Java - Podstawy Programowania.pdf - Programowanie - daniel27

Język JAVA

podstawy programowania

[43]

Na ogół łatwiej daje się człowiek

przekonać racjom, do których sam

doszedł, niż tym, które nastręczyły

się komuś innemu.

„Myśli” Blaise Pascal

Jacek Rumiński, 1999

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA - Wprowadzenie

Wprowadzenie

Język JAVA jest niewątpliwie najbardziej rozwijającym się obecnie

środowiskiem tworzenia aplikacji. Czerpie on to co najlepsze z takich języków jak

C++ czy Smaltalk przy zdecydowanie prostszej i bardziej czytelnej składni

(konstrukcji) programów. Zawiera elementy programowania zarówno strukturalnego

jak i obiektowego, zdarzeniowego jak i współbieżnego. Poprzez standardowe jak i

rozszerzone biblioteki wkracza w różnorodne rejony zastosowań takie jak np. karty

inteligentne i elektronika, systemy zarządzania bazami danych, obsługa

multimediów, Internet, grafika 3D, kryptografia, itd. Co więcej JAVA jest

niespotykanie bezpiecznym środowiskiem i umożliwia w znaczny sposób kontrolę i

sterowanie bezpieczeństwem. Zdecydowanie różni się od innych języków trzeciej

generacji tym, że jest językiem interpretowanym a nie kompilowanym. Oznacza to, że

powstały w wyniku kompilacji kod wynikowy nie jest programem jaki można

niezależnie uruchomić lecz stanowi tzw. Beta-kod, który jest interpretowany przez

Maszynę Wirtualną (JavaVM) pracującą w określonym środowisku. Ze względu na

kod nie istotne jest na jakim sprzęcie będzie uruchamiana aplikacja. Ważna jest tylko

Maszyna Wirtualna. Jest to niezwykle ciekawy pomysł umożliwiający odcięcie się od

wszystkich poziomów sprzętowo-programowych będących poniżej Maszyny

Wirtualnej. Koncepcja ta jest powszechna również w samym języku JAVA, dzięki

czemu poprzez stworzenie abstrakcyjnych klas i metod podstawowe biblioteki Javy

nie muszą być nieustannie rozbudowywane.

JAVA jest niewątpliwie językiem najbliższej przyszłości, warto więc poświęcić mu

trochę czasu.

Krótka historia Javy

1990 - Bill Joy w raporcie „Further” sugeruje SUNowi stworzenie środowiska

obiektowego na bazie C++,

1991 - W ramach projektu „Green” powstaje język OAK - „Object Application Kernel”

(James Gosling), przeznaczony dla aplikacji w elektronice powszechnego użytku,

1995 - zmiana nazwy na JAVA ze względu na zastrzeżenie nazwy OAK,

1996 - Pojawia się Netscape zgodny z Javą 1.0, Sun propaguję darmowe

środowisko JDK 1.0,

1999 - Java 2 Nowe oblicze Javy.

Główne źródła informacji o Javie w Internecie

http://java.sun.com , SUN, The source of Java Technology (źródło technologii Javy),

a w szczególności:

0-7

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA -

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA - Wprowadzenie

http://java.sun.com/docs/books/jls/, Gosling J., Joy B, Steele G. The Java

Language Specification. Addison-Wesley, 1996, (specyfikacja języka !!!),

http://java.sun.com/products/jdk/1.2 , SUN, Java 2 SDK software and

documentation site (strona źródłowa oprogramowania i dokumentacji Javy),

http://developer.java.sun.com/developer/infodocs /, SUN, On-line books &

Tutorials (książki i podręczniki do nauki Javy),

http://java.sun.com/docs/books/tutorial , SUN, The Java Tutorial (Podręcznik

Javy).

Forum użytkowników Javy, poradniki, testy, doświadczenia:

http://www.javaworld.com,

http://www.javareport.com,

http://www.jars.com,

http://www.gamelon.com,

http://www.javalobby.com

i wiele innych, których źródła nie można nawet wymienić.

Java platformą tworzenia i wykonywania aplikacji

Platformą nazywa się przeważnie pewną kombinację sprzętu i

oprogramowania umożliwiającą tworzenie i wykonywanie programów. Przyjęło się

powszechnie mówić o tzw. platformie sprzętowo-programowej. Platformę stanowi

więc komputer o danej konfiguracji oraz system operacyjny w środowisku którego

uruchamiana jest dowolna aplikacja. Przykładowe platformy to Intel PC + Windows

NT; Sun Ultra + Solaris; SGI O2 + Irix 6.4, itp. Konstrukcja platformy Javy jest

podobna, niemniej nie odnosi się bezpośrednio do sprzętu i systemu operacyjnego,

które stanowią dla niej pewną abstrakcję. Istotą platformy Javy jest zbiór dwóch

elementów: Java API (Application Programming Interfaces) - interfejsy tworzenia

aplikcaji oraz JavaVM (Virtual Machine) - maszyna wirtualna. Maszyna wirtualna

Javy jest rozwinięciem dotychczas używanego pojęcia platformy, stanowiąc pewną

nadbudowę. Maszyna wirtualna interpretuje kod wynikowy (Beta-kod) Javy do kodu

wykonywalnego danego systemu operacyjnego i komputera, którego jest

nadbudową. Oznacza to, że Maszyna Wirtualna jest interfejsem pomiędzy

uniwersalnym kodem Javy, a różnymi konfiguracjami komputerów. Ta różnorodność

systemów komputerowych wymaga różnorodności Maszyn Wirtualnych. Firma Sun

dostarcza obecnie Maszynę Wirtualną wersji Java 2 dla systemów operacyjnych

Windows95/98/NT oraz Solaris. Oczywiście interpretacja kodu właściwa dla danego

systemu operacyjnego (konwersja w locie Beta-kodu do kodu wykonywalnego)

wymaga odpowiednich bibliotek. Biblioteki klas, metod, pól, itp., zarówno te zależne

sprzętowo jak i te niezależne sprzętowo stworzone już w Javie znajdują się w postaci

skompilowanej w Java API. Podsumowując Java VM oraz Java API tworzą platformę

Javy zwane często środowiskiem uruchomieniowym aplikacji - Java Runtime Engine

(JRE).

