java_01.pdf

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 1

Rozdział 1 Tworzenie i obsługa programów

1 . 1 Klasy obiektów

1 .2 Aplikacje

1 .3 Aplety

1 .4 Aplikacja i aplet w jednym kodzie

1 .5 Interpretacja, kompilacja i obs ł uga klas w Javie

1 .6 Wyj ą tki

1 .7 Klasy wewn ę trzne

1.1 Klasy obiektów

Ponieważ Java jest językiem obiektowym operuje na pojęciach ogólnych.

Znane z historii filozofii pojęcie uniwersalii, a więc pewnych klas ogólnych bytów np.

człowiek, małpa, rycerz Jedi, jest stosowane w Javie (jak i w innych językach

obiektowych). Klasa bytów (class) określa opis bytu (stałe, zmienne, pola) oraz jego

zachowanie (metody). Przykładowo klasę ludzi można opisać poprzez parametry:

kolor oczu, rasę, kolor włosów, itp., (pola klasy) ; oraz poprzez zachowanie: chodzi,

oddycha, itp, (metody klasy). Obiektem jest konkretna realizacja klasy, a więc np.

konkretny człowiek - Kowalski, a nie sama klasa. Można upraszczając podać

generalny podział na rodzaj kodu strukturalny i obiektowy. W ujęciu strukturalnym w

celu określenia zbioru konkretnych osób należy zdefiniować zbiór (wektor, macierz)

klas (struktur), gdzie każda klasa opisuje jedną osobę. W podejściu obiektowym w

celu określenia zbioru konkretnych osób należy zainicjować zbiór obiektów tej samej

klasy. Odwołanie się do parametru klasy w podejściu strukturalnym odbędzie się

poprzez odniesie przez nazwę odpowiedniej klasy, natomiast w podejściu

obiektowym poprzez nazwę obiektu. Oznacza to, że w aplikacjach obiektowych bez

inicjacji obiektu nie można odwołać się do parametrów (pól) i metod klasy. Wyjątkiem

są te pola i metody, które oznaczone są jako statyczne (static). Pole statyczne, bez

względu na liczbę obiektów danej klasy, będzie miało tylko jedną wartość. Pola i

metody statyczne mogą być wywoływane przez referencję do klasy. Po tym

podstawowym wprowadzeniu zapoznajmy się z zasadniczą konstrukcją programu w

Javie (rozważania dotyczące Javy jako Języka obiektowego znajdują się w dalszej

części tego dokumentu).

Klasę w Javie konstruuje się zaczynając od stworzenia ramy klasy:

c l lass NazwaK l lasy {

// po l la

typ_zm i ienne j j zm i ienna;

//konstruktor - metoda o te j j same j j nazw i ie co k l lasa - wywo ł ł ływana

//automatyczn i ie przy tworzen i iu ob i iektu dane j j k l lasy

NazwaK l lasy(typ_argumentu nazwa_argumentu){

tre ś ś ć ć_konstruktora;

1-3

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

}

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 1

//metody

typ_warto ś śc i i_zwracane j j nazwa_metody(typ_argumentu nazwa_argumentu){

tre ś ś ć ć_metody;

Przykład 1.1:

//RycerzJedi.java

//klasa

class RycerzJedi{

//pola

String nazwa;

String kolor_miecza;

//konstruktor

RycerzJedi(String nazwa, String kolor_miecza){

this.nazwa=nazwa;

this.kolor_miecza=kolor_miecza;

//metody

void opis(){

System.out.println(”Rycerz ”+nazwa+ ” ma ”+kolor_miecza+” miecz.”);

}

}// koniec class RycerzJedi

Warto zwrócić uwagę na zastosowaną już metodę notacji. Otóż przyjęło się w Javie

(specyfikacja języka Java) oznaczanie nazwy klasy poprzez stosowanie wielkich liter

dla pierwszej litery i tych, które rozpoczynają nowe znaczenie w nazwie klasy.

Metody i obiekty oznacza się z małych liter. Warto również stosować prosty

komentarz rozpoczynający się od znaków „//” i mający zasięg jednego wiersza. Dalej

w tekście zostaną omówione inne, ważne zagadnienia związane z konstrukcją i

opisem kodu.

Przedstawiona powyżej rama i przykład klasy nie mogą być wprost uruchomione.

Konieczne jest utworzenie elementu wywołującego określone działanie. W Javie jest

to możliwe na dwa sposoby. Po pierwsze za pomocą aplikacji, po drugie appletu.

