Программирование на языке Java Что такое Java История

Комментарии /** * Первое предложение - краткое описание метода. *

* Так оформляется пример кода: *

*

 * if (condition==true) *{ * x = get. Widht(); * y = x. get. Height(); *} * 

*
• Можно использовать наклонный шрифт курсив, *
• или жирный жирный. *

Комментарии Из этого комментария будет сгенерирован HTML-код, выглядящий примерно так: Первое предложение – краткое описание метода. Так оформляется пример кода: if (condition==true) { x = get. Widht(); y = x. get. Height(); } А так описывается HTML-список: • Можно использовать наклонный шрифт курсив, • или жирный.

Комментарии javadoc поддерживает специальные теги. Они начинаются с символа @. Можно использовать тег @see, чтобы сослаться на другой класс, поле или метод, или даже на другой Internet-сайт. /** * Краткое описание. * * Развернутый комментарий. * * @see java. lang. String * @see java. lang. Math#PI * @see Official * Java site */

Лексемы Виды лексем в Java: n идентификаторы (identifiers); n ключевые слова (key words); n литералы (literals); n разделители (separators); n операторы (operators).

Идентификаторы n n n Идентификаторы – это имена, которые даются различным элементам языка для упрощения доступа к ним. Имена имеют пакеты, классы, интерфейсы, поля, методы, аргументы и локальные переменные. Идентификатор состоит из букв и цифр. Имя не может начинаться с цифры. Java-буквы, используемые в идентификаторах, включают в себя ASCII-символы A-Z (u 0041 -u 005 a), a-z (u 0061u 007 a), а также знаки подчеркивания _ (ASCII underscore, u 005 f) и доллара $ (u 0024). Для идентификаторов не допускаются совпадения с зарезервированными словами (это ключевые слова, булевские литералы true и false и null-литерал null).

Ключевые слова – это зарезервированные слова, состоящие из ASCII-символов и выполняющие различные задачи языка. Abstract, double, int, strictfp, boolean, else, interface, super, break, extends, long, switch, byte, final, native, synchronized, case, finally, new, this, catch, float, package, throw, char, for, private, throws, class, goto, protected, transient, const, if, public, try, continue, implements, return, void, default import, short, volatile, do, instanceof, static, while.

Литералы позволяют задать в программе значения для числовых, символьных и строковых выражений, а также null-литералов. В Java определены следующие виды литералов: n целочисленный (integer); n дробный (floating-point); n булевский (boolean); n символьный (character); n строковый (string); n null-литерал (null-literal).

Целочисленные литералы позволяют задавать целочисленные значения в десятеричном, восьмеричном и шестнадцатеричном виде: n Десятеричный формат традиционен и ничем не отличается от правил, принятых в других языках. n Значения в восьмеричном виде начинаются с нуля, и, конечно, использование цифр 8 и 9 запрещено. n Запись шестнадцатеричных чисел начинается с 0 x или 0 X (цифра 0 и латинская ASCII-буква X в произвольном регистре).

Дробные литералы представляют собой числа с плавающей десятичной точкой. Правила записи таких чисел такие же, как и в большинстве современных языков программирования. Примеры: 3. 14, 2. , . 5, 7 e 10, 3. 1 E-20. Таким образом, дробный литерал состоит из следующих составных частей: n целая часть; n десятичная точка (используется ASCII-символ точка); n дробная часть; n показатель степени (состоит из латинской ASCII-буквы E в произвольном регистре и целого числа с опциональным знаком + или -); n окончание-указатель типа.

Логические литералы имеют два возможных значения – true и false. Эти два зарезервированных слова не являются ключевыми, но также не могут использоваться в качестве идентификатора.

Символьные литералы n n n Символьные литералы описывают один символ из набора Unicode, заключенный в одиночные кавычки, или апострофы (ASCIIсимвол single quote, u 0027). Также допускается специальная запись для описания символа через его код. Символьный литерал должен содержать строго один символ, или специальную последовательность, начинающуюся с .

Символьные литералы Для записи специальных символов (неотображаемых и служебных, таких как ", ', ) используются следующие обозначения: n b u 0008 backspace BS n t u 0009 horizontal tab HT n n u 000 a linefeed LF n f u 000 c form feed FF n r u 000 d carriage return CR n " u 0022 double quote " n ' u 0027 single quote ' n \ u 005 c backslash n восьмеричный код от u 0000 до u 00 ff символа в восьмеричном формате.

