Bevezetés a Java programozási nyelvbe

Miskolci Egyetem Általános Informatikai Tanszák

Bevezetés a Java programozási nyelvbe Ficsor Lajos Miskolci Egyetem Általános Informatikai Tanszék Ficsor Lajos

Bevezetés a Java programozási nyelvbe

JAVABEV /

1

Egy kis történelem 1. • 1990-es évek eleje: a SUN belső project-je (set top box) platform-független technológia szükségessége. Egyik akkori nyelv sem volt megfelelő, ezért terveztek egy újat. • 1990-es évek közepe: az Internet rohamos terjedése újra felvetette a platform-független technológia szükségességét újraéledt a project, de általánosabb célkitűzéssel

Ficsor Lajos


JAVABEV /

2

JAVABEV /

3

Egy kis történelem 2. • 1995: Java 1 platform • 1999: Java 2 platform • Jelenleg: (2000. november) – J2SDK 1.4

A Java egyszerre • programozási nyelv • platform

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


CBEV/ 1


A Java nyelv Platform-független magas szintű programozási nyelv • objektum-orientált • egyszerű • elosztott (distributed) • interpretált (de speciális módon) • robosztus • biztonságos • hordozható • architektúra független • többszálú (multithreaded) Ficsor Lajos


JAVABEV /

4

A Java egyszerre fordított és interpretált JVM

Forráskód Ficsor Lajos

Byte kód

Gépi kód


JAVABEV /

5

JAVABEV /

6

A Java mint platform • A Java egy tisztán software megvalósítású platform is. Két része van • a Java virtuális gép (JVM) • a Java alkalmazási interface (Java API)

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


CBEV/ 2


Java program és applet Java program: Java-fordítóval készült önálló alkalmazás. • az adott architektúrán futó JVM hajtja végre • mindazon jogokkal rendelkezik, mint bármely más alkalmazás Applet: HTML oldalba ágyazott Java-kód • a HTML oldal értelmezője (a böngésző) hajtja végre (a böngésző valósítja meg a JVM-et) • korlátozott jogokkal rendelkezik Ficsor Lajos


JAVABEV /

7

JAVABEV /

8

A Java API Részei: • alapvető funkciók (objektumok, stringek stb.) • applet-ek • hálózat-kezelés (URL, TCP, UDP, RMI) • többnyelvűség • biztonság • software komponensek (JavaBeans) • objektum szerializáció (perzisztencia) • Java Database Connectivity (JDBC) Ficsor Lajos


A "Hello World" program class HelloWorld { public static void main( String args[] ) { System.out.println( "Hello" ); if ( args.length == 1 ) System.out.println( "World!" ); else System.out.println( args[0] + "!" ); } } Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

9

CBEV/ 3


Típusok Ugyanazok az alaptípusok, mint a C++ nyelvben, de • pontosan specifikált helyfoglalással • pontosan specifikált ábrázolási móddal • minden alaptípusnak létezik egy megfelelő befoglaló osztálya is, hogy ahol osztálytípus szükséges, ott az legyen alkalmazható

Ficsor Lajos


JAVABEV /

10

Operátorok, műveletvégzés A pointerekhez kapcsolódó operátorok kivételével ugyanaz, mint C++ -ban. Különbségek: • két új operátor ( >>> és instanceOf) • balról jobbra szabály a kifejezések kiértékelésénél • a kifejezésekben pontos típusegyezés szükséges • tagkiválasztás mindig a . (pont) operátor • nincs scope operátor

Ficsor Lajos


JAVABEV /

11

Utasítások Gyakorlatilag ugyanazok. mint a C++ utasításai, de • a break és a continue címkézhető • nincs goto utasítás

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

12

CBEV/ 4


Osztályok • Egy gyökerű: minden definiált osztály implicite az Object osztály leszármazottja. • Csak egy ősosztály lehet! • Osztály definíció: kulcsszó class nev extends bazis { .. }

• kulcsszó: abstract vagy static • Metódusok: csak belső definíció • Láthatósági kulcsszó: csak az adott mezőre érvényes. Alapértelmezés: protected Ficsor Lajos


JAVABEV /

13

Objektumok 1. • Egy osztály típusú változó mindig referencia típusú. • Objektum létrehozása mindig a new operátorral • Egy osztály típusú változó definiálása csak referenciát hoz létre, objektumot nem. • Értékadás: két referencia közötti értékadás után a két változó ugyanarra az objektumra hivatkozik

Ficsor Lajos


JAVABEV /

14

JAVABEV /

15

Objektumok 2. • Az objektumok közötti értékadást a clone metódussal tudjuk elérni – minden osztály az Object ősosztályból örökli – a programozó szükség esetén átdefiniálhatja. class A{ .. }; A a, b; a = new A(); b = a; //Egy objektum két névvel! b = a.clone(); //a b egy új objektum //referenciája Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


CBEV/ 5


Szemétgyűjtés • Minden objektum csak referencián keresztül érhető el. • Ha egy objektumra egyetlen referencia sem hivatkozik, akkor az elveszett a program számára. • Minden Java program egyik szálaként fut egy szemétgyűjtő algoritmus, amely előbb-utóbb törli a memóriából a hivatkozás nélküli objektumokat. • Java-ban nincs értelme az objektum törlésének, csak a rá való hivatkozást kell megszüntetni. Ficsor Lajos


JAVABEV /

16

Interface 1. • Az interface tagjainak csak deklarációja van, nincs definíciója. • C++ -ban az absztrakt osztály a megfelelője • Bármely osztály implementálhat egy vagy több interface-t. Az osztály feladata az interface elemeinek definíciója. • Ezzel megvalósítható a többszörös öröklésnek megfelelő kapcsolatrendszer Ficsor Lajos


JAVABEV /

17

Interface 2. Példa: interface A{ int a; void fgv( void ); } class B implements A{ .. } class C implements A{ .. }

• Ezután A típusú referenciával mind B, mind C típusú objektumot elérhetünk. Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

18

CBEV/ 6


Kivételek 1. • Hasonló mechanizmus, mint a C++ nyelvben, de szigorúbb szabályokkal. • Egy függvény definíciójában mindig fel kell sorolni azokat a kivételeket, amelyek explicite keletkezhetnek a függvény végrehajtása során. class A { int a; void fgv( void ) throws RunTimeException { .. }; } Ficsor Lajos


JAVABEV /

19

Kivételek 2. A kivételeket lehet • elkapni: try { a.fgv(); } catch( RunTimeException ex ) { .. };

Ficsor Lajos


JAVABEV /

20

Kivételek 3. • továbbterjeszteni void fgv1( void ) throws RunTimeExceprion { . . a.fgv(); }

Más lehetőség nincs, tehát • nem lehet lekezeletlen kivétel a programban • a szabályok betartását már a fordító is ellenőrzi Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

21

CBEV/ 7


Modularitás a Java nyelvben • A Java-ban a programok tagolásának eszköze a csomag (package). • Minden csomagnak saját névtere van • A Java-ban a csomagokban lehetnek alcsomagok, a csomagszerkezet fastruktúrát alkot • A csomag tartalmát a fordítási egységek adják meg. A fordítási egységekben találhatók a csomaghoz tartozó kódok, azaz típusok (osztályok és interface-ek) definíciói. Ficsor Lajos


JAVABEV /

22

Hivatkozások • A csomagokra hierarchikus szerkezetű azonosítóval hivatkozhatunk. Az A csomag B alcsomagjában levő C alcsomag: A.B.C • Az egyes csomagokban található típusokra teljesen analóg módon hivatkozhatunk. Például a fenti csomagban definiált T típus: A.B.C.T Ficsor Lajos


JAVABEV /

23

Csomagok és fordítási egységek 1. Csomagok és fordítási egységek összerendelése: • leképezés az operációs rendszer file-rendszerére • tárolás adatbázisban. A továbbiakban az első megoldással foglalkozunk. • A fordítási egységek file-ok .java kiterjesztéssel • a csomag-alcsomag nevek pedig katalógus nevek, amelyekből útvonal generálódik

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

24

CBEV/ 8


Csomagok és fordítási egységek 2. • A fenti példában említett A.B.C csomag megkeresése a következőképpen történik: – egy előre kijelölt katalógus A alkatalógusának B alkatalógusában a Java fordító a C.java filet-keresi – a lefordított byte-kódot ugyanoda C.class néven helyezi el.

• Hálózati csomag: az első csoportnév nagybetű: HU.uni-miskolc.iit.queen.ficsor.javap

Ficsor Lajos


JAVABEV /

25

JAVABEV /

26

A fordítási egység szerkezete 1. • Egy fordítási egység az alábbi részekből áll csomagdeklaráció importdeklarációk típusdeklarációk • Csomagnév megadása (csomagdeklaráció) package csomagnév

Ficsor Lajos


A fordítási egység szerkezete 2. • Egy másik csomagban deklarált publikus típust a teljes azonosítójával kell megnevezni. Ezt rövidíthetjük az adott típust importálásával import A.B.C.T • Egy csomag valamennyi típusát is importálhatjuk import A.B.C.* • Minden programba automatikusan importálódik a java.lang csomag. Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

27

CBEV/ 9


A Java osztály könyvtár • A Java fejlesztő környezet számos csomagot tartalmaz, amelyekben hasznos, általános célú típusok (osztályok és interface-ek) találhatók. • A Java nyelv hatékony alkalmazásához szükséges a kész osztályok használatának elsajátítása. • A Java API-t implementáló osztályok a java csomag különböző alcsomagjaiban találhatók

Ficsor Lajos


JAVABEV /

28

A java.lang csomag Automatikusan importálódik. Tartalmazza • az osztályhierarchia gyökerét jelentő Object osztályt, • az alaptípusokat implementáló osztályokat • a futtatáshoz, kivételkezeléshez és a futás közbeni biztonsági ellenőrzésekhez szükséges magas szintű osztályokat.

Ficsor Lajos


JAVABEV /

29

JAVABEV /

30

A java.io csomag • alapvető input/output műveleteket • file kezelési műveleteket végző osztályokat tartalmaz.

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


CBEV/ 10


A java.util csomag Hasznos, bár egymáshoz logikailag lazán kapcsolódó osztályok gyűjteménye. • idő-dátum kezelés • string kezelés • megfigyelő és megfigyelt objektumok • dinamikus tömb és verem • véletlenszám generátor • stb. Ficsor Lajos


JAVABEV /

31

JAVABEV /

32

JAVABEV /

33

A java.awt csomag Abstract Windowing Toolkit Platform független felhasználói interface komponensek • megjelenítésére, • kezelés • új komponensek létrehozása

Ficsor Lajos


A java.net csomag A hálózatkezelést lehetővé tevő osztályok gyűjteménye. • TCP szinten • URL-eken keresztül, • a szokásos protokollok segítségével.

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


CBEV/ 11


A java.applet csomag • A beágyazott Java programok (appletek) készítéséhez

Ficsor Lajos


JAVABEV /

34

A JavaBeans • A komponens alapú programozás lehetőségét teremti meg. Java-ban íródott. • Alapvető cékitűzései: − újrafelhasználható software komponensek, ezen belül fejlettebb GUI komponensek (Swing) − Java appletek együttműködése egymással és a böngésző egyéb komponenseivel − Java programok összekapcsolása más komponensalapú rendszerekkel (OLE, ActiveX, OpenDoc támogatás) − elosztott alkalmazások készítése (CORBA, DCOM technológiák támogatása) Ficsor Lajos


JAVABEV /

35

Az alap fejlesztő környezet • A minimális környezet, (a JDK), az alábbiakból áll: − parancssoros Java fordító egy szövegszerkesztővel − debugger − A Java API-t implementáló alapcsomagok − egy böngésző vagy segédprogram az appletek futtatásához − a JVM (Java virtuális gép) implementációja a Java programok futtatásához − dokumentáció (online formában és számos könyv alakjában is rendelkezésre áll) Ficsor Lajos

Ficsor Lajos


JAVABEV /

36

CBEV/ 12


Az alap futtató környezet • Java programok futtatásához szükséges a JRE (Java Runtime Environment) – a virtuális gépet implementáló program – az alaposztályok

• A Java filozófiájából adódóan a fejlesztés és a futtatás környezete különböző lehet. Ha tehát valamilyen platformra csak a JRE van implementálva, az alkalmas Java programok futtatására, legfeljebb másik platformon kell fejleszteni. Ficsor Lajos


JAVABEV /

37

Fejlesztő eszközök • A fejlesztési munka megkönnyítésére számos komplett fejlesztő környezet létezik (kereskedelmi vagy szabad software). Az ismertebbek Név Visual Age

Gyártó IBM

Visual cafe Visual Studio J++ Forte for Java JBuilder

Symantec Microsoft Sun Borland

Ficsor Lajos

Ficsor Lajos

Platform Win32, OS/2, különféle UNIX platformok Win32 Win32 (elavul a C# miatt) Solaris, Linux, Win32 Win32, Solaris, Linux


JAVABEV /

38

CBEV/ 13

Bevezetés a Java programozási nyelvbe

Recommend Documents