1.2 Aplikacje

Aplikacja w języku Java to zdefiniowana klasa publiczna wraz z jedną ściśle

określoną metodą statyczną o formie:

pub l l i ic stat i ic vo i id ma i in(Str i ing args[]){

}// kon i iec pub l l i ic stat i ic vo i id ma i in(Str i ing args[])

1-4

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

}

}// kon i iec c l lass NazwaK l lasy

}

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 1

Tablica „args[]” będąca argumentem metody main() jest zbiorem argumentów

wywołania aplikacji w ciele której znajduje się metoda. Kolejność argumentów jest

następująca: argument 1 wywołania umieszczany jest w args[0], argument 2

wywołania umieszczany jest w args[1], itd. Występująca nazwa „args” oznacza

dynamicznie tworzony obiekt, który zawiera args.length elementów typu łańcuch

znaków. Pole „length” oznacz więc liczbę elementów tablicy. Łatwo jest więc określić

argumenty oraz ich liczbę korzystając z obiektu „args”. Warto zwrócić uwagę na to,

że oznaczenie „length” jest własnością tablicy (ukrytym polem każdej tablicy) a nie

metodą obiektu args. Istnieje metoda klasy String o nazwie „length()” (metody

zawsze są zakończone nawiasami pustymi lub przechowującymi argumenty), łatwo

więc się pomylić. Dla zapamiętania różnicy posłużmy się prostym przykładem

wywołania:

args.length - oznacz ilość elementów tablicy „args”;

args[0].length() -oznacza rozmiar zmiennej tekstowej o indeksie 0 w tablicy „args”.

Prosta aplikacja działająca w Javie będzie miała następującą formę:

Przykład 1.2:

// Jedi.java :

public class Jedi{

public static void main(String args[]){

System.out.println(”Rycerz Luke ma niebieski miecz.”);

}// koniec public static void main(String args[])

}// koniec public class Jedi

Nagrywając powyższy kod do plik „Jedi.java”, kompilując poprzez podanie polecenia:

„javac -g -verbose Jedi.java” (pamiętać należy że kompilację należy wykonać z

scieżki występowania pliku źródłowego, lub należy mieć odpowiednio ustawioną

zmienną środowiska CLASSPATH) można wykonać powstały Beta-kod „Jedi.class”

używając interpretatora: „java Jedi”. Uzyskamy następujący efekt:

Rycerz Luke ma niebieski miecz.

Jak działa aplikacja z przykładu 1.2? Otóż w ustalonej ramie klasy, w metodzie

programu uruchomiono polecenie wysłania do strumienia wyjścia (na standardowe

urządzenie wyjścia - monitor) łańcuch znaków „Rycerz Luke ma niebieski miecz.”.

Konstrukcja ta wymaga krótkiego komentarza. Słowo „System” występujące w

poleceniu wydruku oznacza statyczne odwołanie się do elementu klasy System. Tym

elementem jest pole o nazwie „out”, które stanowi zainicjowany obiekt typu

PrintStream (strumień wydruku). Jedną z metod klasy PrintStream jest metoda o

nazwie „println”, która wyświetla w formie tekstu podaną wartość argumentu oraz

powoduje przejście do nowej linii (wysyłany znak końca linii). W podanym przykładzie

nie ukazano jawnie tworzenia obiektu. Można więc powyższy przykład nieco

rozwinąć.

1-5

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 1

Przykład 1.3

// Jedi1.java :

//klasa

class RycerzJedi{

//pola

String nazwa;

String kolor_miecza;

//konstruktor

RycerzJedi(String nazwa, String kolor_miecza){

this.nazwa=nazwa;

this.kolor_miecza=kolor_miecza;

}

//metody

void opis(){

System.out.println(”Rycerz ”+nazwa+ ” ma ”+kolor_miecza+” miecz.”);

}

}// koniec class RycerzJedi

public class Jedi1{

public static void main(String args[]){

RycerzJedi luke = new RycerzJedi(”Luke”, ”niebieski”);

RycerzJedi ben = new RycerzJedi(”Obi-wan”,”biały”);

luke.opis();

ben.opis();

}// koniec public static void main(String args[])

}// koniec public class Jedi1

Zapiszmy kod aplikacji pod nazwą Jedi1.java, a następnie wykonajmy kompilację z

użyciem polecenia: „javac -g -verbose Jedi1.java”. Zwróćmy uwagę na wyświetlane w

czasie kompilacji komunikaty. Po pierwsze kompilator ładuje wykorzystywane przez

nas klasy. Klasy te znajdują się w podkatalogu „lib” katalogu „jre” (biblioteki Java

Runtime Engine). Klasy są pogrupowane w pakiety tematyczne np. „lang” czy „io”.