Символьные литералы Поддержка ввода символов через восьмеричный код обеспечивается для совместимости с С. Например: '101' // Эквивалентно 'u 0041' Однако таким образом можно задать лишь символы от u 0000 до u 00 ff (т. е. с кодом от 0 до 255), поэтому Unicode-последовательности предпочтительней. Примеры ошибок: n 'u 000 a' // символ конца строки 'n' // правильное обозначение конца строки n 'u 000 d' символ возврата каретки 'r' //правильное обозначение символа возврата каретки.

Строковые литералы состоят из набора символов и записываются в двойных кавычках. Длина может быть нулевой или сколь угодно большой. Любой символ может быть представлен специальной последовательностью, начинающейся с . n "" // литерал нулевой длины n """ //литерал, состоящий из одного символа " n "Простой текст" //литерал длины 13

Null-литерал может принимать всего одно значение: null. Это литерал ссылочного типа, причем эта ссылка никуда не ссылается, объект отсутствует. Разумеется, его можно применять к ссылкам любого объектного типа данных.

Разделители – это специальные символы, которые используются в служебных целях языка. ()[]{}; . ,

Операторы используются в различных операциях – арифметических, логических, битовых, операциях сравнения и присваивания. n = > < ! ~ ? : n == <= >= != && || ++ -n + - * / & | ^ % << >> >>> n += -= *= /= &= |= ^= %= <<= >>>=

Пример программы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. public class Demo { /** Основной метод, с которого начинается выполнение любой Java программы. */ public static void main (String args[]) { System. out. println("Hello, world!"); } }

Операторы присваивания и сравнения x = 1; // присваиваем переменной x значение 1 n x = = 1 // сравниваем значение переменной x с //единицей Оператор сравнения всегда возвращает булевское значение true или false. Оператор присваивания возвращает значение правого операнда. Условие "не равно" записывается как !=. Сочетание какого-либо оператора с оператором присваивания используется при изменении значения переменной. Следующие две строки эквивалентны: n x = x + 1; n x += 1; n

Арифметические операции Наряду с четырьмя обычными арифметическими операциями +, -, *, /, существует оператор получения остатка от деления %, который может быть применен как к целочисленным аргументам, так и к дробным. Остаток может быть положительным, только если делимое было положительным. n 9%5 возвращает 4 n 9%(-5) возвращает 4 n (-9)%5 возвращает -4 n (-9)%(-5) возвращает -4

Арифметические операции Унарные операции инкремент (++) и декремент (--), используемые слева, называются префиксными, справа – постфиксными. В выражении x=++y; сначала вычислится значение ++y, затем вычисленное значение запишется в переменную x.

Логические операторы Первый вариант операторов (&, |) всегда вычисляет оба операнда, второй же – ( &&, || ) не будет продолжать вычисления, если значение выражения уже очевидно. int x=1; (x>0) | calculate(x) // в таком выражении // произойдет вызов // calculate (x>0) || calculate(x) // а в этом – нет Логический оператор отрицания "не" записывается как !. Этот оператор меняет булевское значение на противоположное. int x=1; x>0 // выражение истинно !(x>0) // выражение ложно

Логические операторы Оператор с условием ? : состоит из трех частей – условия и двух выражений. Сначала вычисляется условие (булевское выражение), а на основании результата значение всего оператора определяется первым выражением в случае получения истины и вторым – если условие ложно. Например, так можно вычислить модуль числа x: x>0 ? x : -x

Битовые операции "и", "или", "исключающее или" принимают два аргумента и выполняют логическое действие попарно над соответствующими битами аргументов. Например, вычислим выражение 5&6: 00000101 // число 5 в двоичном виде & 00000110 // число 6 в двоичном виде ------00000100 //результат выполнения операции "и" //попарно над битами в каждой позиции То есть выражение 5&6 равно 4.

Операторы сдвига При сдвиге влево оператором << все биты числа смещаются на указанное количество позиций влево, причем освободившиеся справа позиции заполняются нулями. Рассмотрим примеры применения операторов сдвига для значений типа int, т. е. 32 -битных чисел. Пусть положительным аргументом будет число 20, а отрицательным -21. // Сдвиг влево для положительного числа 20 n 20 << 00 = 0000000000000010100 = 20 n 20 << 01 = 0000000000000101000 = 40 n 20 << 02 = 00000000000001010000 = 80 n. . . n 20 << 28 = 01000000000000000 = 1073741824 n 20 << 29 = 10000000000000000 = -2147483648 n 20 << 30 = 0000000000000000 = 0 n 20 << 31 = 0000000000000000 = 0

Операторы сдвига n n n // Сдвиг влево для отрицательного числа -21 << 00 = 1111111111111101011 = -21 << 01 = 1111111111111010110 = -42 -21 << 02 = 11111111111110101100 = -84. . . -21 << 25 = 11010110000000000000 = -704643072 -21 << 26 = 1010110000000000000 = -1409286144 -21 << 27 = 0101100000000000000 = 1476395008 -21 << 28 = 101100000000000000 = -1342177280 -21 << 29 = 011000000000000000 = 1610612736 -21 << 30 = 11000000000000000 = -1073741824 -21 << 31 = 10000000000000000 = -2147483648

Операторы сдвига При сдвиге вправо все биты аргумента смещаются на указанное количество позиций, соответственно, вправо. Однако встает вопрос – каким значением заполнять освобождающиеся позиции слева, в том числе и отвечающую за знак. Есть два варианта: n Оператор >> использует для заполнения этих позиций значение знакового бита, то есть результат всегда имеет тот же знак, что и начальное значение. n Второй оператор >>> заполняет их нулями, то есть результат всегда положительный.

Операторы сдвига n n n n // Сдвиг вправо для положительного числа 20 // Оператор >> 20 >> 00 = 0000000000000010100 = 20 20 >> 01 = 000000000000001010 = 10 20 >> 02 = 000000000000000101 = 5 20 >> 03 = 00000000000000010 = 2 20 >> 04 = 00000000000000001 = 1 20 >> 05 = 0000000000000000 = 0 // Оператор >>> 20 >>> 00 = 0000000000000010100 = 20 20 >>> 01 = 000000000000001010 = 10 20 >>> 02 = 000000000000000101 = 5 20 >>> 03 = 00000000000000010 = 2 20 >>> 04 = 00000000000000001 = 1 20 >>> 05 = 0000000000000000 = 0

Операторы сдвига n n n n // Сдвиг вправо для отрицательного числа -21 // Оператор >> -21 >> 00 = 1111111111111101011 = -21 >> 01 = 111111111111110101 = -11 -21 >> 02 = 111111111111111010 = -6 -21 >> 03 = 11111111111111101 = -3 -21 >> 04 = 11111111111111110 = -2 -21 >> 05 = 1111111111111111 = -1 // Оператор >>> -21 >>> 00 = 1111111111111101011 = -21 >>> 01 = 0111111111111110101 = 2147483637 -21 >>> 02 = 0011111111111111010 = 1073741818 -21 >>> 03 = 0001111111111111101 = 536870909 -21 >>> 04 = 0000111111111111110 = 268435454 -21 >>> 05 = 0000011111111111111 = 134217727

Программирование на языке Java Типы данных

Типы данных Java является строго типизированным языком. Это означает, что любая переменная и любое выражение имеют известный тип еще на момент компиляции. Такое строгое правило позволяет выявлять многие ошибки уже во время компиляции. Компилятор, найдя ошибку, указывает точное место (строку) и причину ее возникновения, а динамические "баги" (от английского bugs) необходимо сначала выявить с помощью тестирования (что может потребовать значительных усилий), а затем найти место в коде, которое их породило.

Примитивные типы данных n целочисленные ¨ ¨ ¨ n дробные ¨ ¨ n byte short int long char (также является целочисленным типом) float double булевский ¨ boolean

Объектные типы данных Это все классы, интерфейсы и массивы. В стандартных библиотеках первых версий Java находилось несколько сот классов и интерфейсов, сейчас их уже тысячи. Кроме стандартных, написаны многие и многие классы и интерфейсы, составляющие любую Java-программу.

