Programare in java!

[gessle]

Ce este Java ?

Limbajul de programare Java

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

• simplitate, elimina supra�ncarcarea operatorilor, mostenirea multipla si toate "facilitatile" ce pot provoca scrierea unui cod confuz.
• robustete, elimina sursele frecvente de erori ce apar in programare prin eliminarea pointerilor, administrarea automata a memoriei si eliminarea fisurilor de memorie printr-o procedura de colectare a 'gunoiului' care ruleaza �n fundal. Un program Java care a trecut de compilare are proprietatea ca la executia sa nu "crapa sistemul".
• complet orientat pe obiecte - elimina complet stilul de programare procedural
• usurinta in ceea ce priveste programarea in retea
• securitate, este cel mai sigur limbaj de programare disponibil �n acest moment, asigur�nd mecanisme stricte de securitate a programelor concretizate prin: verificarea dinamica a codului pentru detectarea secventelor periculoase, impunerea unor reguli stricte pentru rularea programelor lansate pe calculatoare aflate la distanta, etc
• este neutru din punct de vedere arhitectural
• portabililtate, cu alte cuvinte Java este un limbaj independent de platforma de lucru, aceeasi aplicatie ruland, fara nici o modificare, pe sisteme diferite cum ar fi Windows, UNIX sau Macintosh, lucru care aduce economii substantiale firmelor care dezvolta aplicatii pentru Internet.
• compilat si interpretat
• asigura o performanta ridicata a codului de octeti
• permite programarea cu fire de executie (multitheaded)
• dinamicitate
• este modelat dupa C si C++, trecerea de la C, C++ la Java fac�ndu-se foarte usor.
• permite creearea unor documente Web �mbunatatite cu animatie si multimedia.

Java : un limbaj compilat si interpretat

In functie de modul de executie al programelor, limbajele de programare se �mpart �n doua categorii :

• interpretate : instructiunile sunt citite linie cu linie de un program numit interpretor si traduse �n instructiuni masina; avantaj : simplitate; dezavantaje : viteza de executie redusa
• compilate : codul sursa al programelor este transformat de compilator �ntr-un cod ce poate fi executat direct de procesor; avantaj : executie rapida; dezavantaj : lipsa portabilitatii, codul compilat �ntr-un format de nivel scazut nu poate fi rulat dec�t pe platforma pe care a fost compilat.

Programele Java sunt fi at�t interpretate c�t 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 �n 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) �n care trebuie sa se gaseasca metoda main. Clasele aplicatiei se pot gasi fie �ntr-un singur fisier, fie �n mai multe.
2. Salvarea fisierelor sursa Se va face �n 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 �ntre 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 c�te un fisier separat pentru fiecare clasa a programului; acestea au extensia .class si sunt plasate �n 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 �nsa omisa extensia .class asociata acesteia.
   java FirstApp
   Rularea unei aplicatii care nu foloseate interfata grafica, se va face �ntr-o fereastra sistem.

Crearea unui applet

Crearea structurii de fisere si compilarea applet-urilor sunt identice ca �n cazul aplicatiilor. Difera �n schimb structura programului si modul de rulare al acestuia. Scrierea codului sursa si salvarea �n 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);
}
}

[gessle]

1. Salvarea se va face �n 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 �n mod nativ folosind setul de caractere Unicode. Acesta este un standard international care �nlocuieste vechiul set de caractere ASCII si care foloseste pentru reprezentarea caracterelor 2 octeti, ceea ce �nseamna 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 fac�ndu-se prin \uxxxx, unde xxxx reprezinta codul caracterului.

• Ex:
• \u0030 - \u0039 : cifre ISO-Latin 0 - 9
• \u0660 - \u0669 : cifre arabic-indic 0 - 9
• \u4e00 - \u9fff : litere din alfabetul Han (Chinez, Japonez, Coreean)

Cuvinte cheie

Cuvintele rezervate �n Java sunt cele din C++, cu c�teva exceptii
Identificatorii

Sunt secvente nelimitate de litere si cifre Unicode, �ncepand cu o litera. Identificatorii nu au voie sa fie identici cu cuvintele rezervate.
Literalii (constantele)

• Literalii pot fi de urmatoarele tipuri
• literali �ntregi
  Sunt acceptate 3 baze de numeratie : baza 10, baza 16 (�ncep cu caracterele 0x) si baza 8 (�ncep cu cifra 0) si pot fi de doua tipuri:
  
  • normali, (se reprez pe 4 octeti - 32 biti)
  • lungi (8 octeti - 64 biti) : se termina cu caracterul L (sau l).
  
  
• literali flotanti
  Pentru ca un literal sa fie considerat flotant el trebuie sa aiba cel putin o zecimala dupa virgula, sa fie �n notatie exponentiala sau sa aiba sufixul F sau f pentru valorile normale (reprez. pe 32 biti), respectiv D sau d pentru valorile duble (reprez. pe 64 biti)
• literali logici
  true : valoarea booleana de adevar
  false : valoarea booleana de fals
  Atentie: spre deosebire de C++, literalii �ntregi 1 si 0 nu mai au rolul de adevarat si false
• literali caracter
  Un literal de tip caracter este utilizat pentru a exprima caracterele codului Unicode. Reprezentarea se face fie folosind o litera, fie o secventa escape scrisa �ntre apostrofuri. Secventele escape permit reprezentarea caracterelor care nu au reprezentare grafica si reprezentarea unor caractere speciale precum backslash, caracterul apostrof, etc

[gessle]

• literali siruri de caractere
  Un literal sir de caractere este format din zero sau mai multe caractere �ntre ghilimele. Caracterele care formeaza sirul de caractere pot fi caractere grafice sau secvente escape ca cele definite la literalii caracter. Daca sirul este prea lung el poate fi scris ca o concatenare de subsiruri de dimensiune mai mica. Concatenarea sirurilor se face cu operatorul + ("Ana " + " are " + " mere "). Sirul vid este "". Dupa cum vom vedea, orice sir este de fapt o instanta a clasei String, definita �n pachetul java.lang.

Separatori

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

• atribuirea: =
• operatori matematici: +, -, *, /, %
  Este permisa notatia prescurtata de forma lval op= rval (ex: n += 2)
  Exista operatorii pentru autoincrementare si autodecrementare (post si pre)
  ex: x++, ++x, n--, --n
  Observatie: evaluarea expresiilor logice se face prin metoda scurtcircuitului (evaluarea se opreste �n momentul �n care valoarea de adevar a expresiei este sigur determinata)
• operatori logici: &&(and), ||(or), !(not)
• operatori relationali: <, <=, >, <=, ==, !=
• operatori pe biti: & (and), |(or), ^(xor), ~(not)
• operatori de translatie <<, >>, >>> (shift la dreapta fara semn)
• operatorul if-else: expresie_logica ? val_pt_true : val_pt_false ;
• operatorul , (virgula) folosit pentru evaluarea secventiala a operatiilor int x=0, y=1, z=2;
• operatorul + pentru concatenarea sirurilor: String s="abcd"
  int x=100;
  System.out.println(s + " - " + x);
• operatori pentru conversii (cast) : (tip_de_data) int i = 200;
  long l = (long)i; //widening conversion - conversie prin extensie
  long l2 = (long)200;
  int i2 = (int)l2; //narrowing conversion - conversie prin contractie

Comentarii

In Java exista trei feluri de comentarii:

• Comentarii pe mai multe linii, �nchise �ntre /* si */.
• Comentarii pe mai multe linii care tin de documentatie, �nchise �ntre /** si */. Textul dintre cele dou� secvente este automat mutat �n documentatia aplicatiei de catre generatorul automat de documentatie javadoc.
• comentarii pe o singura linie care �ncep cu //.

Observatii:

1. nu putem sa scriem comentarii �n interiorul altor comentarii.
2. nu putem introduce comentarii �n interiorul literalilor caracter sau sir de caractere.
3. secventele /* si */ pot sa apara pe o linie dupa secventa // dar �si pierd semnificatia; la fel se �nt�mpl� cu secventa // �n comentarii care �ncep cu /* sau /**.

Tipuri de date

In Java tipurile de date se �mpart �n 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, �nsa, pentru usurinta programarii, mai exista si asa numitele tipurile primitive de date, care sunt cele uzuale :

• aritmetice
  
  • �ntregi: byte (1 octet), short (2), int (4), long (8)
  • reale: float (4 octeti), double (8)
  
  
• caracter : char (2 octeti)
• logic : boolean (true si false)

In alte limbaje formatul si dimensiunea tipurilor primitive de date folosite �ntr-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, �n 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 �si mai au rostul at�t timp c�t tipurile compuse de date sunt formate �n Java prin intermediul claselor.

[gessle]

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,adica 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 �n care sunt declarate variabile se �mpart �n urmatoatele categorii:

1. Variabile membre, declarate �n interiorul unei clase, vizibile pentru toate metodele clasei respective si pentru alte clase �n functie de nivelul lor de acces (vezi "Declararea variabilelor membre")
2. Variabile locale, declarate �ntr-o metoda sau �ntr-un bloc de cod, vizibile doar �n metoda/blocul respectiv
3. Parametri metodelor, vizibili doar �n metoda respectiva
4. Parametrii de la tratarea exceptiilor

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

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

[gessle]

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 �l 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 fac�ndu-se automat �n 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 �ntre 0 si n-1
Nu sunt permise constructii de genul Tip numeVector[dimensiune], alocarea memoriei fac�ndu-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 cuv�ntului 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 �n 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 �n 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 oric�te argumente de la linia de comanda �n 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 �n 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 �l 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 �n care sunt mai multe, argumentele trebuie separate prin spatii iar daca unul dintre argumente contine spatii, atunci el trebuie pus �ntre 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, �n cazul �n 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, �ntruc�t �n Java numele aplicatiei este numele clasei principale, adica a clasei �n 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 �n care unele dintre acestea reprezinta valori numerice ele vor trebui convertite din siruri �n numere. Acest lucru se realizeaza cu metode de tipul parseXXX aflate �n clasa corespunzatoare tipului �n care vrem sa facem conversia: Integer, Float, Double, etc.
Sa consideram, de exemplu, ca aplicatia Power ridica un numar real la o putere �ntreaga, argumentele fiind trimise de la linia de comanda:
java Power "12.1" "3" //ridica 12.1 la puterea 3
Conversia celor doua argumente �n 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 �n cazul �n care sirul primit ca parametru nu reprezinta un numar de tipul respectiv.

P.S.Controlul executiei in java se aseamna cu cele din C!

===va urma===