Wszystkie grupy klas znajdują się w jednym zbiorze o nazwie „java”. Całość jest

spakowana metodą JAR (opracowaną dla Javy) do pliku „rt.jar”. Wszystkie

prekomilowane klasy znajdujące się w pliku „rt.jar” stanowią podstawowe biblioteki

języka Java. Biblioteki te ujęte w pakiety wywoływane są następująco:

np.:

java.lang.*; - oznacza wszstkie klasy (interfejsy i wyjątki - o czym później) grupy lang,

głównej biblioteki języka Java,

java.io.*; - oznacza wszstkie klasy (interfejsy i wyjątki - o czym później) grupy io

(wejście/wyjście), głównej biblioteki języka Java,

java.net.Socket; - oznacza klasę Socket grupy net (sieć), głównej biblioteki języka

Java.

Wykorzystując różne klasy biblioteki języka Java należy pamiętać w jakim pakiecie

się znajdują. Wszystkie klasy poza tymi zawartymi w pakiecie „java.lang.*”

1-6

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA – Rozdzia ł 1

wymagają zastosowania jawnego importu pakietu (klasy) w kodzie programu.

Odbywa się to poprzez dodanie na początku kodu źródłowego linii:

np.:

i import j java.net.*;

Po dodaniu takiej linii kompilator wie gdzie szukać używanych w kodzie klas. Pakiety

zaczynające się od słowa „java” oznaczają zasadnicze pakiety języka Java. Niemniej

możliwe są różne inne pakiety, których klasy można stosować np.:

„org.omg.CORBA”. Nazewnictwo pakietów jest określone w specyfikacji języka i

opiera się o domeny Internetowe. Oczywiście można tworzyć własne pakiety.

Występujące w nazwie pakietu kropki oznaczają zmianę poziomu w drzewie

katalogów przechowywania klas. Przykładowo „org.omg.CORBA.Context” oznacza,

że w katalogu „org”, w podkatalogu „omg”, w podkatalogu „CORBA” znajduje się

klasa „Context.class”; czyli zapis pakietu jest równoważny w sensie systemu plików:

/org/omg/CORBA/Context.class.

Obserwując dalej komunikaty wyprodukowane przez kompilator Javy łatwo

zauważyć, że zapisane zostały dwie klasy: RycerzJedi.class oraz Jedi1.class.

Oddzielnie definiowane klasy zawsze będą oddzielnie zapisywane w Beta-kodzie.

Po kompilacji należy uruchomić przykład 1.3. W tym celu wywołajmy interpretator:

„java Jedi1”. Zdarza się czasem, że wykorzystywany Beta-kod klas pomocniczych

(np. klasa RycerzJedi.class) znajduje się w innym miejscu dysku. Wówczas

otrzymamy w czasie wywołania aplikacji błąd o niezdefiniowanej klasie. Należy wtedy

ustawić odpowiednio zmienną środowiska CLASSPATH lub wywołać odpowiednio

interpretator:

„java -cp <ścieżka dostępu do klas> NAZWA_KLASY_GŁÓWNEJ”.

Prawidłowe działanie aplikacji z przykładu 1.3 da następujący rezultat:

Rycerz Luke ma niebieski miecz.

Rycerz Obi-wan ma biały miecz.

Prześledźmy konstrukcję kodu źródłowego w przykładzie 1.3. Kod składa się z

dwóch klas: RycerzJedi i Jedi1. Klasa RyczerzJedi nie posiada metody main, a więc

nie jest główną klasą aplikacji. Klasa ta jest wykorzystywana dla celów danej aplikacji

i jest skonstruowana z pól, konstruktora i metody. Pola oznaczają pewną własność

obiektów jakie będą tworzone: nazwa - łańcuch znaków oznaczający nazwę rycerza

Jedi; kolor_miecza - łańcuch znaków oznaczający kolor miecza świetlnego rycerza

Jedi. Konstruktor jest metodą wywoływaną automatycznie przy tworzeniu obiektu.

Stosuje się go do podawania argumentów obiektowi, oraz do potrzebnej z punktu

widzenia danej klasy grupy operacji startowych. Wywołanie konstruktora powoduje

zwrócenie referencji do obiektu danej klasy. Nie można więc deklarować konstruktora

z typem void. W rozpatrywanym przykładzie konstruktor posiada dwa argumenty o

nazwach takich samych jak nazwy pól. Oczywiście nie jest konieczne stosowanie

takich samych oznaczeń. Jednak w celach edukacyjnych zastosowano tu te same

oznaczenia, żeby pokazać rolę słowa kluczowego „this”. Słowo „this” oznacza obiekt

klasy w ciele której pojawia się „this”. Stworzenie więc przypisania this.nazwa=nazwa

powoduje przypisanie zmiennej lokalnej „nazwa” do pola danej klasy „nazwa”. Klasa

RycerzJedi ma również zdefiniowaną metodę opis, która wyświetla własności obiektu

1-7

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA –

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: