Введение в программирование на Java

Технологии программирования

Введение в программирование на Java

Немного истории

• Язык Java разработан в 90-е годы прошлого века в компании Sun Microsystems (в 2009 г. была поглощена американской компанией Oracle Corporation).
• Автором Java считается канадец Джеймс Гослинг.

Java Development Kit

Основные инструменты, необходимые для создания программ на языке Java, включены в JDK – это комплект разработчика приложений на языке Java.

JDK - программное обеспечением с открытым исходным кодом, его можно скачать свободно и бесплатно с официального сайта Oracle Corporation ( www.oracle.com) .

Состав JDK :

• компилятор Java ( javac );
• документация;
• примеры;
• утилиты;
• исполнительная система Java ( Java Runtime Environment – JRE ).

Состав Java Runtime Environment :

• виртуальная java-машина (интерпретатор java );
• библиотеки классов Java.

Редакции JDK :

• Standart Edition (SE) – для создания и исполнения приложений для индивидуального использования (или использования в масштабах малого предприятия);
• Enterprise Edition (EE) – для создания коммерческих приложений для крупных и средних предприятий;
• Micro Edition (ME)  – для разработки приложений для устройств, ограниченных в ресурсах (сотовых телефонов, карманных персональных компьютеров и т.п.).

Интегрированные среды разработки приложений на Java

( Integrated Development Environment – IDE ) :

• NetBeans IDE, 
• Sun Java Studio Creator, 
• IntelliJ IDEA, 
• Borland JBuilder, 
• Eclipse.

Состав IDE :

• специализированный текстовый редактор , который облегчает форматирование текста программы, подсвечивает синтаксис и предоставляет прочие удобства;
• отладчик – программный комплекс для поиска и исправления ошибок в программе;
• фоновый компилятор , который указывает на синтаксические ошибки еще в процессе набора текста программы;
• справочная система .

Основная особенность Java

КРОССПЛАТФОРМЕННОСТЬ (!):

• Windows Linux Mac OS Solaris Android и другие ОС.
• Windows
• Linux
• Mac OS
• Solaris
• Android
• и другие ОС.

Текстовый редактор

Исходный код

* . java

Компилятор

Байтовый код

* . class

Виртуальная

java-машина

Процесс исполнения программы под управлением ОС

• Для исполнения программы на компьютере должна быть установлена JRE , java- машина интерпретирует байтовый код, учитывая особенности данной ОС (исполняемый файл НЕ создается).
• НО: Исполняемый файл (нативный бинарный код для конкретной операционной системы) создать можно при помощи сторонних программ-утилит.

11

Структура Java -программы. Линейные программы

Лекция 2

формальный язык

Java как формальный язык

• алфавит – конечное упорядоченное множество символов;
• синтаксис – правила записи конструкций (операторов) из символов алфавита;
• семантика – смысловая сторона языковых конструкций;
• прагматика – последствия практического применения языка.

Алфавит языка Java

• зарезервированные слова;
• символы для записи идентификаторов:

• буквы (в том числе и национальных алфавитов, например, русского, но все же использовать нежелательно); десятичные цифры; символ _ (подчеркивание);
• буквы (в том числе и национальных алфавитов, например, русского, но все же использовать нежелательно);
• десятичные цифры;
• символ _ (подчеркивание);

• разделители;
• специальные символы.

Имя (идентификатор)

• это последовательность из букв, цифр и символа _ (подчеркивание), начинающаяся не с цифры.
• Поименован должен быть каждый объект программы для того, чтобы к нему можно было обратиться.

Объявление (описание) любого объекта должно предшествовать вызову (обращению).

!

Структура Java- программы

• Программа – это класс ( Java – это объектный язык).
• Класс – это совокупность полей и методов.
• Поля – это данные (переменные).
• Методы реализуют алгоритмы обработки данных (это подпрограммы: процедуры и функции).

Структура Java- программы

public class Name { // заголовок

// тело программы

}

ВАЖНО:

!

Компилятор Java ЧУВСТВИТЕЛЕН к регистру:

Имена классов принято записывать с ЗАГЛАВНОЙ БУКВЫ.

а≠А

Составной оператор (блок)

{ оператор1 ;

оператор2;

…

оператор N; }

Переменная

- это ячейка памяти для хранения единицы данных.

Характеристики переменной:

• имя (идентификатор);
• тип ( Java – язык со строгой типизацией данных) ;
• значение.

Тип данных определяет:

• диапазон значений данных (как данные представляются в ОП, какой объем памяти требуется для их хранения);
• операции (действия), которые можно над этими данными выполнять.

!