Переменные используются в программе для хранения данных. Любая переменная имеет три базовых характеристики: n имя; n тип; n значение. Имя уникально идентифицирует переменную и позволяет обращаться к ней в программе. Тип описывает, какие величины может хранить переменная. Значение – текущая величина, хранящаяся в переменной на данный момент.

Переменные Работа с переменной всегда начинается с ее объявления (declaration). объявление переменных и возможная инициализация при объявлении описываются следующим образом. Сначала указывается тип переменной, затем ее имя и, если необходимо, инициализатор, который может быть константой или выражением, вычисляемым во время компиляции или исполнения программы. В частности, можно пользоваться уже объявленными переменными. Далее можно поставить запятую и объявить новую переменную точно такого же типа. n int a; n int b = 0, c = 3+2; n int d = b+c; n int e = a = 5;

Примитивные и ссылочные типы данных Переменные простого типа хранят непосредственно свои значения и приравнивании двух переменных происходит копирование данного значения. int a=5; // объявляем первую переменную и // инициализируем ее int b=a; // объявляем вторую переменную и // приравниваем ее к первой a=3; // меняем значение первой print(b); // проверяем значение второй

Примитивные и ссылочные типы данных Ссылочные же переменные хранят лишь ссылки на объекты, причем различные переменные могут ссылаться на один и тот же объект. То есть объектные переменные после приравнивания остаются "связанными" друг с другом, изменения одной сказываются на другой. Point p 1 = new Point(3, 5); Point p 2=p 1; p 1. x=7; print(p 2. x);

Целочисленные типы Тип Bytes Диапазон byte 1 -128… 127 short 2 -32. 768… 32. 767 int -2. 147. 483. 648. . 2. 147. 483. 647 4 long 8 -9. 223. 372. 036. 854. 775. 808. . 9. 223. 372. 036. 854. 775. 807 (примерно 1019) char 2 'u 0000'. . 'uffff', или 0. . 65. 535

Целочисленные типы Над целочисленными аргументами можно производить следующие операции: n операции сравнения (возвращают булевское значение) ¨ ¨ n <, <=, >, >= ==, != числовые операции (возвращают числовое значение) унарные операции + и арифметические операции +, -, *, /, % операции инкремента и декремента (в префиксной и постфиксной форме): ++ и -¨ операции битового сдвига <<, >>> ¨ битовые операции ~, &, |, ^ ¨ ¨ ¨ n n n оператор с условием ? : оператор приведения типов оператор конкатенации со строкой +

Целочисленные типы n n n int i=300000; print(i*i); // умножение с точностью 32 бита long m=i; print(m*m); // умножение с точностью 64 бита print(1/(m-i)); // попробуем получить разность значений int и long Результатом такого примера будет: n -194313216 n 900000 Первое умножение производилось с точностью в 32 бита, более старшие биты были отброшены. Второе – с точностью в 64 бита, ответ не исказился.

Целочисленные типы Время в Java измеряется в миллисекундах. Попробуем вычислить, сколько миллисекунд содержится в неделе и в месяце: n print(1000*60*60*24*7); // вычисление для недели n print(1000*60*60*24*30); // вычисление для месяца Получаем: n 604800000 n -1702967296 Очевидно, во втором вычислении произошло переполнение. Достаточно сделать последний аргумент величиной типа long: n print(1000*60*60*24*30 L); // вычисление для месяца Получаем правильный результат: n 2592000000

Целочисленные типы Все числовые операторы возвращают результат типа int или long. Однако существует два исключения. n Первое из них – операторы инкремента и декремента. n Вторым исключением является оператор с условием ? : . Если второй и третий операнды имеют одинаковый тип, то и результат операции будет такого же типа.

Целочисленные типы Оператор + может принимать в качестве аргумента строковые величины. Если одним из аргументов является целое число, то число будет преобразовано в текст и строки объединятся. n int x=1; n print("x="+x); Результатом будет: n x=1 print(1+2+"text"); n print("text"+1+2); Результатом будет: n 3 text n text 12 n

Целочисленные типы char c='A'; n print(c); n print(c+1); n print("c="+c); n print('c'+'='+с); Результатом будет: n A n 66 n c=A n 225 n

Дробные типы – это float и double. Их длина - 4 и 8 байт, соответственно. Оба типа знаковые. float: 4 байта 3. 40282347 e+38 f; 1. 40239846 e-45 f double: 8 байт 1. 79769313486231570 e+308; 4. 94065645841246544 e-324

Дробные типы нельзя задать литерал заведомо больший, чем позволяет соответствующий тип данных, это приведет к ошибке overflow. И нельзя задать литерал, значение которого по модулю слишком мало для данного типа, компилятор сгенерирует ошибку underflow. n float f = 1 e 40 f; // значение слишком велико, overflow n double d = 1 e-350; // значение слишком мало, underflow

Дробные типы Над дробными аргументами можно производить следующие операции: n операции сравнения (возвращают булевское значение) ¨ ¨ n числовые операции (возвращают числовое значение) ¨ ¨ ¨ n n n <, <=, >, >= ==, != унарные операции + и арифметические операции +, -, *, /, % операции инкремента и декремента (в префиксной и постфиксной форме): ++ и -- оператор с условием ? : оператор приведения типов оператор конкатенации со строкой +

Дробные типы n n print(1/2); 0 print(1/2. ); 0. 5 Достаточно одного дробного аргумента, чтобы результат операции также имел дробный тип. n int x=3; n int y=5; n print (x/y); n print((double)x/y); n print(1. 0*x/y);

Булевский тип Над булевскими аргументами можно производить следующие операции: n операции сравнения (возвращают булевское значение) ¨ n ==, != логические операции (возвращают булевское значение) ! ¨ &, |, ^ ¨ &&, || ¨ n n оператор с условием ? : оператор конкатенации со строкой +

Ссылочные типы Выражение ссылочного типа имеет значение либо null, либо ссылку, указывающую на некоторый объект в виртуальной памяти JVM. Объект (object) – это экземпляр некоторого класса, или экземпляр массива.

Объекты и правила работы с ними Объекты всегда создаются с использованием ключевого слова new, причем одно слово new порождает строго один объект (или вовсе ни одного, если происходит ошибка). После ключевого слова указывается имя класса, от которого мы собираемся породить объект. Если конструктор отработал успешно, то выражение new возвращает ссылку на созданный объект. Эту ссылку можно сохранить в переменной, передать в качестве аргумента в какой-либо метод или использовать другим способом.

Объекты и правила работы с ними Point p=new Point(1, 2); // Создали объект, получили на него ссылку n Point p 1=p; // теперь есть 2 ссылки на точку (1, 2) n p=new Point(3, 4); // осталась одна ссылка на точку (1, 2) n p 1=null; Ссылок на объект-точку (1, 2) больше нет, доступ к нему утерян и он вскоре будет уничтожен сборщиком мусора. n

Объекты и правила работы с ними Рассмотрим пример: n "abc"+"def" При выполнении этого выражения будет создано три объекта класса String. Два объекта порождаются строковыми литералами, третий будет представлять результат конкатенации. Операция создания объекта – одна из самых ресурсоемких в Java. Поэтому следует избегать ненужных порождений.

Ссылочные типы Над ссылочными значениями можно производить следующие операции: n обращение к полям и методам объекта n оператор instanceof (возвращает булевское значение) n операции сравнения == и != (возвращают булевское значение) n оператор приведения типов n оператор с условием ? : n оператор конкатенации со строкой +

Класс Object В Java множественное наследование отсутствует. Каждый класс может иметь только одного родителя. Существует класс, на котором цепочка всегда заканчивается, это класс Object. Именно от него наследуются все классы, в объявлении которых явно не указан другой родительский класс. А значит, любой класс напрямую, или через своих родителей, является наследником Object.

get. Class() Этот метод возвращает объект класса Class, который описывает класс, от которого был порожден этот объект. Класс Class будет рассмотрен ниже. У него есть метод get. Name(), возвращающий имя класса: String s = "abc"; Class cl=s. get. Class(); print(cl. get. Name()); Результатом будет строка: java. lang. String

equals() Этот метод имеет один аргумент типа Object и возвращает boolean. equals() служит для сравнения объектов по значению, а не по ссылке. Сравнивается состояние объекта, у которого вызывается этот метод, с передаваемым аргументом. Point p 1=new Point(2, 3); Point p 2=new Point(2, 3); print(p 1. equals(p 2)); Результатом будет true.

hash. Code() Данный метод возвращает значение int. Цель hash. Code() – представить любой объект целым числом. Особенно эффективно это используется в хэштаблицах.

to. String() Этот метод позволяет получить текстовое описание любого объекта. get. Class(). get. Name()+"@"+hash. Code() Метод get. Name() класса Class уже приводился в пример, а хэш-код еще дополнительно обрабатывается специальной функцией для представления в шестнадцатеричном формате. Например: print(new Object()); Результатом будет: java. lang. Object@92 d 342

finalize() Данный метод вызывается при уничтожении объекта автоматическим сборщиком мусора (garbage collector). В классе Object он ничего не делает, однако в классенаследнике позволяет описать все действия, необходимые для корректного удаления объекта, такие как закрытие соединений с БД, сетевых соединений, снятие блокировок на файлы и т. д. В обычном режиме напрямую этот метод вызывать не нужно, он отработает автоматически. Если необходимо, можно обратиться к нему явным образом.

Программирование на языке Java Имена и Пакеты

Имена. Пакеты Имена используются в программе для доступа к объявленным ранее "объектам", "элементам", "конструкциям" языка. В Java имеются имена: n пакеты n классы; n интерфейсы; n элементы ссылочных типов (поля; методы; внутренние классы и интерфейсы; ) n аргументы (методов; конструкторов; обработчиков ошибок; ) n локальные переменные.

Пакеты (packages) в Java – это способ логически группировать классы, что необходимо, поскольку зачастую количество классов в системе составляет несколько тысяч, или даже десятков тысяч. Кроме классов и интерфейсов в пакетах, могут находиться вложенные пакеты. Синонимами этого слова в других языках являются библиотека или модуль.

Простые и составные имена Имена бывают простыми (simple), состоящими из одного идентификатора (они определяются во время объявления) и составными (qualified), состоящими из последовательности идентификаторов, разделенных точкой.

Элементы У пакетов и ссылочных типов (классов, интерфейсов, массивов) есть элементы (members). Доступ к элементам осуществляется с помощью выражения, состоящего из имен, например, пакета и класса, разделенных точкой. Элементами пакета являются содержащиеся в нем классы и интерфейсы, а также вложенные пакеты.

Простые и составные имена Чтобы получить составное имя пакета, необходимо к полному имени пакета, в котором он располагается, добавить точку, а затем его собственное простое имя. Например, составное имя основного пакета языка Java – java. lang (то есть простое имя этого пакета lang, и он находится в объемлющем пакете java). Внутри него есть вложенный пакет, предназначенный для типов технологии reflect. Составное имя – java. lang. reflect.

Простые и составные имена Для ссылочных типов элементами являются поля и методы, а также внутренние типы (классы и интерфейсы). Элементы могут быть объявлены в классе или получены по наследству от родительских классов и интерфейсов. Простое имя элементов дается при инициализации. Например, to. String(), PI, Inner. Class. Составное имя получается путем объединения простого или составного имени типа, или переменной объектного типа с именем элемента. Например, ref. to. String(), java. lang. Math. PI, Outer. Class. Inner. Class.

Имена и идентификаторы Простое имя состоит из одного идентификатора, а составное - из нескольких. Существует возможность обращаться к полям и методам объектного типа не через имя типа или объектной переменной, а через ссылку на объект, полученную в результате выполнения выражения: n country. get. City(). get. Street();

Имена и идентификаторы Идентификаторы используются для названий меток (label). n num: n for (int num = 2; num <= 100; num++) n { int n = (int)Math. sqrt(num)+1; n while (--n != 1) n { if (num%n==0) n { n continue num; n } n System. out. print(num+" "); n }

Область видимости class Point { int x; int get. X() {return x; // простое имя } } class Test { void main() { Point p = new Point(); p. x=3; // составное имя } }

Область видимости Если обращение, например, к полю, идет из части кода, попадающей в область видимости его имени, то можно пользоваться простым именем, если нет – необходимо применять составное.

Пакеты Программа на Java представляет собой набор пакетов (packages). n Каждый пакет может включать вложенные пакеты, то есть они образуют иерархическую систему. n Пакеты могут содержать классы и интерфейсы и таким образом группируют типы. n Каждый пакет имеет свое пространство имен, что позволяет создавать одноименные классы в различных пакетах.