0-8

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA -

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA - Wprowadzenie

program w Javie

Java API

Maszyna Wirtualna Javy

system komputerowy

Rysunek 1. Środowisko uruchomieniowe programu w Javie - platforma Javy.

Java - środowisko tworzenia aplikacji

Aby można było uruchomić aplikację na platformie Javy trzeba ją najpierw

stworzyć, po czym skompilować do Beta-kodu. Posługując się regułami języka Java

oraz zapleczem klas i metod powstaje kod źródłowy programu. W celu generacji

Beta-kodu program ten podaje się następnie kompilacji (np. kompilatorem „java”

firmy Sun w pełni stworzonego za pomocą języka Java). Dla potrzeb tworzenia

aplikacji SUN oferuje pakiet Java Development Kit (JDK lub Java SDK - Software

Development Kit), który składa się z JRE oraz narzędzi kompilacji i bibliotek.

Java - język programowania

Stworzenie programu w Javie polega na umiejętnym wykorzystaniu

znajomości reguł języka oraz bibliotek. Konstrukcja programu i reguły języka

przypominają znacznie język C. Programiści znający ten język z łatwością i

przyjemnością rozpoczną pracę z Javą. Dla znawców języka C miła będzie

informacja, że w Javie nie używa się w ogóle wskaźników, statycznego rezerwowania

i zwalniania pamięci itp. Program w Javie nie zawiesi się więc z uwagi na „Null

Pointer Assigment”. Bardzo istotne w konstrukcji programu jest znajomość

obsługiwanych typów. Ponieważ kod Javy jest niezależny od sprzętu, to również typy

danych są niezależne od sprzętu (platformy). Java jest językiem obiektowym, dzięki

czemu kod jest uniwersalny i bardzo czytelny. Nowością jaką niesie ze sobą Java

jest również tworzenie tzw. apletów. Aplet jest programem wykonywanym w

określonych ramach (nadbudowie Maszyny Wirtualnej). Aplet ma więc takie

możliwości jakie nadaje mu program uruchomieniowy. Przykładowe programy

uruchomieniowe to przeglądarki WWW np. Netscape, Internet Explorer. Kolejnym

nowym elementem konstrukcyjnym Javy jest to, że można kod grupować w liczne

wątki, które w wyniku interpretacji tworzą niezależnie wykonywane procesy

współdzielące czas procesora.

0-9

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA -

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA - Wprowadzenie

Opis środowiska Java 2 SDK

Proces tworzenia aplikacji Javy z pomocą dostarczanego przez Suna

środowiska Java 2 SDK można przedstawić następująco:

1. Napisanie z pomocą dowolnego edytora tekstu kodu źródłowego programu

zawierającego klasę publiczną o nazwie takiej samej (dokładnie takiej samej z

uwzględnieniem wielkości znaków) jak docelowa nazwa programu np. RycerzJedi.

2. Nagranie kodu źródłowego jako pliku o danej nazwie z rozszerzeniem .java, np.

RycerzJedi.java

javac - nazwa komilatora programów Javy stworzonego przez Suna

(kompilator napisany w Javie),

RycerzJedi.java - kod źródłowy programu do kompilacji (WAŻNE: podana

nazwa pliku musi zawierać rozszerzenie .java).

W Wyniku kompilacji powstanie plik lub zestaw plików z tym samym trzonem nazwy o

rozszerzeniu .class, np. RycerzJedi.class.

java - nazwa interpretatora Javy stworzonego przez Suna, inaczej

uruchomienie Maszyny Wirtualnej,

RycerzJedi - nazwa pliku z Beta-kodem programu w Javie kompilacji

(WAŻNE: podana nazwa pliku nie może zawierać rozszerzenia .class).

W celu kompilacji i uruchomienia programu napisanego w języku Java użyto w

powyższym przykładzie dwóch podstawowych narzędzi pakietu Java 2 SDK: javac

oraz java. Kompilator „javac” (często nazywany „Jawak”) jest nieodzowną częścią

pakietu SDK, podczas gdy interpretator „java” stanowi specyficzną dl adanej

platformy część pakietu środowiska uruchomieniowego Java Runtime Engine.

Wynika stąd, że po instalacji pakietu Java SDK interpretator „java” będzie znajdował

się zarówno w części JRE (niezależnej od tworzenia aplikacji) jak i w zbiorze

narzędzi tworzenia aplikacji. Przykładowo katalog zawierający Java 2 SDK wygląda

następująco:

<DIR> bin

<DIR> demo

<DIR> include

<DIR> include-old

<DIR> jre

<DIR> lib

935 COPYRIGHT

0-10

Jacek Rumi ń ski - J ę zyk JAVA -

3. Kompilacja kodu źródłowego zawartego w pliku z rozszerzeniem .java do pliku

docelowego o rozszerzeniu .class zawierającego Beta-kod np.

c:\ javac RycerzJedi.java

gdzie:

4. Uruchomienie w środowisku interpretatora Beta-kodu, np.

c:\ java RycerzJedi

gdzie:

Java - Podstawy Programowania.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: