va face în fisiere cu extensia .java
    Fiserul care contine codul sursa al clasei primare trebuie sa aiba acelasi nume cu clasa primara a aplicatiei (clasa care contine metoda main)
    Obs: Java face distinctie între literele mari si mici.

    C:/java/FirstApp.java


  3. Compilarea aplicatiei

    Se foloseste compilatorul Java, javac
    Apelul compilatorului se face pentru fisierul ce contine clasa principala a aplicatiei. Compilatorul creeaza câte un fisier separat pentru fiecare clasa a programului; acestea au extensia .class si sunt plasate în acelasi director cu fisierele sursa.

    javac FirstApp.java -> FirstApp.class


  4. Rularea aplicatiei

    Se face cu interpretorul java, apelat pentru unitatea de compilare corespunzatoare clasei principale, fiind însa omisa extensia .class asociata acesteia.

    java FirstApp

    Rularea unei aplicatii care nu foloseate interfata grafica, se va face într-o fereastra sistem.



Crearea unui applet

 Crearea structurii de fisere si compilarea applet-urilor sunt identice ca în cazul aplicatiilor. Difera în schimb structura programului si modul de rulare al acestuia.
  1. Scrierea codului sursa si salvarea în fisier 
    import java.awt.* ;
import java.applet.* ;
public class FirstApplet extends Applet {
	Image img;
	public void init() {
		img = getImage(getCodeBase(), "taz.gif");
	}
	public void paint (Graphics g) {
		g.drawImage(img, 0, 0, this);
		g.drawOval(100,0,150,50);
		g.drawString("Hello! My name is Taz!", 110, 25);
	}
}

    Salvarea se va face în fisierul FirstApplet.java

  2. Compilarea applet-ului
    javac FirstApplet.java -> FirstApplet.class


  3. Rularea applet-ului

    Applet-urile nu ruleaza independent. Ele pot fi rulate doar prin intermediul unui browser : Internet Explorer, Netscape sau printr-un program special cum ar fi appletviewer-ul din setul JDK.

    1. Creearea unui fisier HTML pentru miniaplicatie (exemplu.html) 
      	<html>
		<head>
			<title>First Java Applet</title>
		</head>
		<body>
			<applet code=FirstApplet.class width=400 height=400>
			</applet>
		</body>
	</html>
    2. Vizualizarea appletului
      appletviewer exemplu.html



Structura lexicala a limbajului

Setul de caractere

Limbajului Java lucreaza în mod nativ folosind setul de caractere Unicode. Acesta este un standard international care înlocuieste vechiul set de caractere ASCII si care foloseste pentru reprezentarea caracterelor 2 octeti, ceea ce înseamna ca se pot reprezenta 65536 de semne, spre deosebire de ASCII, unde era posibila reprezentarea a 256 de caractere. Primele 256 caractere Unicode corespund celor din ASCII, referirea la celelate facându-se prin \uxxxx, unde xxxx reprezinta codul caracterului.

Cuvinte cheie

Cuvintele rezervate în Java sunt cele din C++, cu câteva exceptii

Identificatorii

Sunt secvente nelimitate de litere si cifre Unicode, începand cu o litera. Identificatorii nu au voie sa fie identici cu cuvintele rezervate.

Literalii (constantele)

Separatori

Un separator este un caracter care indica sfârsitul unei unitati lexicale si începutul alteia. In Java separatorii sunt urmatorii: ( ) { } [ ] ; , . Instructiunile unui program se separa cu punct si virgula

Operatori

Comentarii

In Java exista trei feluri de comentarii:

Observatii:
  1. nu putem sa scriem comentarii în interiorul altor comentarii.
  2. nu putem introduce comentarii în interiorul literalilor caracter sau sir de caractere.
  3. secventele /* si */ pot sa apara pe o linie dupa secventa // dar îsi pierd semnificatia; la fel se întâmplă cu secventa // în comentarii care încep cu /* sau /**.



Tipuri de date

In Java tipurile de date se împart în doua categorii: tipuri primitive de date si tipuri referinta. Java porneste de la premiza ca "orice este un obiect". Asadar tipurile de date ar trebui sa fie de fapt definite de clase si toate variabilele ar trebui sa memoreze de fapt instante ale acestor clase (obiecte). In principiu acest lucru este adevarat, însa, pentru usurinta programarii, mai exista si asa numitele tipurile primitive de date, care sunt cele uzuale :

In alte limbaje formatul si dimensiunea tipurilor primitive de date folosite într-un program pot depinde de platforma pe care ruleaza programul. In Java acest lucru nu mai este valabil, orice dependenta de o anumita platforma specifica fiind eliminata.
Vectorii, clasele si interfetele sunt tipuri referinta. Valoarea unei variabile de acest tip este, în contrast cu tipurile primitive, o referinta (adresa de memorie) catre valoarea sau multimea de valori reprezentata de variabila respectiva.
Exista trei tipuri de date C care nu sunt suportate de limbajul Java. Acestea sunt: pointer, struct si union. Pointerii au fost eliminati din cauza ca erau o sursa constanta de erori, locul lor fiind luat de tipul referinta, iar struct si union nu îsi mai au rostul atât timp cât tipurile compuse de date sunt formate în Java prin intermediul claselor.


Variabile

Variabilele pot avea ca tip fie un tip primitiv de data, fie o referinta la un obiect.

Declararea variabilelor Tip nume_variabila
Initializarea variabilelor Tip nume_variabila = valoare
Declararea constantelor final Tip nume_variabila

Conventia de notare a variabilelor in Java este data de urmatoarele criterii:

  1. variabilele finale (constante) se scriu cu majuscule
  2. variabilele normale se scriu astfel : prima litera cu litera mica, daca numele variabilei este format din mai multi atomi lexicali, atunci primele litere ale celorlalti atomi se scriu cu majuscule, de exemplu:
    final double PI = 3.14;
int valoare = 100;
long numarElemente = 12345678L;
String bauturaMeaPreferata = "apa";

In functie de locul în care sunt declarate variabile se împart în urmatoatele categorii:
  1. Variabile membre, declarate în interiorul unei clase, vizibile pentru toate metodele clasei respective si pentru alte clase în functie de nivelul lor de acces (vezi "Declararea variabilelor membre")
  2. Variabile locale, declarate într-o metoda sau într-un bloc de cod, vizibile doar în metoda/blocul respectiv
  3. Parametri metodelor, vizibili doar în metoda respectiva
  4. Parametrii de la tratarea exceptiilor


image

Obs: variabilele declarate într-un for pentru controlul ciclului, ramân locale corpului ciclului. 
	for(int i=0; i<100; i++) { }
	int i; //ok în Java, eroare în C++

Obs: Spre deosebire de C++ nu este permisa ascunderea unei variabile : 
	int x=12;
	{
		int x=96; //ilegal
	}



Controlul executiei

Instructiunile Java pentru controlul executiei sunt asemanatoare celor din C.

Instructiuni de decizie if-else, switch-case
Instructiuni de salt for, while, do-while
Instructiuni pt. tratarea exceptiilor try-catch-finally, throw
Alte instructiuni break, continue, label: , return

Instructiuni de decizie
if-else 
if (exp_booleana) { /*...*/} 
if (exp_booleana) { /*...*/} else { /*...*/}
switch-case 
 
switch (variabila) {
case val1 : /* ... */ break;
case val2 : /* ... */ break;
/*...*/
default : /*...*/
}
Instructiuni de salt
for 
 
for(initializare; exp_booleana; pas_iteratie)
Ex: for(int i=0, j=100 ; i<100 && j>0; i++, j--) 
	{/* ... /*}
Obs: atât la initializare cât si în pasul de iteratie pot fi mai multe instructiuni despartite prin virgula.
while 
 
while (exp_booleana) { 
	/*...*/
}
do-while 
do {
	/*...*/
}
while (exp_booleana) ;
Instructiuni pentru tratarea exceptiilor
try-catch-finally, throw (vezi "Tratarea exceptiilor")
Alte instructiuni
break paraseste fortat corpul iteratiei curente
continue termina fortat iteratia curenta
return 
 return [valoare];
Termina o metoda
label: Defineste o eticheta

Atentie: In Java nu exista goto. Se pot însa defini etichete de forma nume_eticheta:, folosite în expresii de genul: break nume_eticheata sau continue nume_eticheta 

Exemplu:
	i=0; 
	eticheta:
	while (i<10) {
		System.out.println("i="+i);
		j=0;
		while (j<10) {
			j++;
			if (j==5) continue eticheta;
			if (j==7) break eticheta;
			System.out.println("j="+j);
		}
		i++;
	}



Vectori

Crearea unui vector

  1. Declararea vectorului 
    	Tip[] numeVector;  sau
	Tip numeVector[]; 
Ex: 	int[] intregi;
	String adrese[];
  2. Instantierea
    Se realizeaza prin intermediul operatorului new si are ca efect alocarea memoriei pentru vector, mai precis specificarea numarului maxim de elemente pe care îl va avea vectorul; 
    	numeVector = new Tip[dimensiune];
Ex: 	v = new int[10];	//se aloca spatiu pentru 10 intregi
	adrese = new String[100];
    Obs: declararea si instantierea unui vector pot fi facute simultan astfel: 
    	Tip[] numeVector = new Tip[dimensiune];
  3. Initializarea (optional)
    Dupa declararea unui vector, acesta poate fi initializat, adica elementele sale pot primi niste valori initiale, evident daca este cazul pentru asa ceva. In acest caz instantierea lipseste, alocarea memoriei facându-se automat în functie de numarul de elemente cu care se initializeaza vectorul. 
    Ex: 	String culori[] = {"Rosu", "Galben", "Verde"};
	int []factorial = {1, 1, 2, 6, 24, 120};
Observatii:
Primul indice al unui vector este 0, deci pozitiile unui vector cu n elemente vor fi cuprinse între 0 si n-1
Nu sunt permise constructii de genul Tip numeVector[dimensiune], alocarea memoriei facându-se doar prin intermediul opearatorului new. 
Ex: 	int v[10];		//ilegal
	int v[] = new int[10];	//corect

Vectori multidimensionali
In Java tablourile multidimensionale sunt de fapt vectori de vectori. 

Ex: 	int m[][];		//declararea unei matrici
	m = new int[5][10];	//cu 5 linii, 10 coloane
Obs: m[0], m[1], ..., m[5] sunt vectori de intregi cu 10 elemente

Dimensiunea unui vector
Cu ajutorul cuvântului cheie length se poate afla dimensiunea unui vector. 

	int []a = new int[5];
	a.length are valoarea 5
	int m = new int[5][10];
	m[0].length are valoarea 10

Copierea vectorilor
Copierea unui vector în alt vector se face cu ajutorul metodei System.arraycopy: 

	int x[] = {1, 2, 3, 4};
	int y[] = new int[4];
	System.arraycopy(x,0,y,0,x.length);

Vectori cu dimensiune variabila
Implementarea vectorilor cu numar variabil de elemente este oferita de clasa Vector din pachetul java.util. Un obiect de tip Vector contine numai elemente de tip Object.


Siruri de caractere

In Java, un sir de caractere poate fi reprezentat printr-un vector format din elemente de tip char, un obiect de tip String sau un obiect de tip StringBuffer.

Declararea unui sir
Daca un sir de caractere este constant atunci el va fi declarat de tipul String, altfel va fi declarat cu StringBuffer. (vezi "Clasele String, StringBuffer") Exemple echivalente de declarare a unui sir: 

	String str = "abc";
	char data[] = {'a', 'b', 'c'};
	String str = new String(data);
	String str = new String("abc");

Concatenarea sirurilor
Concatenarea sirurilor de caractere se face prin intermediul operatorului +. 

	String str1 = "abc" + "xyz";
	String str2 = "123";
	String str3 = str1 + str2;
In Java, operatorul de concatenare + este extrem de flexibil în sensul ca permite concatenarea sirurilor cu obiecte de orice tip care au o reprezentare de tip sir de caractere. 
	System.out.print("Vectorul v are" + v.length + " elemente")



Folosirea argumentelor de la linia de comanda

O aplicatie Java poate primi oricâte argumente de la linia de comanda în momentul lansarii ei. Aceste argumente sunt utile pentru a permite utilizatorului sa specifice diverse optiuni legate de functionarea aplicatiei sau sa furnizeze anumite date initiale programului.

Atentie: Programele care folosesc argumente de la linia de comanda nu sunt 100% pure Java deoarece unele sisteme de operare cum ar fi Mac OS nu au în mod normal linie de comanda.
Argumentele de la linia de comanda sunt introduse la lansarea unei aplicatii, fiind specificate dupa numele aplicatiei si separate prin spatiu. De exemplu, sa presupunem ca aplicatia Sort ordoneaza lexicografic liniile unui fisier si primeste ca argument numele fisierului pe care sa îl sorteze. Pentru a ordona fisierul "persoane.txt" lansarea aplicatiei se va face astfel: 
	java Sort persoane.txt
Asadar, formatul general pentru lansarea unei aplicatii care primeste argumente de la linia de comanda este: 
	java NumeAplicatie [arg1 arg2 . . . argn]
In cazul în care sunt mai multe, argumentele trebuie separate prin spatii iar daca unul dintre argumente contine spatii, atunci el trebuie pus între ghilimele. Evident, o aplicatie poate sa nu primeasca nici un argument sau poate sa ignore argumentele primite de la linia de comanda.
In momentul lansarii unei aplicatii interpretorul parcurge linia de comanda cu care a fost lansata aplicatia si, în cazul în care exista, transmite aplicatiei argumentele specificate sub forma unui vector de siruri. Acesta este primit de aplicatie ca parametru al metodei main. Reamintim ca formatul metodei main din clasa principala este: 
	public static void main ( String args[])
Vectorul primit ca parametru de metoda main va contine toate argumentele transmise programului de la linia de comanda. In cazul apelului java Sort persoane.txt vectorul args va contine un singur element args[0]="persoane.txt".
Numarul argumentelor primite de un program este dat deci de dimensiunea vectorului args si acesta poate fi aflat prin intermediul atributului length al vectorilor: 
	numarArgumente = args.length ;
Spre deosebire ce C/C++ vectorul primit de metoda main nu contine pe prima pozitie numele aplicatiei, întrucât în Java numele aplicatiei este numele clasei principale, adica a clasei în care se gaseste metoda main.
Exemplu: afisarea argumentelor primite la linia de comanda 
public class Echo {
	public static void main (String[] args) {
	for (int i = 0; i < args.length; i++)
		System.out.println(args[i]);
	}
}
Un apel de genul java Echo Drink Hot Java va produce urmatorul rezultat: 
	Drink
	Hot
	Java
(aplicatia Echo a primit 3 argumente).
Una apel de genul java Echo "Drink Hot Java" va produce urmatorul rezultat: 
	Drink Hot Java
(aplicatia Echo a primit un singur argument).

Argumente numerice la linia de comanda
Argumentele de la linia de comanda sunt primite sub forma unui vector de siruri (obiecte de tip String). In cazul în care unele dintre acestea reprezinta valori numerice ele vor trebui convertite din siruri în numere. Acest lucru se realizeaza cu metode de tipul parseXXX aflate în clasa corespunzatoare tipului în care vrem sa facem conversia: Integer, Float, Double, etc.
Sa consideram, de exemplu, ca aplicatia Power ridica un numar real la o putere întreaga, argumentele fiind trimise de la linia de comanda: 

	java Power "12.1" "3" //ridica 12.1 la puterea 3
Conversia celor doua argumente în numere se va face astfel: 
	double numar;
	int putere;
	numar = Double.parseDouble(args[0]);
	putere = Integer.parseInt(args[1]);
Metodele de tipul parseXXX pot produce exceptii (erori) de tipul NumberFormatException în cazul în care sirul primit ca parametru nu reprezinta un numar de tipul respectiv.

Cursuri Laboratoare Index Java Home