Материал: LW №7. Java. Foundations
В данном случае адресатом оператора цикла for служит блок кода, а не единственный оператор. Таким образом, на каждом шаге цикла будут выполняться три оператора из блока кода. Об этом свидетельствует и результат выполнения программы.
Блоки кода обладают дополнительными свойствами и областями применения. Но их основное назначение – создание логически неразрывных единиц кода.
ПРОБЕЛЫ
Java – язык свободной формы. Это означает, что при написании программы не нужно следовать каким-то специальным правилам в отношении отступов. Например, программу Example можно было бы написать в одной строке или любым другим способом. Единственное обязательное требование – наличие, по меньшей мере, одного пробела
между всеми лексемами, которые еще не разграничены оператором или разделителем. В языке Java пробелами считаются символы пробела, табуляции или новой строки.
ИДЕНТИФИКАТОРЫ
Для именования классов, методов и переменных служат идентификаторы. Идентификатором может быть любая последовательность строчных и прописных букв, цифр или символов подчеркивания и денежной единицы. Идентификаторы не должны начинаться с цифры, чтобы компилятор не путал их с числовыми константами. В Java учитывается регистр символов, и поэтому VALUE и Value считаются разными идентификаторами. Несколько допустимых идентификаторов: AvgTemp, count, a4, $test, this_is_ok. Следующие идентификаторы недопустимы: 2count, high-temp, Not/ok. Начиная с версии JDK 8, один знак подчеркивания не
рекомендуется употреблять в качестве идентификатора.
ЛИТЕРАЛЫ
ВJava постоянное значение задается его литеральным представлением.
Вкачестве примера можно привести несколько литералов: 100, 98.6, 'X', "This is a test". Первый литерал в данном примере обозначает целочисленное значение, следующий – числовое значение с плавающей точкой, третий – символьную константу, а последний – строковое значение. Литерал можно использовать везде, где допустимо применение значений данного типа.
РАЗДЕЛИТЕЛИ
ВJava допускается применение нескольких символов в качестве
разделителей. Чаще всего в качестве разделителя употребляется точка с запятой. Но, как следует из приведенных ранее примеров программ, точка с
11
запятой употребляется также для завершения строк операторов. Символы, допустимые в качестве разделителей, перечислены в таблице ниже.
Таблица – Символы, допустимые в качестве разделителей
Символ |
Назначение |
() |
Употребляются для передачи списков параметров в определениях и вызовах |
|
методов. Применяются также для обозначения операции приведения типов и |
|
предшествования операторов в выражениях, употребляемых в управляющих |
|
операторах |
{} |
Употребляются для указания значений автоматически инициализируемых |
|
массивов, а также для определения блоков кода, классов, методов и локальных |
|
областей действия |
[] |
Употребляются для объявления типов массивов, а также при обращении к |
|
элементам массивов |
; |
Завершает операторы |
, |
Разделяет последовательный ряд идентификаторов в объявлениях |
|
переменных. Применяются также для создания цепочек операторов в |
|
операторе цикла for |
. |
Употребляется для отделения имен пакетов от подпакетов и классов, а также |
|
для отделения переменной или метода от ссылочной переменной |
БИБЛИОТЕКИ КЛАССОВ JAVA
Вприведенных примерах программ использовались два встроенных метода println() и print(). Эти методы доступны по ссылке System.out на класс System, который является стандартным Java и автоматически включается в прикладные программы. В более широком смысле среда Java опирается на несколько встроенных библиотек классов, содержащих многие встроенные методы, обеспечивающие поддержку таких операций, как ввод-вывод, обработка символьных строк, работа в сети и отображение графики. Стандартные классы обеспечивают также поддержку графического пользовательского интерфейса. Таким образом, среда Java в целом состоит из самого языка Java и набора его стандартных классов. Библиотеки классов предоставляют большую часть функциональных возможностей среды Jаvа.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА JAVA
Внастоящее время в языке Java определено довольно много ключевых слов (таблица ниже), которые вместе с синтаксисом операторов и разделителей образуют основу языка Java. Их нельзя использовать ни в качестве идентификаторов, ни для обозначения имен переменных, классов или методов.
Таблица – Ключевые слова Java
abstract |
continue |
for |
new |
switch |
assert |
default |
goto |
package |
synchronized |
boolean |
do |
if |
private |
this |
break |
double |
implements |
protected |
throw |
12
byte |
else |
import |
public |
throws |
case |
enum |
instanceof |
return |
transient |
catch |
extends |
int |
short |
try |
char |
final |
interface |
static |
void |
class |
finally |
long |
strictfp |
volatile |
const |
float |
native |
super |
while |
Кроме ключевых слов, в Java зарезервированы также слова true, false и null. Они представляют значения, определенные в спецификации языка Jаvа. Их нельзя использовать для обозначения имен переменных, классов и т.п. Рассмотрим ключевые слова Java разделённые по группам.
Примитивные типы данных: byte, short, int, long, char, float, double, boolean
Циклы и ветвления: if, else, switch, case, default, while, do, break, continue, for
Исключения: try, catch, finally, throw, throws Области видимости: private, protected, public
Объявление \ Импорт: import, package, class, interface, extends, implements, static, final, void, abstract, native
Создание \ Возврат \ Вызов: new, return, this, super Многопоточность: synchronized, volatile
Ключевые слова, которые не вошли ни в одну из групп: const, goto, instanceof, enum, assert, transient, strictfp.
Java является объектно-ориентированным языком программирования. ООП — методология программирования, основанная на представлении программного продукта в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром конкретного класса. ООП использует в качестве базовых элементов взаимодействие объектов.
Объект — именованная модель реальной сущности, обладающая конкретными значениями свойств и проявляющая свое поведение. Объектноориентированное программирование основано на принципах:
—инкапсуляции;
—наследования;
—полиморфизма, в частности, «позднего связывания».
ВJava все объекты программы расположены в динамической памяти
—куче данных (heap) и доступны по объектным ссылкам, которые, в свою очередь, хранятся в стеке (stack). Это решение исключило непосредственный доступ к памяти, но усложнило работу с элементами массивов и сделало ее менее эффективной по сравнению с программами на C++. В свою очередь, в Java предложен усовершенствованный механизм работы с коллекциями, реализующими основные динамические структуры данных. Необходимо отметить, что объектная ссылка языка Java содержат информацию о классе объекта, на который она ссылается, так что объектная ссылка — это не
13
указатель, а дескриптор (описание) объекта. Наличие дескрипторов позволяет JVM выполнять проверку совместимости типов на фазе интерпретации кода, генерируя исключение в случае ошибки. В Java изменена концепция организации динамического распределения памяти:
отсутствуют способы программного освобождения динамически выделенной памяти. Вместо этого реализована система автоматического освобождения памяти (сборщик мусора), выделенной с помощью оператора new. Программист может только рекомендовать системе освободить выделенную динамическую память.
В отличие от C++, Java не поддерживает множественное наследование классов, перегрузку операторов, беззнаковые целые, прямое индексирование памяти и, как следствие, указатели. В Java
существуют конструкторы, но отсутствуют деструкторы (применяется автоматическая сборка мусора), не используется оператор goto и слово const, хотя они являются зарезервированными словами языка.
ОСНОВЫ КЛАССОВ И ОБЪЕКТОВ JAVA
Классы в языке Java объединяют поля класса, методы, конструкторы, логические блоки и внутренние классы. Основные отличия от классов C++: все функции определяются внутри классов и называются методами; невозможно создать метод, не являющийся методом класса, или объявить метод вне класса; спецификаторы доступа public, private, protected воздействуют только на те объявления полей, методов и классов, перед которыми они стоят, а не на участок от одного до другого спецификатора, как в С++; элементы по умолчанию не устанавливаются в private, а доступны для классов из данного пакета. Объявление класса имеет вид:
[спецификаторы] class ИмяКласса [extends СуперКласс] [implements список_интерфейсов] {
/* определение класса */
}
Спецификатор доступа к классу может быть public (класс доступен в данном пакете и вне пакета), final (класс не может иметь подклассов), abstract (класс может содержать абстрактные методы, объект такого класса создать нельзя). По умолчанию, если спецификатор класса не задан, то он устанавливается в дружественный (friendly, default). Такой класс доступен только в текущем пакете. Спецификатор friendly при объявлении вообще не используется и не является ключевым словом языка. Это слово используется в сленге программистов, чтобы как-то коротко обозначить значение по умолчанию.
Класс наследует все свойства и методы суперкласса, указанного после ключевого слова extends, и может включать множество интерфейсов, перечисленных через запятую после ключевого слова implements.
14
Интерфейсы очень похожи на абстрактные классы, содержащие только константы и сигнатуры методов без их реализации.
Все классы любого приложения условно разделяются на две группы: классы — носители информации и классы, работающие с информацией. Классы, обладающие информацией, содержат данные о предметной области приложения. Например, если приложение предназначено для управления воздушным движением, то предметной областью будут самолеты, пассажиры и пр. При проектировании классов информационных экспертов важна инкапсуляция, обеспечивающая значениям полей классов корректность информации. У класса House, например, может быть поле numberWindows, значение которого не может быть отрицательным. С помощью инкапсуляции ключевым словом private закрывается прямой доступ к значению поля через объект, а метод, отвечающий за инициализацию значения поля, будет выполнять проверку входящего значения на корректность. В качестве примера с нарушением инкапсуляции можно рассмотреть класс Coin в приложении по обработке монет.
//Пример №6. Использование класса package by.bsuir.java.first; class Coin {
public double diameter; // нарушение инкапсуляции private double weight; // правильная инкапсуляция public double getDiameter() {
return diameter;
}
public void setDiameter(double value) { if (value > 0) {
diameter = value; } else {
diameter = 0.01; // значение по умолчанию
}
}
//некорректно: неправильное имя метода (это метод getWeight) public double takeWeight() {
return weight;
}
public void setWeight(double weight) { this.weight = weight;
}
}
Класс Coin содержит два поля diameter и weight, помеченные как public и private соответственно. Значение поля weight можно изменять только при помощи методов, например, setWeight().
Поле diameter доступно непосредственно через объект класса Coin. Поле, объявленное таким способом, считается объявленным с нарушением
15