Типы данных Java

Примитивные типы данных

тип

объем памяти

byte

диапазон значений

8 бит

short

16 бит

-128..127

int

long

-32 768..32 767

32 бита

64 бита

float

-2 147 483 648 .. 2 147 483 647

64 разрядное целое

32 бита

double

64 бита

3.4e-038 .... 3.4e+ 038

char

1.7e-308 .... 1.7e+ 308

16 бит

boolean

8 бит

символ в кодировке Unicode

false, true

, , = мультипликативные: умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция & аддитивные: сложение + , вычитание - , дизъюнкция | операции отношения : == , != , , , , = == , != , , , , = мультипликативные: умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция & умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция & аддитивные: сложение + , вычитание - , дизъюнкция | сложение + , вычитание - , дизъюнкция | " width="640"

Операции над данными:

• унарные:

• изменение знака числа - , отрицание !
• изменение знака числа - , отрицание !

• бинарные:

• операции отношения : == , != , , , , = мультипликативные: умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция & аддитивные: сложение + , вычитание - , дизъюнкция |
• операции отношения : == , != , , , , =
• == , != , , , , =
• мультипликативные: умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция &
• умножение * , деление / , остаток от деления нацело % , конъюнкция &
• аддитивные: сложение + , вычитание - , дизъюнкция |
• сложение + , вычитание - , дизъюнкция |

Объявление переменной

позволяет задать ИМЯ и ТИП переменной, может быть выполнено в любом месте программы:

int a;

double x, y;

char c1, c2;

boolean f;

тип имя;

Оператор присваивания

позволяет задать ЗНАЧЕНИЕ переменной

выполняется СПРАВА налево:

• сначала вычисляется значение выражения; затем это значение записывается в переменную с указанным именем.
• сначала вычисляется значение выражения;
• затем это значение записывается в переменную с указанным именем.

ТИПЫ значения выражения и переменной должны СОВПАДАТЬ.

• ТИПЫ значения выражения и переменной должны СОВПАДАТЬ.

имя = выражение;

знак присваивания

!

Виды оператора присваивания

• традиционный:

• a = 10; b = a+8; b = b+1;
• a = 10;
• b = a+8;
• b = b+1;

• совмещенный с объявлением переменной (инициализация):

• int k = 0; double x = 3.5, pi = 3.14159;
• int k = 0;
• double x = 3.5, pi = 3.14159;

Виды оператора присваивания

• инкремент (увеличение значения целочисленной переменной на 1):

• k++; // постфиксная форма ++k; // префиксная форма
• k++; // постфиксная форма
• ++k; // префиксная форма

• декремент (уменьшение значения целочисленной переменной на 1):

• k -- ; // постфиксная форма -- k; // префиксная форма
• k -- ; // постфиксная форма
• -- k; // префиксная форма

Виды оператора присваивания

• запись выражения в левой части:

• k + = 5; // k = k + 5; n * =2; // n = n * 2;
• k + = 5; // k = k + 5;
• n * =2; // n = n * 2;

Вывод информации в консоль

СПРАВКА: Консо́ль  компьютера (англ.  console  - пульт управления) - это совокупность устройств (в том числе устройств ввода-вывода), обеспечивающая взаимодействие человека-оператора с компьютером.

Консоль - также разновидность текстового интерфейса (в противоположность графическому).

Вывод информации в консоль

используются методы print() и println() , примененные к объекту out класса PrintStream , созданному в общедоступном классе System :

System.out.print ( строка ) ; // выводит строку

System.out.println ( строка ) ; //выводит строку и символ перевода строки

Вывод информации в консоль – примеры:

System.out.print(“ Всем привет ”);

System.out.println(“ В “ + n+” сутках ” + ( n *24 ) + “ часов ” );

Числовые данные (и данные других примитивных типов) приводятся к строковому типу ( String ) автоматически (автоматически вызывается метод toString() ) .

!

Методы

(детально будут рассмотрены в более поздних лекциях).

Методы реализуют алгоритмы обработки данных (это подпрограммы: процедуры и функции).

Метод main

• должен присутствовать в классе-программе;
• является ТОЧКОЙ ВХОДА в программу – с него начинается исполнение;
• имеет описание:

public static void main (String [ ] args) {

… }

Пример простейшей программы

public class Hello {

public static void main (String [ ] args) {

System.out.println (“ Всем привет!!! ” ) ;

}

}

Пример другой простейшей программы

public class Simple {

public static void main (String [ ] args) {

int n=10;

System.out.println (“ В памяти переменная n имеет значение ” + n ) ;

n *=2;

System.out.println (“ А теперь переменная n имеет значение ” + n ) ;

}

}

Важное правило

Символ ; ( точка с запятой ) ставится ПОСЛЕ любого ОПЕРАТОРА.

Этот символ воспринимается компилятором как ПУСТОЙ ОПЕРАТОР (оператор, который «ничего не делает»).

!