Java pro geoinformatiky. Tomáš Bayer, Michal Schneider

Java pro geoinformatiky Tomáˇs Bayer, Michal Schneider

Obsah 1 Neˇ z zaˇ cneme programovat...

7

1.1

Charakteristika Javy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.2

Pouˇzit´ı Javy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.3

Verze Javy

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.4

Vizu´ aln´ı v´ yvojov´ a prostˇred´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.5

Komponenty jazyka Java

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.6

Java a jej´ı specifika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

2 Prvn´ı program v jazyce Java 2.1

2.2

14

Tvorba dokumentace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.1.1

Javadoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

Bal´ıˇcky v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.2.1

18

Pr´ ace s bal´ıˇcky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Datov´ e typy a promˇ enn´ e v Javˇ e 3.1

20

Základn´ı datové typy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

3.1.1

Celoˇc´ıselné datové typy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

3.1.2

Znakov´ y typ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

3.1.3

ˇ ezcové konstanty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Retˇ

22

3.1.4

Logick´ y datov´ y typ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.2

Reálné datové typy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.3

Deklarace promˇenn´ ych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

3.4

Pˇriˇrazov´ an´ı a pˇretypov´ an´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.5

Oper´ atory v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

3.6

Matematické metody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

3.7

Práce se standardn´ım form´ atovan´ ym vstupem a v´ ystupem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

3.7.1

29

Form´ atovan´ y v´ ystup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

OBSAH 3.7.2

Standardn´ı form´ atovan´ y vstup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

3.8

Pˇr´ıkazy v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3.9

Pole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3.9.1

33

Kop´ırov´ an´ı pol´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Vˇ etven´ı programu a opakov´ an´ı 4.1

4.2

Pˇrehled pˇr´ıkaz˚ u pro vˇetven´ı programu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

4.1.1

Konstrukce if-else . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

4.1.2

Oper´ ator ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

4.1.3

Pˇr´ıkaz switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

Pˇrehled pˇr´ıkaz˚ u pro opakov´ an´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

4.2.1

Cyklus while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

4.2.2

Cyklus for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

4.2.3

Cyklus do while

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

4.2.4

Vnoˇrené cykly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

4.2.5

Pˇr´ıkaz break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

4.2.6

Pˇr´ıkaz continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

5 Objekty, tˇ r´ıdy, metody 5.1

5.2

5.3

34

42

Metody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

5.1.1

Metody tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

5.1.2

Implicitn´ı a explicitn´ı konverze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

5.1.3

Rekurzivn´ı metody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

5.1.4

Pˇretˇeˇzov´ an´ı metod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

Tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

5.2.1

Deklarace tˇr´ıdy

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

5.2.2

Tˇelo tˇr´ıdy a pˇr´ıstupov´ a pr´ ava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

Operace s tˇr´ıdami

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

5.3.1

Vytvoˇren´ı objektu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

5.3.2

Pˇr´ıstup k datov´ ym poloˇzk´ am . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

5.3.3

Ruˇsen´ı objekt˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

5.3.4

Konstruktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

5.3.5

Odkaz this . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

5.3.6

Inicializace objektu jin´ ym objektem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

5.3.7

Spuˇstˇen´ı metody v konstruktoru. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

5.3.8

Pr´ ace se statick´ ymi ˇcleny tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

5.3.9

Gettery a settery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

5.3.10 Pole objekt˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

5.3.11 Pˇred´ av´ an´ı objekt˚ u jako parametr˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

OBSAH 6 Dˇ ediˇ cnost 6.1

61

Deklarace rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61

6.1.1

Inicializace rodiˇcovské tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

63

6.1.2

Inicializace odvozené tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

63

6.2

Pˇredefinov´ an´ı a pˇret´ıˇzen´ı metody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64

6.3

Fináln´ı metody a fin´ aln´ı tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65

6.4

Abstraktn´ı metody a abstraktn´ı tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

6.5

Konverze mezi instancemi rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

6.6

Polymorfismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

7 V´ yjimky

69

7.1

Druhy v´ yjimek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

7.2

Oˇsetˇren´ı v´ yjimek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

7.2.1

Oˇsetˇren´ı v´ yjimky propagac´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

7.2.2

Oˇsetˇren´ı v´ yjimky metodou chr´ anˇen´ ych blok˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

7.2.3

Oˇsetˇren´ı v´ yjimky metodou chr´ anˇen´ ych blok˚ u a jej´ı pˇred´ an´ı v´ yˇse

. . . . . . . . . . . .

74

Tvorba vlastn´ıch v´ yjimek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

7.3

8 Rozhran´ı

78

8.1

Implementace jednoho rozhran´ı tˇr´ıdou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

78

8.2

Implementace v´ıce rozhran´ı tˇr´ıdou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81

8.3

Rozhran´ı a dˇediˇcnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

82

8.4

Vnitˇrn´ı tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

82

8.4.1

Vnitˇrn´ı tˇr´ıdy a rozhran´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

8.4.2

Anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

85

9 Dynamick´ e datov´ e struktury

87

9.1

Kontejnery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

9.2

Iter´ atory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

9.3

Rozhran´ı List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

9.3.1

ArrayList . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

90

Rozhran´ı Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

9.4.1

TreeSet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

Rozhran´ı Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

9.5.1

93

9.4

9.5

TreeMap

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

OBSAH 10 Java, grafick´ e uˇ zivatelsk´ e rozhran´ı 10.1 Z´ akladn´ı komponenty a ud´ alosti

95 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

96

10.1.1 Rozdˇelen´ı komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

96

10.1.1.1 Top-level komponenty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

97

10.1.1.2 Kontejnerové komponenty

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

97

10.1.1.3 Z´ akladn´ı komponenty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

97

10.1.1.4 Needitovatelné informaˇcn´ı komponenty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

98

10.1.1.5 Interaktivn´ı komponenty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

98

10.1.2 Formul´ aˇre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

99

10.1.2.1 Nastaven´ı vzhledu komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 10.1.2.2 Nastavov´ an´ı parametr˚ u grafického rozhran´ı v konstruktoru jiné tˇr´ıdy . . . . 102 10.1.2.3 Nastavov´ an´ı parametr˚ u grafického rozhran´ı v konstruktoru téˇze tˇr´ıdy . . . . 102 10.1.3 Pˇrid´ av´ an´ı dalˇs´ıch komponent na formul´ aˇr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 10.1.4 Pr´ ace s ud´ alostmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 10.1.4.1 Oˇsetˇren´ı stejné ud´ alosti u v´ıce komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 10.1.4.2 Nˇekolik posluchaˇc˚ u téˇze ud´ alosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 10.1.5 Barvy, fonty, grafick´ y vzhled komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 10.1.5.1 Barvy v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 10.1.5.2 Fonty v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 10.1.5.3 Z´ akladn´ı vlastnosti komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 10.1.6 Layout managery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 10.1.6.1 FlowLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 10.1.6.2 GridLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 10.1.6.3 BorderLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 10.1.7 Modely v Javˇe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 10.1.8 Pˇrehled nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıch komponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 10.1.8.1 JLabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 10.1.8.2 JButton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 10.1.8.3 JCheckBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 10.1.8.4 JRadioButton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 10.1.8.5 JTextField . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 10.1.8.6 JComboBox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 10.1.8.7 JList . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 10.1.8.8 JTable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 10.1.8.9 Dialogov´ a okna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

OBSAH 10.1.8.10 JFileChooser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 10.1.8.11 JPanel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 10.1.9 Grafika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 10.1.9.1 Z´ akladn´ı entity a jejich kresba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 10.1.9.2 Pˇr´ıklady . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 10.1.9.3 Pr´ ace s obr´ azky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 11 Aplety 11.1 Struktura appletu

161 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

ˇ 11.1.1 Zivotn´ ı cyklus appletu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 11.2 Tvorba appletu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 11.3 Spuˇstˇen´ı appletu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 11.3.1 Java archivy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 11.3.2 JAR soubory a aplety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 11.3.3 Applet viewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 11.3.4 Spouˇstˇen´ı appletu jako aplikace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 12 Java a datab´ aze

170

12.1 Komunikace s databázov´ ym systémem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 12.2 Z´ıskáv´ an´ı metadat o datab´ azi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 12.3 Vklád´ an´ı dat do datab´ aze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 12.4 V´ ybˇer dat z datab´ aze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 12.5 Vymaz´ an´ı dat z datab´ aze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 12.6 Aktualizace dat v datab´ azi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 12.7 Dalˇs´ı pˇr´ıklady . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 12.8 Z´ avˇer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

´ Uvod Tento materi´ al je vˇenov´ an z´ aklad˚ um programovac´ıho jazyku Java, kter´ y je velmi ˇcasto pouˇz´ıvan´ ym a populárn´ım nástrojem pro v´ yvoj aplikac´ı vˇseho druhu. Nen´ı jazykem nejjednoduˇsˇs´ım, jeho pˇreloˇzen´ y k´ od nen´ı nejrychlejˇs´ı. Je to vˇsak velmi efektivn´ı, univerzálnˇe pouˇziteln´ y, dynamicky se rozv´ıjej´ıc´ı jazyk vhodn´ y pro v´ yuku programov´ an´ı. Jedn´ a se o jazyk silnˇe typov´ y, objektovˇe orientovan´ y. Uˇzivatel se pˇri práci s n´ım seznám´ı s technikou hierarchického popisu problému prostˇrednictv´ım objektového modelu. Tento zp˚ usob myˇslen´ı mu poskytne zcela jin´ y pohled na ˇreˇsen´ı u ´loh a u ´ kol˚ u, se kter´ ymi se v geoinformatické praxi bˇeˇznˇe setkává. Jednou z v´ yhod jazyka Java je jej´ı multiplatformita, tj. schopnost bˇeˇzet na prakticky libovolném operaˇcn´ım systému. V souˇcasné dobˇe (jaro 2007) byl zdrojov´ y kód jazyka Java firmou Sun otevˇren, pˇredstavuje tedy open source platformu pro v´ yvoj aplikac´ı. Materiál nen´ı zamˇeˇren na konkrétn´ı operaˇcn´ı systém ani konkrétn´ı v´ yvojové prostˇred´ı. Nejedná se o ucelené d´ılo, novou uˇcebnici jazyka Java, takov´ ych je na souˇcasném trhu dostatek. Pˇredstavuje soubor pˇrednáˇsek pˇreveden´ ych do elektronické formy, kter´ y student˚ um geoinformatiky poskytne prvn´ı seznámen´ı se svˇetem programován´ı. Z´ ajemc˚ um o hlubˇs´ı studium m˚ uˇzeme doporuˇcit zejména [2] [3], které se staly standardem, a vychovaly celou ˇradu v´ yborn´ ych programátor˚ u. Z nich, a z mnoha jin´ ych, ˇcerpá i tato publikace. Kapitoly 1-8, 10, 11 napsal Tom´ aˇs Bayer, kapitoly 9, 12 Michal Schneider. Vˇetˇsina pˇr´ıklad˚ u byla odladˇena ve v´ yvojovém prostˇred´ı NetBeans firmy Sun. Pˇredem dˇekujeme za pˇr´ıpadné pˇripom´ınky, které pˇrispˇej´ı ke zlepˇsen´ı tohoto textu zaslané na adresy: [email protected] nebo [email protected]. Praha, ˇr´ıjen 2007. Tomáˇs Bayer Michal Schneider

Pro sazbu tohoto materi´ alu byl pouˇzit systém LATEX. Materiál neproˇsel recenzn´ım ˇr´ızen´ım.

6

Kapitola 1

Neˇ z zaˇ cneme programovat... 1.1

Charakteristika Javy

Java patˇr´ı mezi pomˇernˇe nové programovac´ı jazyky. Uved’me nˇekterá zaj´ımavá fakta o tomto jazyku. Java vznikla v roce 1995 v laboratoˇr´ıch firmy Sun. P˚ uvodnˇe mˇela b´ yt pouˇzita pˇredevˇs´ım pro ovládán´ı inteligentn´ıch domác´ıch spotˇrebiˇc˚ u jako ledniˇcek ˇci mikrovlnn´ ych trub. Název Java lze pˇreloˇzit jako k´ ava, resp. espreso. V logu nalezneme kouˇr´ıc´ı hrneˇcek s kávou, jména ˇrady komponent souvis´ı také s k´ avou, napˇr. Java Beans (kávové boby). Jazyk se mˇel jmenovat Oak, u ´dajnˇe podle dubu, kter´ y rostl tv˚ urci, J. Goslingovi, pod okny jeho domu. V souˇcasné dobˇe pouˇz´ıvá Javu nˇekolik des´ıtek milión˚ u program´ ator˚ u po celém svˇetˇe. Javu lze ji charakterizovat nˇekolika n´ asleduj´ıc´ımi body: • Objektovˇe orientovaný programovac´ı jazyk Témˇeˇr vˇse v Javˇe je objektem. Stejnˇe jako C++, ze kterého vycház´ı, umoˇzn ˇuje programován´ı bez nutnosti znalosti objektovˇe orientovaného programován´ı. Tento pˇr´ıstup vˇsak neumoˇzn ˇuje ˇreˇsen´ı sloˇzitˇejˇs´ıch problém˚ u a nen´ı doporuˇcov´ an. • Nez´ avislost na platformˇe Program napsan´ y v jazyce Java bˇeˇz´ı bez nutnosti provádˇet jakékoliv u ´pravy zdrojového kódu prakticky na vˇsech operaˇcn´ıch systémech. • Siln´ a typovost jazyka • Vyuˇzit´ı v prostˇred´ı Internetu Java umoˇzn ˇuje snadné pouˇz´ıv´ an´ı v prostˇred´ı s´ıtˇe Internet, nˇekdy b´ yvá naz´ yvána ”jazykem Internetu”. • Integrace grafického a s´ıt’ového rozhran´ı, moˇznost pr´ ace s multimédii Java obsahuje grafiku nez´ avislou na zaˇr´ızen´ı zabudovanou pˇr´ımo do jazyka. Grafické operace jsou standardizov´ any a poskytuj´ı stejné v´ ysledky bez ohledu na typ poˇc´ıtaˇce ˇci pouˇz´ıvan´ y operaˇcn´ı systém. • Zdarma Java je k dispozici vˇcetnˇe nˇekolika v´ yvojov´ ych prostˇred´ı zdarma. • Jednoduˇsˇs´ı syntaxe Z d˚ uvod˚ u zjednoduˇsen´ı pr´ ace v´ yvoj´ aˇre doˇslo i ke zjednoduˇsen´ı syntaxe Javy vzhledem k C++.

7

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT... • Vysoký výkon Snadn´ a pr´ ace s objekty prostˇrednictv´ım tzv. garbage collectoru. • Bezpeˇcnost Odstranˇen´ı ˇrady potenci´ alnˇe nebezpeˇcn´ ych konstrukc´ı, které b´ yvaj´ı zdrojem ˇcast´ ych a tˇeˇzko odhaliteln´ ych chyb.

1.2

Pouˇ zit´ı Javy

Java m´ a vˇsestranné pouˇzit´ı. D´ıky své relativn´ı jednoduchosti je také vhodn´ ym jazykem pro v´ yuku objektovˇe orientovaného programov´ an´ı. Java je vyuˇz´ıv´ ana zejména pro tvorbu: • aplikac´ı ve formˇe samostatn´ ych program˚ u, toto pouˇzit´ı vˇsak nen´ı zcela typické. • applet˚ u, tj. kr´ atk´ ych program˚ u bˇeˇz´ıc´ıch v oknˇe webového prohl´ıˇzeˇce. • servlet˚ u, tj. program˚ u bˇeˇz´ıc´ıch na serverech vytv´ aˇrej´ıc´ıch dynamické str´ anky. • distribuovan´ ych systém˚ u, tj. program˚ u skl´ adaj´ıc´ıch se z v´ıce ˇc´ ast´ı bˇeˇz´ıc´ıch souˇcasnˇe na vˇetˇs´ım mnoˇzstv´ı poˇc´ıtaˇc˚ u. • aplikac´ı pˇredstavuj´ıc´ı mezivrstvu pro komunikaci s datab´ azov´ ymi stroji ˇci s´ıt’ovou komunikaci. • aplikac´ı pro mobiln´ı ˇci telekomunikaˇcn´ı zaˇr´ızen´ı. Java m´ a vˇsak i své nev´ yhody, které se daj´ı shrnout do n´ asleduj´ıc´ıch bod˚ u: • Hardwarov´ a n´ aroˇcnost. D´ ana vestavˇenou kontrolou pr´ ace s pamˇet´ı, kter´ a je mnohem detailnˇejˇs´ı neˇz v C++. Doporuˇcen´ a HW konfigurace pˇredstavuje cca. 1GB RAM. • Rychl´ y v´ yvoj jazyka. V´ yvoj JDK je velmi rychl´ y, nˇekteré funkce jsou “zastaralé” p´ ar mˇes´ıc˚ u po vydán´ı JDK a v dalˇs´ı verzi kompletnˇe pˇrepracov´ any. V souˇcasn´ ych verz´ıch jsou jiˇz z´ akladn´ı funkce standardizov´ any. • Rozs´ ahlost Javy je souˇcasnˇe i jej´ı nev´ yhodou, disponuje ˇr´ adovˇe tis´ıci funkcemi a nutnost prostudován´ı znaˇcného mnoˇzstv´ı literatury. • Sloˇzitˇejˇs´ı pr´ ace se standardn´ım vstupem/v´ ystupem. • Ponˇekud niˇzˇs´ı rychlost bˇehu program˚ u zp˚ usoben´ a t´ım, ˇze se nejedn´ a o jazyk kompilovan´ y (cca. 2x niˇzˇs´ı neˇz u C++). Prvn´ı verze byly aˇz 30 pomalejˇs´ı, s kaˇzdou dalˇs´ı novou verz´ı se tento rozd´ıl st´ır´ a. • Délka zápisu k´ odu pro realizaci standardn´ıch operac´ı je u Javy vˇetˇs´ı neˇz u jin´ ych programovac´ıch jazyk˚ u. V souˇcasné dobˇe se pomˇernˇe dynamicky rozv´ıj´ı prostˇred´ı .NET firmy Microsoft, konkrétnˇe jazyk C#. Vyuˇz´ıvá podobn´ y pˇr´ıstup jako Java, pro bˇeh program˚ u je nutno, aby na c´ılovém zaˇr´ızen´ı byl pˇr´ıtomen virtu´ aln´ı stroj, tzv. .NET framework. Syntaxe jazyka C# je velmi podobn´ a syntaxi Javy. Prostˇred´ı .NET bylo portováno na jiné operaˇcn´ı systémy v r´ amci projektu Mono. Dalˇs´ı informace lze nalézt na http://www.mono-project.org.

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT...

1.3

Verze Javy

Java je jazyk dynamicky se vyv´ıjej´ıc´ı. V souˇcasné dobˇe (2007) m´ ame k dispozici jiˇz jeho ˇsestou verzi. Verze Javy jsou oznaˇcov´ any bud’ desetinn´ ymi ˇc´ısly JDK 1.2, 1.3, 1.4 nebo Java 2, 3, 4; aktu´ alnˇe je dostupné JDK 6.0. Pro v´ yvoj aplikac´ı v jazyce Java je nutno m´ıt nainstalov´ ano prostˇred´ı JDK, tzv. Java Development Kit, pro bˇeh aplikac´ı prostˇred´ı JRE (Java Runtime Environment). Tato prostˇred´ı lze st´ ahnout ze str´ anek http: //www.sun.com/java. Rozd´ıly mezi verzemi spoˇc´ıvaj´ı pˇredevˇs´ım v kvalitnˇejˇs´ı implementaci knihoven, pˇrid´ av´ an´ı nov´ ych funkc´ı a komponent, napˇr. pro grafické ˇci datab´ azové rozhran´ı. Od Javy 1.2 bylo nahrazeno p˚ uvodn´ı grafické rozhran´ı AWT (Abstract Windows Toolkit) nov´ ym grafick´ ym rozhran´ım Swing.

1.4

Vizu´ aln´ı v´ yvojov´ a prostˇ red´ı

Java umoˇzn ˇuje vytv´ aˇren´ı klasick´ ych “okenn´ıch” aplikac´ı. Lze tak ˇcinit pˇr´ım´ ym z´ apisem zdrojového k´ odu nebo ve speci´ aln´ıch n´ astroj´ıch naz´ yvan´ ych RAD (Rapid Application Development). Tyto nástroje umoˇzn ˇ uj´ı prov´ adˇet vizu´ aln´ı n´ avrh aplikac´ı jejich sestavov´ an´ım z pˇredem pˇripraven´ ych vizuáln´ıch komponent. Dˇeje se tak zpravidla pouh´ ym pˇretahov´ an´ım jednotliv´ ych grafick´ ych komponent (tlaˇc´ıtek, pˇrep´ınaˇc˚ u, dialog box˚ u,...) myˇs´ı s n´ asledn´ ym nastaven´ım vzhledov´ ych a funkˇcn´ıch parametr˚ u. Zdrojov´ y kód k tˇemto akc´ım je generov´ an v´ yvojov´ ym prostˇred´ım automaticky. Tyto n´ astroje b´ yvaj´ı naz´ yv´ any také GUI buildery. Upozornˇeme, ˇze takov´ y k´ od ˇcasto neb´ yv´ a tak efektivn´ı jako k´ od napsan´ y program´ atorem. C´ılem RAD nástroj˚ u je usnadnˇen´ı vizu´ aln´ıho n´ avrhu aplikace, program´ ator m˚ uˇze uˇsetˇren´ y ˇcas vˇenovat na zlepˇsen´ı funkˇcnosti aplikace. Vizu´ aln´ı v´ yvojov´ a prostˇred´ı jsou k dispozici jak v komerˇcn´ıch, tak i bezplatn´ ych verz´ıch. Pˇrehled RAD n´ astroj˚ u: • Eclipse (http://www.eclipse.com): Nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané vizu´ aln´ı v´ yvojové prostˇred´ı. K dispozici zdarma, nˇekteré n´ astroje a funkce vˇsak pouze v placené verzi. • NetBeans (http://www.netbeans.org): P˚ uvodnˇe ˇceské v´ yvojové prostˇred´ı vzniklé na MFF UK, koupila ho firma Sun. Disponuje velmi kvalitn´ım layout managerem naz´ yvan´ ym Mattise. K dispozici i se vˇsemi doplˇ nky zdarma. • JBuilder (http://www.borland.com): V´ yvojové prostˇred´ı od firmy Borland, k dispozici zdarma. • IntelliJ IDEA (http://www.jetbrains.com): V souˇcasné dobˇe jedno z nejlepˇs´ıch v´ yvojov´ ych prostˇred´ı pro Javu. • Sun Java Studio (http://www.sun.com): N´ astroj pro v´ yvoj enterprise aplikac´ı zaloˇzen´ ych na jazyce Java.

1.5

Komponenty jazyka Java

Java je tvoˇrena tˇremi z´ akladn´ımi komponentami: • Programovac´ı jazyk Java

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT... • Javovsk´ y virtu´ aln´ı stroj (JVM) • Aplikaˇcn´ı rozhran´ı (API) Java se liˇs´ı od ostatn´ıch programovac´ıch jazyk˚ u pˇr´ıstupem, jak´ ym je program pˇrekl´ ad´ an a spouˇstˇen. Struˇcné vysvˇetlen´ı nalezneme v n´ asleduj´ıc´ıch odstavc´ıch. Java je jazyk leˇz´ıc´ı na rozhran´ı mezi kompilovan´ ymi a interpretovan´ ymi jazyky. U jazyk˚ u kompilovan´ ych je zdrojov´ y k´ od pˇreloˇzen do strojov´ ych instrukc´ı procesoru. Takov´ y kód m˚ uˇze b´ yt n´ aslednˇe spuˇstˇen. U jazyk˚ u interpretovan´ ych je pˇreklad programu opakovanˇe provádˇen pˇri jeho spuˇstˇen´ı, aby program mohl vykon´ avat svoji funkci, je nutn´ a pˇr´ıtomnost tzv. interpretru, kter´ y prov´ ad´ı pˇreklad programu do strojového k´ odu. Bajtov´ y k´ od. Zdrojov´ y k´ od programu pˇredstavovan´ y textov´ ym souborem s koncovkou *.JAVA je pˇreloˇzen do jazyka javovského virtu´ aln´ıho stroje ve formˇe tzv. bajtového k´ odu. Bajtov´ y k´ od tvoˇren´ y souborem *.CLASS m˚ uˇze b´ yt spuˇstˇen pouze na virtu´ aln´ım poˇc´ıtaˇci pˇredstavovan´ ym JVM, nelze ho spustit pˇr´ımo na c´ılovém poˇc´ıtaˇci. Bajtov´ y k´ od je tak nez´ avisl´ y na konkrétn´ım hardwarovém a softwarovém vybaven´ı poˇc´ıtaˇce. Javovsk´ y virtu´ aln´ı stroj. JVM n´ aslednˇe prov´ ad´ı pˇrevod bajtového k´ odu do strojového k´ odu pˇr´ısluˇsného procesoru, na kterém je pr´ avˇe spuˇstˇen. Tomuto procesu ˇr´ık´ ame interpretace. Pˇreklad do bajtového kódu je proveden pouze jednou, interpretace pˇri kaˇzdém spuˇstˇen´ı javovského programu. Upozorˇ nujeme, ˇze bajtov´ y k´ od lze zpˇetnˇe velmi snadno dekompilovat a z´ıskat v´ ypis zdrojového k´ odu p˚ uvodn´ıho programu. Z tohoto d˚ uvodu by zdrojov´ y k´ od nemˇel obsahovat ˇz´ adné citlivé informace jako napˇr. hesla, kter´ a jsou z nˇej snadno extrahovateln´ a. Aplikaˇ cn´ı rozhran´ı. Aplikaˇcn´ı rozhran´ı Javy (tzv. Java API) pˇredstavuje seznam knihoven a softwarov´ ych komponent, obsahuj´ıc´ı ˇradu n´ astroj˚ u pro pr´ aci se soubory, datab´ azemi, ˇretˇezci, grafikou, tˇr´ıd´ıc´ı algoritmy,... Jsou sdruˇzovány do bal´ıˇck˚ u zvan´ ych packages. Jeden bal´ıˇcek obsahuje komponenty, které spolu souvis´ı logicky ˇci tématicky. Tyto n´ astroje uˇsetˇr´ı program´ atorovi pr´ aci, protoˇze vyuˇz´ıv´ a jiˇz ovˇeˇrené komponenty.

1.6

Java a jej´ı specifika

Java je zaloˇzena na jazyce C++, je vˇsak v´ıce objektovˇe orientovan´ ym programovac´ım jazykem neˇz C++. Lze prohlásit, ˇze se jedn´ a o ˇcistokrevn´ y objektovˇe orientovan´ y programovac´ı jazyk. V Javˇe je (prakticky) vˇse objektem, tento jednotn´ y pˇr´ıstup umoˇzn ˇ uje jednoduˇsˇs´ı osvojen´ı z´ aklad˚ u jazyka a jeho pouˇz´ıv´ an´ı. Programátor nemus´ı pˇrem´ yˇslet, zda pracuje ˇci nepracuje s objektem, vyuˇz´ıv´ a tedy jednotnou syntaxi. Java obsahuje pokroˇcilé n´ astroje pro pr´ aci s objekty. Pokud nejsou nˇekteré z n´ıˇze uveden´ ych pojm˚ u ˇctenáˇri jasné, v dalˇs´ım textu se s nimi sezn´ am´ı podrobnˇeji. Pomˇernˇe ˇcasto budeme pouˇz´ıvat srovn´ an´ı Javy s jazykem ˇ aˇr, kter´ C++, kter´ y je povaˇzov´ an za “standard” v oblasti programov´ an´ı. Cten´ y tento jazyk nezn´ a, m˚ uˇze ˇ pozn´ amky pˇreskoˇcit. Cten´ aˇri znalému jazyka C++ pom˚ uˇze ulehˇcit pˇrechod na jazyk Java a vyvarovat se nˇekter´ ych základn´ıch chyb plynouc´ıch z podobnosti implementace, ale rozd´ılné funkˇcnosti k´ odu. V dalˇs´ım textu budeme pro z´ apis zdrojového k´ odu pouˇz´ıvat neproporcion´ aln´ı font. Identifik´ ator objektu. Identifik´ ator objektu pˇredstavuje odkaz na nˇej, jedn´ a se o obdobu ukazatel˚ u v pouˇz´ıvan´ ych napˇr. v jazyce C++. Z´ apis String o znamená vytvoˇren´ı odkazu o na objekt typu String. S vˇetˇsinou datov´ ych typ˚ u v Javˇe zach´ az´ıme “objektovˇe”, hovoˇr´ıme o tzv. objektov´ ych datov´ ych typech.

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT... Dynamick´ a tvorba objekt˚ u. Java zjednoduˇsuje pr´ aci s objekty, na rozd´ıl od C++ lze pracovat pouze s dynamicky vytvoˇren´ ymi objekty. Jsou vytv´ aˇreny prostˇrednictv´ım oper´ atoru new, nemus´ıme se vˇsak starat o jejich ruˇsen´ı. Garbage collector. Java disponuje automatickou spr´ avou pamˇeti, tento n´ astroj naz´ yv´ ame garbage collector. Star´ a se o automatické odstraˇ nov´ an´ı nepouˇz´ıvan´ ych objekt˚ u (tj. objekt˚ u, na které jiˇz neexistuje odkaz). Odstraˇ nuje tak spoustu program´ atorsk´ ych chyb souvisej´ıc´ıch s ˇzivotnost´ı objekt˚ u. Okamˇzik smaz´ an´ı objektu nen´ı moˇzné ovlivnit, provede se, aˇz to systém uzn´ a s´ am za vhodné. Garbage collector lze vyvolat ruˇcnˇe pomoc´ı System.gc. Inicializace odkazu na objekt. V´ yˇse uveden´ y z´ apis nevede k vytvoˇren´ı samostatného objektu. Pokud bychom se pokouˇseli s takov´ ym odkazem pracovat, dojde k v´ yjimce (tj. systémové chybˇe). Odkaz zat´ım nen´ı propojen na ˇz´ adn´ y objekt. Konstrukce o=new String("Ahoj"); vede k vytvoˇren´ı inicializovaného odkazu. Inicializace je provedena prostˇrednictv´ım ˇretˇezce typu String. Oba kroky lze spojit do jednoho. String o=new String("Ahoj"); Plat´ı z´ asada: pokud vytvoˇr´ıme odkaz, zpravidla k nˇemu vytv´ aˇr´ıme i objekt. V Javˇe lze v´ yˇse uvedenou konstrukci zapsat jednoduˇsˇs´ı formou. String objekt="Ahoj"; V´ ysledek této operace je stejn´ y, neilustruje vˇsak tak n´ azornˇe pr´ aci s objekty. Primitivn´ı datov´ e typy. V Javˇe existuj´ı tzv. primitivn´ı datové typy. Pˇredstavuj´ı speci´ aln´ı skupinu datov´ ych typ˚ u, se kter´ ymi se zach´ az´ı ”neobjektovˇe”. Pouˇz´ıvaj´ı se v pˇr´ıpadˇe, kdy by byl objektov´ y pˇr´ıstup neefektivn´ı, napˇr. pˇri pr´ aci s bˇeˇzn´ ymi promˇenn´ ymi; Java v tomto pˇr´ıpadˇe kop´ıruje pˇr´ıstup jazyka C++. Takové promˇenné vytv´ aˇr´ıme jako tzv. statické promˇenné, maj´ı nˇekteré speci´ aln´ı vlastnosti, se kter´ ymi se seznám´ıme v dalˇs´ım textu. Ke kaˇzdému primitivn´ımu datovému typu existuje jeho objektov´ a varianta. Kromˇe vlastnost´ı se liˇs´ı i z´ apisem, n´ azev primitivn´ı varianty zaˇc´ın´ a mal´ ym p´ısmenem, n´ azev objektové velk´ ym p´ısmenem, viz. tab. 1.1. Primitivn´ı typ boolean char byte short int long float double

Objektov´ y typ Boolean Char Byte Short Integer Long Float Double

Velikost 8b 8b 16b 32b 64b 32b 64b

Tabulka 1.1: Primitivn´ı a objektové datové typy v Javˇe.

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT... Velikost datov´ ych typ˚ u. Kaˇzd´ y datov´ y typ m´ a v Javˇe na r˚ uzn´ ych poˇc´ıtaˇc´ıch s r˚ uzn´ ymi operaˇcn´ımi systémy vˇzdy stejnou velikost, Java je tedy na rozd´ıl od ostatn´ıch programovac´ıch jazyk˚ u pˇrenositelná mezi r˚ uzn´ ymi platformami. Pole v Javˇ e. Pouˇz´ıv´ an´ı pol´ı v Javˇe je mnohem bezpeˇcnˇejˇs´ı neˇz v C++, nejedn´ a se totiˇz o pouhé pamˇet’ové bloky. Nem˚ uˇze doj´ıt k situaci, kdy pˇri pr´ aci s polem pˇres´ ahneme index pole. Kontrola indexu pole je zaˇclenˇena pˇr´ımo do jazyka Java za cenu drobného zat´ıˇzen´ı pamˇeti. Pˇri vytvoˇren´ı pole je zaruˇcena inicializace jeho jednotliv´ ych prvk˚ u. Lze vytv´ aˇret pole primitivn´ıch i objektov´ ych datov´ ych typ˚ u. Obor platnosti primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u. U Javy jsou drobné rozd´ıly pˇri urˇcov´ an´ı platnosti objekt˚ u. V Javˇe neexistuje moˇznost definice stejné promˇenné ve vnoˇreném bloku jako v nadˇrazeném bloku. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. { int a=10; int b=20; //k dispozici promenne a, b { double c=30.0; //k dispozici promenne a, b, c { double d=40.0; //k dispozi promenne a, b, c, d int a=50; //nelze } // k dispozici promenne a, b, c } //k dispozici promenne a, b } ˇ Obor platnosti dynamick´ ych datov´ ych typ˚ u. Zivotnost dynamick´ ych datov´ ych typ˚ u je jin´ a neˇz v pˇr´ıpadˇe primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u. Objekt z˚ ust´ av´ a v pamˇeti i po ukonˇcen´ı rozsahu platnosti. { String objekt=new String("Ahoj"); }//konec oboru platnosti K tomuto objektu se vˇsak jiˇz nen´ı moˇzno ˇz´ adn´ ym zp˚ usobem dostat, protoˇze odkaz je po ukonˇcen´ı bloku mimo rozsah platnosti. Takové objekty jsou ruˇseny prostˇrednictv´ım garbage collectoru. Ten hled´ a, zda na objekt vytvoˇren´ y prostˇrednictv´ım oper´ atoru new existuje jeˇstˇe nˇejak´ a vazba prostˇrednictv´ım odkazu. Pokud neexistuje, je objekt zruˇsen. Datov´ y typ boolean char byte short int long float double

Hodnota false null 0 0 0 0L 0.0 0.0

Tabulka 1.2: Pˇrehled datových typ˚ u a jejich inicializace

ˇ ZACNEME ˇ KAPITOLA 1. NEZ PROGRAMOVAT... Implicitn´ı hodnoty primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u. Pˇri vytvoˇren´ı promˇenné jako datové poloˇzky tˇr´ıdy doch´ az´ı k pˇriˇrazen´ı v´ ychoz´ı hodnoty, i kdyˇz promˇenn´ a zat´ım nebyla inicializov´ ana. S t´ımto pˇr´ıstupem se v jazyce C++ nesetk´ ame. Kaˇzd´ a datov´ a poloˇzka tˇr´ıdy je pˇri svém vytvoˇren´ı automaticky inicializována. Inicializace se net´ yk´ a promˇenn´ ych, které nejsou datov´ ymi poloˇzkami tˇr´ıdy. Pokud neprovedeme inicializaci takové promˇenné, Java n´ as na rozd´ıl od jazyka C++ na tuto chybu upozorn´ı a takov´ y krok oznaˇc´ı jako chybu. int x; x++;//chyba, promenna nebyla inicializovana

Kapitola 2

Prvn´ı program v jazyce Java V této kapitole vytvoˇr´ıme jednoduch´ y program v jazyce Java, pˇreloˇz´ıme ho do spustitelného tvaru a vygenerujeme k nˇemu n´ apovˇedu ve form´ atu HTML. Seznám´ıme se se syntax´ı jazyka Java, základy práce s JVM a jeho konfigurac´ı. Volba editoru. Ot´ azkou je, jak´ y vˇsak zvolit editor pro zápis zdrojového kódu? Lze pouˇz´ıt libovoln´ y editor pracuj´ıc´ı s ASCII k´ odem. Pro tyto u ´ˇcely se pod operaˇcn´ım systémem Windows hod´ı napˇr. Poznámkov´ y blok, pod operaˇcn´ım systémem Linux napˇr. gEdit. Nelze pouˇz´ıt klasick´ y textov´ y editor jako Word ˇci Writer, do textu jsou vkl´ ad´ any dodateˇcné informace o formátován´ı. Z´ apis zdrojov´ eho k´ odu. Název souboru se zdrojov´ ym kódem v Javˇe mus´ı b´ yt totoˇzn´ y s jménem tˇr´ıdy a to vˇcetnˇe velk´ ych i mal´ ych p´ısmen. Vytvoˇr´ıme nov´ y dokument s názvem Pokus.java, do kterého zap´ıˇseme následuj´ıc´ı text. public class Pokus { public static void main(String [] args) { System.out.println("Tohle je muj"); System.out.println("prvni program v Jave"); } } A máme hotov´ y prvn´ı program v jazyce Java. Pˇ reklad programu. Program n´ aslednˇe pˇreloˇz´ıme do bajtového kódu. Pouˇzijeme k tomu vestavˇen´ y pˇrekladaˇc javac, kter´ y se pro verzi JDK 6.0 nacház´ı pod operaˇcn´ım systémem Windows v následuj´ıc´ı sloˇzce: C:\Progra~1\Java\jdk1.6.0\bin\javac.exe. Pro operaˇcn´ı systém Linux ho nalezneme zpravidla v adresáˇri /etc/lib/jvm/java-6-sun-1.6.0.00/bin. Pˇredpokládáme, ˇze se soubor Pokus.java nacház´ı v adresáˇri totoˇzném s pracovn´ım adresáˇrem, napˇr. ve sloˇzce C:\Dokumenty. Do pˇr´ıkazového ˇr´ adku zadejme následuj´ıc´ı pˇr´ıkaz: javac Pokus.java

14

KAPITOLA 2. PRVNÍ PROGRAM V JAZYCE JAVA Pˇr´ıponu .java nen´ı moˇzné vynechat. Pokud se objevilo hl´ aˇsen´ı C:\>javac javac nen´ ı n´ azvem vnitˇ rn´ ıho ani vnˇ ejˇ s´ ıho pˇ r´ ıkazu, spustiteln´ eho programu nebo d´ avkov´ eho souboru. znamen´ a to, ˇze systém nezn´ a cestu k souboru javac. Lze ji nastavit pomoc´ı promˇenné PATH. Postup nastaven´ı se liˇs´ı pro jednotlivé OS. Pro operaˇcn´ı systém WindoswXP tak m˚ uˇzeme uˇcinit v menu Start/Nastaven´ı/Ovládac´ı Panely/Systém/Upˇresnit/Promˇenné prostˇred´ı. Do promˇenné PATH pˇrid´ ame cestu k pˇr´ısluˇsnému adresáˇri. Pokud m´ ame jinou verzi JDK popˇr. je JDK nainstalov´ ano v jiné sloˇzce, uprav´ıme cestu dle potˇreby.

Obr´ azek 2.1: Konfigurace promˇenné PATH. Nechceme -li konfigurovat promˇennou PATH, m˚ uˇzeme cestu k souboru javac specifikovat v pˇr´ıkazové ˇrádce. C:\Dokumenty> C:\Progra~1\Java\jdk1.6.0\bin\javac Pokus.java Pokud je JDK spr´ avnˇe nainstalov´ ano, vznikne ve stejné sloˇzce soubor s n´ azvem Pokus.class obsahuj´ıc´ı bajtov´ y kód. Jestliˇze se objev´ı v´ ypis: javac: Invalid argument: Pokus pak jsme zˇrejmˇe zapomnˇeli zadat koncovku java. Zmˇen ˇte n´ azev tˇr´ıdy z Pokus na pokus a pokuste se program pˇreloˇzit. Podaˇr´ı se V´ am to? Spuˇ stˇ en´ı programu. Spuˇstˇen´ı programu provedeme pˇr´ıkazem: javac Pokus popˇr. se specifikac´ı cesty: C:\Progra~1\Java\jdk1.6.0\bin\java Pokus T´ımto zp˚ usobem vol´ ame interpretr jazyku Java a pˇred´ av´ ame mu jako parametr soubor Pokus.class. V pˇr´ıkazové ˇrádce vˇsak nesm´ıme uvést pˇr´ıponu .class, program si j´ı dopln´ı s´ am. Opˇet mus´ıme dodrˇzovat velk´ a a malá p´ısmena. Jestliˇze nem´ ame konfigurovanou promˇennou PATH, pracovn´ı adres´ aˇr pˇredpokládáme totoˇzn´ y s adres´ aˇrem, ve kterém jsou uloˇzeny zdrojov´ y i pˇreloˇzen´ y soubor. Pokud jsme byli u ´spˇeˇsn´ı, v textové konzoli se objev´ı v´ ypis: Tohle je muj prvni program v Jave

KAPITOLA 2. PRVNÍ PROGRAM V JAZYCE JAVA Jestliˇze se objev´ı podobn´ y v´ ypis: c:\Program Files\Java\jdk1.6.0\bin>javac Pokus.java Pokus.java:5: cannot find symbol symbol : class Strings location: class Pokus public static void main(Strings [] args) ^ Pokus.java:9: cannot find symbol symbol : method pritln(java.lang.String) location: class java.io.PrintStream System.out.pritln("Tohle je muj"); ^ 2 errors pak jsme zˇrejmˇe zdrojov´ y k´ od ˇspatnˇe opsali a doˇslo k syntaktické chybˇe. V tomto pˇr´ıpadˇe bylo m´ısto správného String pouˇzito Strings a m´ısto println pouˇzito pritln. Pozn´ amka: Zad´ av´ an´ı u ´plné cesty k soubor˚ um se zdrojov´ ym k´ odem nemus´ı b´ yt vˇzdy pohodlné. Je proto moˇzné nastavit systémovou promˇennou CLASSPATH tak, aby obsahovala cesty k pˇr´ısluˇsn´ ym adres´ aˇr˚ um. Postup nastaven´ı se liˇs´ı pro jednotlivé OS. Pro operaˇcn´ı systém Windosw XP tak lze uˇcinit v menu Start/Nastaven´ı/ Ovl´ adac´ı Panely/Systém/Upˇresnit/Promˇenné prostˇred´ı, je analogick´ y nastaven´ı promˇenné PATH. Program rozebereme podrobnˇe na jiném m´ıstˇe, vˇsimnˇeme si analogie s programovac´ım jazykem C++. Rozd´ılem je fakt, ˇze kaˇzd´ y “v´ ykonn´ y k´ od” mus´ı b´ yt v Javˇe um´ıstˇen uvnitˇr tˇr´ıdy, kter´ a jej obaluje.

2.1

Tvorba dokumentace

Java obsahuje elegantn´ı n´ astroj pro vytv´ aˇren´ı vlastn´ı dokumentace. S jeho pomoc´ı m˚ uˇzeme automaticky generovat dokumentaci k jednotliv´ ym tˇr´ıd´ am, promˇenným ˇci metod´ am. V´ ysledn´ a dokumentace je ve formátu HTML soubor˚ u. Koment´ aˇ re. Pod´ıvejme se, jak´ ym zp˚ usobem jsou v Javˇe implementov´ any koment´ aˇre. Jedn´ a se o analogii s jazykem C++. // Toto je jednoradkovy komentar /* Toto je viceradkovy komentar */ Kromˇe tˇechto koment´ aˇr˚ u existuj´ı i tzv. dokumentaˇcn´ı koment´ aˇre. Ty jsou uvozeny znaky /** a zakonˇceny znaky */. Na poˇc´ atku kaˇzdého ˇr´ adku se nach´ az´ı hvˇezdiˇcky, které jsou vˇsak ignorov´ any. /** Toto je * dokumentacni viceradkovy * komentar */ Z tˇechto dokumentaˇcn´ıch koment´ aˇr˚ u mohou b´ yt vygenerov´ any automaticky soubory s dokumentac´ı. Koment´ aˇre vˇsak mus´ı b´ yt um´ıstˇeny bezprostˇrednˇe pˇred definic´ı tˇr´ıdy, promˇenné ˇci metody, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe budou ignorov´ any.

KAPITOLA 2. PRVNÍ PROGRAM V JAZYCE JAVA /** Vzorova trida pokus */ public class Pokus { /** Promenna a */ private int a; /** Metoda main, ktera napise dve radky */ public static void main(String []args) { System.out.println("Tohle je muj"); System.out.println("prvni program v Jave"); } }

2.1.1

Javadoc

Pro vytv´ aˇren´ı dokumentace slouˇz´ı n´ astroj javadoc, kter´ y se nach´ az´ı v JDK 1.6 v n´ asleduj´ıc´ı sloˇzce C:\Progra~1\ Java\jdk1.6.0\bin\. resp /etc/lib/ jvm/java-6-sun-1.6.0.00/bin. Tvorbu dokumentace spust´ıme, za pˇredpokladu, ˇze jsme provedli nastaven´ı promˇenné ClASS, pˇr´ıkazem javadoc Pokus.java V opaˇcném pˇr´ıpadˇe je nutno zadat celou cestu. Stejnˇe jako pˇri pˇrekladu mus´ıme uvést jméno souboru vˇcetnˇe koncovky. Ve sloˇzce vznikne jeˇstˇe spousta dalˇs´ıch soubor˚ u, v´ ysledkem je soubor s n´ azvem Pokus.html, kter´ y je um´ıstˇen ve stejné sloˇzce jako soubor se zdrojov´ ym k´ odem. Do dokumentaˇcn´ıch koment´ aˇr˚ u lze vkl´ adat nˇekteré speci´ aln´ı znaky. Uved’me struˇcnˇe nˇekteré nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané. HTML tagy umoˇzn ˇuj´ı do dokumentaˇcn´ıch koment´ aˇr˚ u vkl´ adat k´ od ve form´ atu HTML. C´ılem je zlepˇsené form´ atov´ an´ı k´ odu pomoc´ı kurz´ıvy ˇci tuˇcného ˇrezu p´ısma. Tag pro tuˇcn´ y ˇrez p´ısma se vkl´ ad´ a do komentáˇre posloupnost´ı znak˚ u , mezi nimi n´ asleduje zv´ yraznˇen´ y text, ukonˇcuje se posloupnost znak˚ u . Podobn´ ym zp˚ usobem je moˇzno vytvoˇrit i sklonˇen´ y text, pouˇzijeme k tomu tagy a .Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı k´ od, kdy text “ktera napise” bude vys´ azen tuˇcnˇe. /** Metoda main, ktera napise dve radky */ Speci´ aln´ı pˇ r´ıkazy jdou do dokumentaˇcn´ıch koment´ aˇr˚ u vkl´ adat zad´ an´ım znaku @. Pˇr´ıkaz @see slouˇz´ı k vytv´ aˇren´ı odkaz˚ u na dokumentaci jin´ ych tˇr´ıd, pˇr´ıkaz @version informaci o verzi programu, @author informace o autorovi. /** Dokumentace k programu * @see Pokus //odkaz na nazev tridy * @version 2.0 //informace o verzi * @author Novak //informace o autorovi. */

2.2

Bal´ıˇ cky v Javˇ e

Vzhledem k tomu, ˇze jména soubor˚ u pˇredstavuj´ı n´ azvy tˇr´ıd, nen´ı moˇzné m´ıt v jedné sloˇzce stejnˇe pojmenované tˇr´ıdy prov´ adˇej´ıc´ı napˇr. r˚ uznou ˇcinnost. Pokud chceme pojmenovat dvˇe r˚ uzné tˇr´ıdy stejnˇe, Java umoˇzn ˇ uje

KAPITOLA 2. PRVNÍ PROGRAM V JAZYCE JAVA vyuˇz´ıt tzv. bal´ıˇcky (packages). Bal´ıˇcky pˇredstavuj´ı obdobu jmenn´ ych prostor˚ u (namespace) v C++. Bal´ıˇcek je fyzicky uloˇzen v adres´ aˇri. M˚ uˇze obsahovat i podbal´ıˇcky, které se budou nach´ azet v podadres´ aˇr´ıch adresáˇre. Jméno bal´ıˇcku je tvoˇreno cestou k soubor˚ um se tˇr´ıdami v nˇem obsaˇzen´ ym. Nezapisuje se vˇsak pomoc´ı zpˇetn´ ych lom´ıtek, adres´ aˇre jsou oddˇeleny teˇckou. M´ ame-li v adres´ aˇri Pokus bal´ıˇcek s n´ azvem Balik, ve kterém se nach´ az´ı soubor Pokus.class, lze cestu k tomuto souboru zapsat ve tvaru Balik.Pokus Pˇri n´ avrhu Javy se vytvoˇril systém pojmenov´ an´ı bal´ıˇck˚ u takov´ y, aby byl v r´ amci celého svˇeta jednoznaˇcn´ y. N´ azev bal´ıˇcku by mˇel vych´ azet z n´ azvu internetov´ ych domén “v opaˇcném” poˇrad´ı. Bal´ık Balik nach´ azej´ıc´ı se v doménˇe moje.cz bude m´ıt dle této konvence n´ azev cz.moje.balik. V praxi se vˇsak tento pˇr´ıstup ne vˇzdy dodrˇzuje.

2.2.1

Pr´ ace s bal´ıˇ cky

Pokud chceme nˇejakou tˇr´ıdu pˇridat do bal´ıˇcku, uvedeme tuto informaci do prvn´ıho ˇr´ adku zdrojového kódu pˇr´ıkazem package nazev_baliku; Pokud bychom chtˇeli n´ ami vytvoˇrenou tˇr´ıdu Pokus pˇridat do bal´ıˇcku balik, vypadal by z´ apis zdrojového k´ odu takto: package balik; public class Pokus { public static void main(String [] args) { System.out.println("Tohle je muj"); System.out.println("prvni program v Jave"); } } Kompilaci provedeme stejn´ ym zp˚ usobem jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe. Soubor Pokus.class um´ıst´ıme do adres´ aˇre balik. Pokud tento soubor chceme spustit, uˇcin´ıme tak jménem bal´ıku a jménem tˇr´ıdy: balik.Pokus. C:\Progra~1\Java\jdk1.6.0\bin\java balik.Pokus Uveden´ y postup naz´ yv´ ame kvalifikac´ı tˇ r´ıdy jménem bal´ıku. Pokud bychom chtˇeli tento bal´ıˇcek pouˇz´ıt v jiném programu, museli bychom pˇr´ısluˇsnou tˇr´ıdu zapsat s uveden´ım kvalifikace bal´ıku. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. Vytvoˇrme program Pokus2, ve kterém budeme cht´ıt pouˇz´ıt instanci tˇr´ıdy Pokus. Na tˇr´ıdu Pokus se budeme muset odk´ azat za pouˇzit´ı kvalifikace. public class Pokus2 { public static void main(String [] args) { balik.Pokus objekt=new balik.Pokus(); } }

KAPITOLA 2. PRVNÍ PROGRAM V JAZYCE JAVA Tento zp˚ usob pr´ ace je nepohodln´ y, n´ azev tˇr´ıdy s kvalifikac´ı m˚ uˇze b´ yt nˇekdy znaˇcnˇe dlouh´ y, zvl´ aˇstˇe u sloˇzitˇejˇs´ıch struktur bal´ıˇck˚ u. Pomoc´ı pˇr´ıkazu import s uveden´ım n´ azvu bal´ıˇcku ho m˚ uˇzeme “pˇripojit” a pˇri práci s n´ım vynechat kvalifikaci. import balik; public class Pokus2 { public static void main(String [] args) { Pokus objekt=new Pokus(); } } Obsahuje-li bal´ıˇcek nˇejaké podbal´ıˇcky, lze pro jejich zpˇr´ıstupnˇen´ı pouˇz´ıt z´ astupn´ y symbol *. V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu má bal´ıˇcek s n´ azvem balik dva podbal´ıˇcky: balicek1 a balicek2. Lze ps´ at import balik.balicek1; import balik.balicek2; Nebo vyuˇz´ıt z´ astupn´ y znak * a ps´ at import balik.*; Coˇz znamen´ a v pˇreneseném smyslu: pˇripoj vˇsechny podbal´ıˇcky bal´ıˇcku balik. Pr´ ace s bal´ıˇcky je typická u vˇetˇs´ıch projekt˚ u, pom´ ah´ a vytvoˇrit pˇrehlednou hierearchickou strukturu zdrojového k´ odu. V této kapitole jsme se struˇcnˇe sezn´ amili s vlastnostmi jazyku Java, uk´ azali si zp˚ usob, jak´ ym lze psát jednoduché programy, vytv´ aˇret dokumentaci k nim a vysvˇetlili si z´ akladn´ı operace s bal´ıˇcky. V n´ asleduj´ıc´ıch kapitol´ ach se s jazykem Java sezn´ am´ıme podrobnˇeji.

Kapitola 3

Datov´ e typy a promˇ enn´ e v Javˇ e Java je jazyk relativnˇe jednoduch´ y, jeho j´ adro obsahuje cca. 40 základn´ıch pˇr´ıkaz˚ u. Velmi rozsáhlé je vˇsak API jazyka Java, které skr´ yv´ a stovky pˇr´ıkaz˚ u. I pˇres v´ yˇse zm´ınˇen´ y fakt je struktura jazyka logická a umoˇzn´ı zaˇcáteˇcn´ıkovi pomˇernˇe rychlou orientaci v problematice a snadné zvládnut´ı základ˚ u programován´ı. Java pracuje se základn´ımi (tj. primitivn´ımi) datov´ ymi typy a s objektov´ ymi datov´ ymi typy. Pˇripomeˇ nme, ˇze oznaˇcen´ı identifikátor˚ u základn´ıch datov´ ych typ˚ u zaˇc´ın´ a mal´ ym p´ısmenem, oznaˇcen´ı identifikátor˚ u objektov´ ych datov´ ych typ˚ u velk´ ym p´ısmenem.

3.1

Z´ akladn´ı datov´ e typy

V programovac´ım jazyce Java existuje nˇekolik druh˚ u základn´ıch datov´ ych typ˚ u: celoˇc´ıselné, logické, reálné a znakové. Toto ˇclenˇen´ı odpov´ıd´ a ostatn´ım programovac´ım jazyk˚ um, nenalezneme zde tedy ˇzádné ”pˇrekvapen´ı”. Základn´ı datové typy nejsou v Javˇe povaˇzovány za objekty, nen´ı proto s nimi moˇzno jako s objekty zacházet. U kaˇzdého jednoduchého datového typu je definována jeho velikost v bajtech (tj. nen´ı urˇcována operaˇcn´ım systémem), t´ım p´ adem se program st´ av´ a univerzálnˇe pˇrenositeln´ y napˇr´ıˇc r˚ uzn´ ymi operaˇcn´ımi systémy.

3.1.1

Celoˇ c´ıseln´ e datov´ e typy

V Javˇe existuj´ı ˇctyˇri z´ akladn´ı celoˇc´ıselné datové typy. Vˇsechny jsou se znaménky, neexistuje tedy u nich varianta bezznaménka, tj. unsigned. Jejich pˇrehled je uveden v tab. 4.1. Datov´ y typ byte short int long

Velikost 8b 16b 32b 64b

Rozsah -128;127 -32768;32767 -2E09;2E09 -9E18;9E18

Tabulka 3.1: Pˇrehled celoˇc´ıselných datových typ˚ u v Javˇe. Chceme -li zapisovat hodnoty promˇenn´ ych a konstant, m˚ uˇzeme tak uˇcinit tˇremi zp˚ usoby: • V des´ıtkové soustavˇe (znaky 0-9): 9234 • V osmiˇckové soustavˇe (znaky 0-7): 0156

20

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Escape sekvence \n \r \t \\ \’ \"

UNICODE \u000A \u000D \u0009 \u005C \u002C \u0022

V´ yznam Nov´ a ˇr´ adka N´ avrat na zaˇc´ atek ˇr´ adku Tabul´ ator Zpˇetné lom´ıtko Apostrof Uvozovky

Tabulka 3.2: Pˇrehled escape sekvenc´ı a UNICODE k´ od˚ u nˇekterých d˚ uleˇzitých znak˚ u. • V ˇsestn´ actkové soustavˇe (znaky 0-9, a-f): Zaˇc´ın´ a znaky 0x a pokraˇcuje povolen´ ymi znaky, 0x26AF. Nutno vz´ıt v u ´vahu fakt, ˇze konstanty jsou standardnˇe datového typu int. Pˇr´ıkaz a=123456; pˇriˇrad´ı promˇenné a hodnotu int. Chceme -li pˇriˇradit této promˇenné hodnotu typu long, mus´ıme uvést za ˇc´ıselnou hodnotou symbol L. a=12345678910L; Pokud nev´ıme, jak´ y datov´ y typ pouˇz´ıt, a nem´ ame nˇejaké speci´ aln´ı poˇzadavky, zpravidla pouˇz´ıv´ ame typ int.

3.1.2

Znakov´ y typ

Java disponuje datov´ ym typem char, kter´ y se pouˇz´ıv´ a pro pr´ aci se znaky. Vyuˇz´ıv´ a k´ odov´ an´ı a sady znak˚ u UNICODE, velikost je 16 bit˚ u. Podmnoˇzinou UNICODE je znakov´ a sada ASCII, obsahuje prvn´ıch 127 znak˚ u. Znakové konstanty se zapisuj´ı nˇekolika zp˚ usoby: • jedn´ım znakem uzavˇren´ ym do apostrof˚ u: ’A’ • prostˇrednictv´ım escape sekvenc´ı (speci´ aln´ı znaky pro skok na nov´ y ˇr´ adek, tabul´ ator, atd.): ’\n’ • posloupnost´ı znak˚ u \’uXXXX’, kde XXXX pˇredstavuje k´ od znaku v k´ odov´ an´ı UNICODE: ’\u000A’ ´ Struˇcn´ y pˇrehled d˚ uleˇzit´ ych znak˚ u a jejich UNICODE k´ od˚ u nalezneme v tabulce 3.2. Upln´ y pˇrehled znakové sady UNICODE lze nalézt na str´ ance http://unicode.org. Pouˇz´ıv´ an´ı escape sekvenc´ı a UNICODE k´ od˚ u se odliˇsuje. UNICODE znaky se mohou vyskytovat kdekoliv v programu, napˇr. jako souˇc´ ast identifik´ ator˚ u, escape sekvence mohou b´ yt pouze souˇc´ ast´ı znakov´ ych a ˇretˇezcov´ ych konstant (viz d´ ale). double ko’\u010D’ka;//koˇ cka double ko’\99’ka//kocka, nelze Typ char m´ a vlastnosti celoˇc´ıselného datového typu bez znaménka, jeho hodnota odpov´ıd´ a k´ odu pˇr´ısluˇsného znaku. Na jednotlivé znaky se m˚ uˇzeme d´ıvat jako na cel´ a ˇc´ısla, lze na nˇe aplikovat stejné oper´ atory jako na datov´ y typ int.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Datov´ y typ float double

Velikost 32b 64b

Rozsah -1.4E45;3.4E48 -4.9E-324,1.7E308;

Tabulka 3.3: Pˇrehled re´ alných datových typ˚ u.

3.1.3

ˇ ezcov´ Retˇ e konstanty

ˇ ezcové Pro tvorbu ˇretˇezcov´ ych konstant plat´ı stejné z´ akonitosti jako pro tvorbu znakov´ ych konstant. Retˇ konstanty mohou b´ yt na rozd´ıl od znakové konstanty tvoˇreny v´ıce neˇz jedn´ım znakem. Nejsou zapisovány do apostrof˚ u, ale do uvozovek. System.out.println("Ahoj"); System.out.println("Prvn\u00ED program\n v jazyce Java"); Java, na rozd´ıl od C++, umoˇzn ˇ uje sˇc´ıtat ˇretˇezcové konstanty prostˇrednictv´ım oper´ atoru +. "prvni slovo"+"druhe slovo";

3.1.4

Logick´ y datov´ y typ

Logick´ y datov´ y typ boolean nab´ yv´ a dvou hodnot: pravda resp. nepravda, tj. true resp. false. Obˇe hodnoty lze vyj´ adˇrit prostˇrednictv´ım celoˇc´ıseln´ ych hodnot: 1 resp. 0. Uplatˇ nuje se zejména pˇri konstrukci logick´ ych podm´ınek. boolean vysledek=false;

3.2

Re´ aln´ e datov´ e typy

Re´ aln´ a ˇc´ısla jsou pˇredstavov´ ana desetinn´ ymi ˇc´ısly. Java disponuje dvˇema datov´ ymi typy pro pr´ aci s re´ aln´ ymi ˇc´ısly: float a double, viz tab. 3.3. Vˇsimnˇeme si, ˇze horn´ı a doln´ı hranice interval˚ u jsou nesymetrické. Reálné konstanty lze zapsat r˚ uzn´ ymi zp˚ usoby: • Zápisem s pevnou ˇr´ adovou ˇc´ arkou. Jedn´ a se o stejn´ y zp˚ usob z´ apisu, jak´ ym zapisujeme ˇc´ısla na pap´ır. Jako oddˇelovaˇc pouˇz´ıv´ ame desetinnou teˇcku. 123.456 10.0 • Zápisem v semilogaritmickém tvaru. T´ımto zp˚ usobem bˇeˇznˇe zapisujeme ˇc´ısla ”pˇr´ıliˇs mal´ a” nebo ”pˇr´ıliˇs velká”: 0.1 ∗ 1010 nebo 0.1 ∗ 10−10 . 0.1e10 0.1e-10 Re´ aln´ a konstanta je standardnˇe datového typu double. Chceme-li ji zmˇenit na float, mus´ıme za posledn´ı ˇc´ıslici um´ıstit znak F. a=0.1e10F;

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Maxim´ aln´ı a minim´ aln´ı hodnota. Maxim´ aln´ı a minim´ aln´ı hodnoty pro celoˇc´ıselné i re´ alné datové typy lze z´ıskat prostˇrednictv´ım konstant MIN_VALUE a MAX_VALUE. Pˇred konstantu um´ıst´ıme oznaˇcen´ı datového typu v objektové variantˇe. Syntaxe vypad´ a takto: Integer.MAX_VALUE; Double.MIN_VALUE; Na z´ avˇer uved’me dvˇe speci´ aln´ı hodnoty, které mohou vzniknout pˇri ”nevhodném” dˇelen´ı nˇejakého ˇc´ısla jin´ ym ˇc´ıslem. Dˇel´ıme -li kladné resp. z´ aporné ˇc´ıslo 0, v´ ysledkem operace je nekoneˇcno, tj. hodnota POSITIVE_INFINITY resp. NEGATIVE_INFINITY. Dˇel´ıme -li 0 nulou, tj 0/0, v´ ysledkem operace je hodnota NaN, tj. not a number.

3.3

Deklarace promˇ enn´ ych

Deklarace promˇenné pˇredstavuje krok, pˇri kterém vytvoˇr´ıme promˇennou zvoleného jména nˇekterého z v´ yˇse uveden´ ych datov´ ych typ˚ u a pˇriˇrad´ıme ji (tj. inicializujeme ji) na nˇejakou poˇc´ ateˇcn´ı hodnotu. Tento typ inicializace oznaˇcujeme jako explicitn´ı. Jestliˇze neuvedeme ˇz´ adnou inicializaˇcn´ı hodnotu, je promˇenn´ a inicializov´ ana implicitnˇe, tj. na v´ ychoz´ı hodnotu pro zvolen´ y datov´ y typ. Pˇripomeˇ nme, ˇze implicitn´ı inicializace probˇehne pouze v pˇr´ıpadˇe, ˇze promˇenná pˇredstavuje datovou poloˇzku tˇr´ıdy. Pokud by se jednalo o promˇennou, kter´ a nepˇredstavuje datovou poloˇzku tˇr´ıdy, a nedoˇslo by k jej´ı explicitn´ı inicializaci pˇred prvn´ım pouˇzit´ım, upozorn´ı n´ as Java na tento nedostatek. Odstraˇ nuje tak jednou z velk´ ych nev´ yhod nˇekter´ ych jazyk˚ u, tj. moˇznost pr´ ace s neinicializovan´ ymi promˇenn´ ymi. int a; double b, c, d; Uved’me struˇcnˇe nˇekteré z´ asady ˇci vlastnosti souvisej´ıc´ı s deklaracemi promˇenn´ ych: • V Javˇe neexistuj´ı jako v C++ glob´ aln´ı promˇenné. Nen´ı moˇzné vytvoˇrit promˇennou, kter´ a by byla dostupn´ a v celém programu. Deklarace totiˇz nesm´ı b´ yt um´ıstˇena vnˇe tˇr´ıdy, jak je to v C++ bˇeˇzné napˇr. ve spojitosti s kl´ıˇcov´ ym slovem extern. • V Javˇe nerozliˇsujeme pojmy definice promˇenné a deklarace promˇenné. nelze totiˇz vytvoˇrit a pouˇz´ıt promˇennou bez jej´ı implicitn´ı ˇci explicitn´ı inicializace. • Je vhodné dodrˇzovat zásadu: deklarace promˇenn´ ych by z d˚ uvodu pˇrehlednosti mˇely b´ yt um´ıstˇeny na zaˇc´ atku bloku. Pr´ ace s konstantami. Java pouˇz´ıv´ a jin´ y pˇr´ıstup pˇri deklaraci konstant. Konstanty jsou deklarovány s kl´ıˇcov´ ym slovem final. Hodnotu konstanty jiˇz nelze d´ ale mˇenit. final int CISLO=10; Pˇr´ıkaz CISLO=15; //Chyba

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E zp˚ usob´ı vyvolán´ı chyby, program nebude moˇzno pˇreloˇzit. Plat´ı z´ asada, ˇze jména konstant by mˇela b´ yt tvoˇrena pouze velk´ ymi p´ısmeny. Pokud chceme pouˇz´ıt konstantu vnˇe tˇr´ıdy, ve které ”vznikly”, je nutno jejich deklaraci provést vnˇe vˇsech metod, nastavit ji jako veˇrejnou, tj. za pouˇzit´ı kl´ıˇcového slova public. Jelikoˇz se bude jednat o promˇennou tˇr´ıdy, nezapomeˇ nme, ˇze mus´ı b´ yt spoleˇcn´ a pro vˇsechny instance, je nutno ji deklarovat jako statickou za pouˇzit´ı kl´ıˇcového slova static. public class Neco { public static final int CISLO=10; //staticka promenna neco }

3.4

Pˇ riˇ razov´ an´ı a pˇ retypov´ an´ı

Pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz je pouˇz´ıv´ an pˇri pr´ aci s promˇenn´ ymi i konstantami. Oper´ atorem pˇriˇrazen´ı je znak =, operátor == pˇredstavuje relaˇcn´ı oper´ ator ”je rovno”. Pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz umoˇzn ˇuje pˇriˇradit hodnotu nˇejakého v´ yrazu jiné promˇenné nach´ azej´ıc´ı se vlevo od oper´ atoru =. V´ yraz, kter´ y do promˇenné pˇriˇrazujeme, mus´ı m´ıt nˇejakou hodnotu. a=10.0; b=c+15*f; znak=’A’; Pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz m˚ uˇze b´ yt pouˇz´ıv´ an i pˇri tvorbˇe logick´ ych podm´ınek. Zaˇc´ ateˇcn´ıka by nemˇela zm´ ast následuj´ıc´ı konstrukce if (a==(b=10)); pˇredstavuj´ıc´ı dotaz, zda hodnota promˇenné a je rovna hodnotˇe promˇenné b, kter´ a je inicializov´ ana na 10. Pˇ retypov´ an´ı. Pˇri pˇriˇrazovac´ıch operac´ıch doch´ az´ı ˇcasto ke konverz´ım mezi r˚ uzn´ ymi datov´ ymi typy. Tyto operace naz´ yv´ ame pˇretypov´ an´ım. V´ ysledkem pˇriˇrazen´ı je zmˇena datového typu promˇenné. Existuj´ı dva typy pˇretypován´ı: • Implicitn´ı konverze Vzniká pˇri pˇretypov´ an´ı promˇenné s niˇzˇs´ım rozsahem na promˇennou s vyˇsˇs´ım rozsahem. Prob´ıhá automaticky bez nutnosti z´ apisu jakéhokoliv programového k´ odu. Nedoch´ az´ı pˇri n´ı ke ztr´ atˇe informac´ı. Pro v´ yˇse uvedené datové typy b´ yv´ a prov´ adˇena v n´ asleduj´ıc´ım poˇrad´ı: byte->short->int->long->float>double.

float a=50; double b=30; b=a;//implicitni konverze • Explicitn´ı konverze Vznik´ a pˇri pˇretypov´ an´ı promˇenné s vyˇsˇs´ım rozsahem na promˇennou s niˇzˇs´ım rozsahem. Konverze neprobˇehne automaticky (m˚ uˇze pˇri n´ı doj´ıt k sn´ıˇzen´ı pˇresnosti dat), je tedy nutno vynutit ji uveden´ım v´ ysledného datového typu. Pˇri explicitn´ı konverzi doch´ az´ı zpravidla ke ztr´ atˇe informac´ı. B´ yv´ a provádˇena v n´ asleduj´ıc´ım poˇrad´ı: double->float->long->int->short->byte.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E a=b;//ztrata presnosti, nelze provest a=(float)b;//explicitni konverze Pˇretypován´ı lze pouˇz´ıvat u OOP také pˇri pr´ aci s rodiˇcovskou a odvozenou tˇr´ıdou. Objekt rodiˇcovské tˇr´ıdy oznaˇc´ıme rodiˇc, objekt odvozené tˇr´ıdy potomek. Potomek b´ yv´ a zamˇeˇren u ´ˇzeji neˇz rodiˇc. Existuj´ı dvˇe moˇznosti pˇretypov´ an´ı: • Pˇretypován´ı z potomka na rodiˇce: implicitn´ı konverze • Pˇretypován´ı z rodiˇce na potomka: explicitn´ı konverze Podrobnˇeji se s nimi sezn´ am´ıme v kapitole vˇenované objektovˇe orientovanému programov´ an´ı. Sm´ıˇ sen´ e konverze. Pod´ıvejme se na situace, kdy do aritmetick´ ych operac´ı vstupuj´ı operandy sm´ıˇseného typu, hovoˇr´ıme pak o tzv. sm´ıˇsen´ ych v´ yrazech. Plat´ı n´ asleduj´ıc´ı z´ akonitosti: 1. Pokud je jeden z operand˚ u typu double, bude v´ ysledkem operace datov´ y typ double 2. Pokud je jeden z operand˚ u typu float, bude v´ ysledkem operace datov´ y typ float 3. Pokud je jeden z operand˚ u typu long, bude v´ ysledkem operace datov´ y typ long Jejich c´ılem je realizace aritmetick´ ych operac´ı tak, aby pˇri nich doˇslo k co nejmenˇs´ı ztr´ atˇe pˇresnosti. Pozor mus´ıme d´ at u v´ yraz˚ u obsahuj´ıc´ıch zlomky, pokud ˇcitatel i jmenovatel pˇredstavuj´ı celoˇc´ıselné hodnoty. V´ ysledek operace bude opˇet datového typu int. int a=5;//int int b=10;//int int c=a/b;//vysledek=0 V´ yˇse uveden´ y z´ apis je z form´ aln´ıho hlediska ˇspatn´ ym, nemˇel by b´ yt nikdy pouˇzit. Spr´ avn´ y je n´ asleduj´ıc´ı z´ apis, pˇri kterém vznikne sm´ıˇsen´ y v´ yraz: int a=5.0;//double int b=10;//int int c=a/b;//vysledek=0.5; Objektov´ e datov´ e typy a pˇ riˇ razov´ an´ı. Uved’me pro u ´plnost, ˇze i kdyˇz vytvoˇr´ıme datov´ y typ jako objektov´ y, tak nem´ a rysy skuteˇcného objektu, napˇr. operace pˇriˇrazen´ı je prov´ adˇena nikoliv odkazem, jak bychom oˇcek´ avali, ale stejnˇe jako u primitivn´ıho datového typu hodnotou. Java tedy nen´ı stroprocentnˇe objektov´ y jazyk, jak je patrné. Konverze z´ akladn´ıch datov´ ych typ˚ u, ˇ retˇ ezc˚ u a znak˚ u. Vz´ ajemné konverze primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u a ˇretˇezc˚ u jsou pouˇz´ıv´ any velmi ˇcasto. Chceme -li konvertovat nˇekter´ y ze z´ akladn´ıch datov´ ych typ˚ u na datov´ y typ String, pouˇzijeme statickou metodu tˇr´ıdy String s n´ azvem valueOf(). int a=10; boolean b=true; double c=15.0; String retezec=String.valueOf(a); String retezec=String.valueOf(b); String retezec=String.valueOf(c);

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Konverzi základn´ıho datového typu na ˇretˇezec lze provést i ”fintou” se sˇc´ıt´ an´ım pr´ azdného ˇretˇezce a promˇenné: String retezec=""+a; Opaˇcn´ y postup, pˇri kterém konvertujeme ˇretˇezec na nˇekter´ y ze z´ akladn´ıch datov´ ych typ˚ u, lze provést dvˇema zp˚ usoby: • Starˇs´ı pˇr´ıstup, kter´ y je ponˇekud tˇeˇzkop´ adn´ y. Je dan´ı za ne 100% “objektovost” jazyka Java. V prvn´ım kroku provedeme konverzi ˇretˇezce na objekt pˇr´ısluˇsné tˇr´ıdy za pouˇzit´ı metody valueof(). Tento objekt je nutno v n´ asleduj´ıc´ım kroku pˇrevést na primitivn´ı datov´ y typ prostˇrednictv´ım nˇekteré z trojice metod: intValue(), doubleValue(), booleanValue(); String retezec=”1234”; int a=String.valueOf(retezec).intValue(); double b=String.valueOf(retezec).doubleValue(); bool c=String.valueOf(retezec).booleanValue(); • Novˇejˇs´ı pˇr´ıstup vych´ azej´ıc´ı z JDK prostˇrednictv´ım metod parseLong(), parseDouble(), parseFloat(). String retezec="1234"; String retezec2="true"; int a=(int)Long.parseLong(retezec); Chceme -li pˇretypovat znakovou konstantu na nˇekter´ y z primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u, pouˇzijeme metodu digit(). char znak=’A’; int cislo=Character.digit(znak); V´ yˇse uvedené konverzn´ı postupy pouˇzijeme pˇri pr´ aci se standardn´ım vstupem a v´ ystupem.

3.5

Oper´ atory v Javˇ e

Kromˇe oper´ atoru pˇriˇrazen´ı, se kter´ ym jsme se jiˇz sezn´ amili, je v Javˇe pouˇz´ıv´ ana ˇrada dalˇs´ıch typ˚ u operátor˚ u. Aritmetick´ e oper´ atory. Aritmetické oper´ atory jejich struˇcn´ y popis jsou zobrazeny v tabulce 3.4. Slouˇz´ı k realizaci z´ akladn´ıch aritmetick´ ych operac´ıch. Pˇri jejich vyhodnocov´ an´ı se postupuje ve smˇeru zleva do prava dle priority: nejprve operace n´ asoben´ı/dˇelen´ı/celoˇc´ıselné dˇelen´ı, poté se vyhodnot´ı zb´ yvaj´ıc´ı operace. Oper´ ator + * / %

Popis Sˇc´ıt´ an´ı Odeˇc´ıt´ an´ı N´ asoben´ı Dˇelen´ı Zbytek po celoˇc´ıselném dˇelen´ı.

Tabulka 3.4: Pˇrehled aritmetických oper´ ator˚ u.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Oper´ ator a+=5 a-=5 a*=5 a/=5

´ Upln´ y z´ apis a=a+5 a=a-5 a=a*5 a=a/5

Tabulka 3.5: Pˇrehled oper´ ator˚ u inkrementace a dekrementace. Chceme -li zmˇenu priority vyhodnocov´ an´ı provést umˇele, m˚ uˇzeme tak pouˇz´ıt z´ avorky. Poˇcet prav´ ych a lev´ ych z´ avorek by mˇel b´ yt stejn´ y. int a=3+3*3;//a=12 int a=(3+3)*3;//18 Oper´ atory pˇ riˇ razen´ı. Oper´ atory pˇriˇrazen´ı pˇredstavuj´ı kombinaci pˇriˇrazen´ı a aritmetick´ ych operátor˚ u. Tyto operátory umoˇzn ˇuj´ı zkr´ acen´ y z´ apis bˇeˇzn´ ych aritmetick´ ych operac´ı. Oper´ atory inkrementace a dekrementace. Oper´ atory inkrementace a dekrementace umoˇzn ˇuj´ı zvyˇsov´ an´ı ˇci sniˇzov´ an´ı hodnoty promˇenné o 1. Jedn´ a se o “zdvojené” oper´ atory ++ resp. −−. Nˇekteˇr´ı zl´ı jazykové tvrd´ı, ˇze Java=C+ + −−, tj. ˇze Java je to samé to samé C++ :-). Existuj´ı dva typy inkrementace resp. dekrementace: • pˇredch´ azej´ıc´ı inkrementace/dekrementace. Pˇri n´ı jsou oper´ atory inkrementace/dekrementace um´ıstˇeny pˇred promˇennou. V tomto pˇr´ıpadˇe se nejprve provede pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz a aˇz n´ aslednˇe inkrementace/dekrementace promˇenn´ ych. int a=5, b=5; int c=++a;//a=6, c=5; int d=--b;//b=4, d=5; • n´ asledn´ a inkrementace/dekrementace. Pˇri n´ı jsou oper´ atory inkrementace/dekrementace um´ıstˇeny za promˇennou. V tomto pˇr´ıpadˇe se nejprve provede inkrementace/dekrementace a aˇz n´ aslednˇe pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz. int a=5, b=5; int c=a++;//a=6, c=6; int d=b--;//b=4, d=4; Relaˇ cn´ı oper´ atory. Relaˇcn´ı oper´ atory se pouˇz´ıvaj´ı pˇri konstruov´ an´ı logick´ ych podm´ınek. Pˇrehled relaˇcn´ıch oper´ ator˚ u je uveden v tab. 3.5.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Oper´ ator == != && || ! < > <= >=

Popis Rovn´ a se Nerovn´ a se Logick´ y souˇcin Logick´ y souˇcet Negace Menˇs´ı Vˇetˇs´ı Menˇs´ı nebo rovno Vˇetˇs´ı nebo rovno

Tabulka 3.6: Pˇrehled relaˇcn´ıch oper´ ator˚ u.

3.6

Matematick´ e metody

Java disponuje jak z´ akladn´ımi, tak pokroˇcil´ ymi matematick´ ymi funkcemi. Ty jsou um´ıstˇeny ve tˇr´ıdˇe Math, kter´ a se nach´ az´ı v bal´ıku java.lang. Pˇredstavuj´ı jednotlivé metody tˇr´ıdy Math, proto k nim m˚ uˇzeme pˇristupovat za pouˇzit´ı syntaxe Math.Metoda(parametr). Metoda m˚ uˇze b´ yt vol´ ana s form´ aln´ımi parametry, které se zapisuj´ı do z´ avorek. V´ ysledkem v´ ypoˇctu je vˇzdy pouze jedna hodnota. double Ro=180/Math.PI; double vysledek=Math.sin(45/Ro); Pro u ´plnost uved’me, ˇze stejnˇe jako v ostatn´ıch jazyc´ıch, jsou vstupn´ı hodnoty trigonometrick´ ych funkc´ı uvádˇeny v radi´ anech. Chceme -li v naˇsem programu vyuˇz´ıvat matematické metody a nechceme -li je kvalifikovat n´ azvem bal´ıˇcku, mus´ıme importovat bal´ıˇcek Math. import java.math.*; Nˇekteré metody jsou pˇret´ıˇzené, existuje v´ıce metod se stejn´ ym n´ azvem, jejich vstupn´ı parametry jsou vˇsak r˚ uzné: float, double, int, long. Pokud nen´ı vstupn´ı hodnota poˇzadovaného datového typu, je provedena jej´ı konverze (vynucen´ a konverze), pokud to je moˇzné. Vˇetˇsina z matematick´ ych metod poskytuje v´ ysledek typu double. Pˇrehled nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych metod nalezneme v tabulce 3.7.

3.7

Pr´ ace se standardn´ım form´ atovan´ ym vstupem a v´ ystupem

Pˇri bˇehu programu mus´ı existovat moˇznost zad´ av´ an´ı vstupn´ıch dat (vstupn´ı parametry pro v´ ypoˇcet) i moˇznost pr´ ace s v´ ystupn´ımi daty (v´ ysledky v´ ypoˇct˚ u). Hovoˇr´ıme o termin´ alovém vstupu a v´ ystupu. Upozornˇeme, ˇze standardn´ı form´ atovan´ y vstup a v´ ystup nejsou v Javˇe na rozd´ıl od jazyka C++ urˇceny pro v´ aˇznou práci, ale pouze pro v´ yukové u ´ˇcely. Java totiˇz disponuje grafick´ ym rozhran´ım umoˇzn ˇuj´ıc´ım prov´ adˇet vstup/v´ ystup u ´daj˚ u s vyuˇzit´ım vizu´ aln´ıch komponent, napˇr. textfield˚ u ˇci editbox˚ u, seznam˚ u. Pr´ ace s termin´ alov´ ym vstupem je v Javˇe ponˇekud komplikovanˇejˇs´ı neˇz v jazyce C++. N´ astroje pro pr´ aci se standardn´ım vstupem a v´ ystupem se nach´ azej´ı v bal´ıku java.io. Chceme -li pracovat se standardn´ım vstupem a v´ ystupem, pouˇzijeme import java.io.*; Pro pr´ aci se standardn´ım form´ atovan´ ym vstupem v Javˇe existuj´ı objekty System.in a System.out. Objekt System.in realizuje standardn´ı vstup, nejˇcastˇeji ˇcten´ım hodnot z kl´ avesnice. System.out je objekt, kter´ y se pouˇz´ıv´ a pro zobrazov´ an´ı v´ ystupn´ıch u ´daj˚ u na monitoru.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Funkce

Mat. z´ apis

Math.abs(x)

|x|

Math.acos(x) Math.asin(x) Math.atan(x) Math.atan2(y,x) Math.ceil(x) Math.cos(x) Math.exp(x) Math.floor(x) Math.log(x) Math.max(x,y) Math.min(x,y) Math.random(x) Math.pow(x,y) Math.round(x,y) Math.sin(x) Math.sqrt(x) Math.tan(x)

arccos(x) arcsin(x) arctg(x) arctg(y/x) int(x + 0.5) cos(x) ex int(x-0.5) ln(x) max(x,y) min(x,y) xy int(x+0.5) sin(x) √ x tg(x)

Vstupn´ı hodnoty int, long, float, double double double double double double double double double double int, float, double int, float, double double double, float double double double

V´ ystupn´ı hodnoty int, long, float, double double double double double double double double double double int, float, double int, float, double double double double, float double double double

Tabulka 3.7: Pˇrehled vybraných matematických funkc´ı.

3.7.1

Form´ atovan´ y v´ ystup

Pro form´ atovan´ y v´ ystup je pouˇz´ıv´ an objekt System.out. S pouˇzit´ım metody print() m˚ uˇzeme provést vytisknut´ı ˇretˇezce na aktu´ aln´ı pozici v ˇr´ adku. Pokud se na v´ ystup dostane hodnota jiného datového typu neˇz ˇretˇezec, je provedena vynucen´ a konverze na ˇretˇezec. int a=10; int b=20; System.out.print(a); System.out.print(b); System.out.print("Ahoj"); Na v´ ystupu se objev´ı: 1020Ahoj. Na rozd´ıl od jazyka C++ nen´ı moˇzno hodnoty na v´ ystupu nijak formátovat, tj. napˇr. stanovit poˇcet desetinn´ ych m´ıst. Chceme -li zˇretˇezit hodnoty na v´ ystupu, tj. vytisknout v jednom kroku v´ıce u ´daj˚ u, pouˇzijeme oper´ ator +. M˚ uˇzeme vz´ ajemnˇe sˇc´ıtat ”hruˇsky s jablky”, tj. jak ˇretˇezce, tak i promˇenné primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u. Pouˇzijeme System.out.print ("a="+a+" b="+b+" Ahoj"); obdrˇz´ıme na v´ ystupu:a=10 b=20 Ahoj. V ˇretˇezci se mohou vyskytnout i escape sekvence, uved’me dvˇe nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané: • znak ’\t’ (znakov´ a konstanta) resp. ”\t” (ˇc´ ast ˇretˇezce): tabul´ ator. • znak ’\n’ (znakov´ a konstanta) resp. ”\n” (ˇc´ ast ˇretˇezce): pˇrechod na novou ˇr´ adku. Pˇr´ıkazy

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E System.out.print ("a="+a+"\n"+"b="+b+"\n Ahoj"); System.out.print ("jak"+"\t"+"se"+"\tmate"); vytisknou na obrazovku a=10 b=20 Ahoj jak

se

mate

Stejného efektu dos´ ahneme za pouˇzit´ı metody println(). System.out.println("a="+a); System.out.println("b"+b); System.out.println("jak"+"\t"+"se"+"\tmate");

3.7.2

Standardn´ı form´ atovan´ y vstup

Pr´ ace s formátovan´ ym vstupem v Javˇe je ponˇekud sloˇzitˇejˇs´ı neˇz v jazyce C++. Je pouˇz´ıv´ an objekt System.in. Pˇri zad´ av´ an´ı znak˚ u z kl´ avesnice jsou jednotlivé znaky interpretov´ any jako bajty zakonˇcené ukonˇcovac´ım znakem ’\n’. Je vhodné je proto naˇc´ıst do pole bajt˚ u. V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu si uk´ aˇzeme naˇcten´ı dat z form´ atovaného vstupu a jejich konverze na typ int. byte [] pole=new byte [30]; System.in.read(pole); Bajty n´ aslednˇe pˇrevedeme na ˇretˇezec typu String String retezec=new String(pole); a oˇr´ızneme ukonˇcovac´ı znaky retezec=retezec.trim(); N´ aslednˇe provedeme konverzi String na typ int. Nezapomeˇ nme na explicitn´ı pˇretypov´ an´ı. int cislo=(int)Long.parseLong(retezec); Obdobn´ ym zp˚ usobem bychom postupovali i pˇri konverzi na jiné datové typy: double cislo=Double.parseDouble(retezec); Tento kód je vhodné obalit do konstrukce try/catch pro odchycen´ı pˇr´ıpadné v´ yjimky vzniklé napˇr, t´ım, ˇze uˇzivatel na vstupu zad´ a textov´ y ˇretˇezec obsahuj´ıc´ı jeden nebo v´ıce znak˚ u, které nejsou ˇc´ıslicemi. S t´ımto pˇr´ıstupem se setk´ ame aˇz v ˇc´ asti vˇenované odchycov´ an´ı v´ yjimek.

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E

3.8

Pˇ r´ıkazy v Javˇ e

Pˇr´ıkazy pˇredstavuj´ı z´ akladn´ı stavebn´ı jednotky program˚ u. S jejich vyuˇzit´ım pˇrepisujeme algoritmy do prostˇred´ı pˇr´ısluˇsného form´ aln´ıho jazyka (tj. programovac´ıho jazyka). Pˇr´ıkazy jsou zpravidla prov´ adˇeny v poˇrad´ı, v jakém byly program´ atorem zaps´ any. Pˇr´ıkazy v Javˇe jsou velmi podobné pˇr´ıkaz˚ um v jazyce C++. V Javˇe rozezn´ av´ ame dva typy pˇr´ıkaz˚ u: jednoduch´ y pˇr´ıkaz a sloˇzen´ y pˇr´ıkaz. Jednoduchý pˇr´ıkaz je ukonˇcen stˇredn´ıkem System.out.println ("Ahoj"); //jednoduch´ y pˇ r´ ıkaz Plat´ı z´ asada, ˇze na kaˇzdém ˇr´ adku by mˇel b´ yt um´ıstˇen pouze jeden pˇr´ıkaz, program by se v opaˇcném pˇr´ıpadˇe stal nepˇrehledn´ ym. Sloˇzený pˇr´ıkaz je uzavˇren do sloˇzen´ ych z´ avorek a vytv´ aˇr´ı blok. Pˇredstavuje skupinu pˇr´ıkaz˚ u, kter´ a se z hlediska syntaxe Javy chov´ a jako jedin´ y pˇr´ıkaz. Za blokem nep´ıˇseme stˇredn´ık. if (a
3.9

Pole

Pole pˇredstavuje skupinu promˇenn´ ych stejného datového typu, se kter´ ymi m˚ uˇze zach´ azet jako s celkem. Pole je jeden z dvou neprimitivn´ıch datov´ ych typ˚ u, druh´ y je objekt. Jednotlivé promˇenné naz´ yv´ ame prvky pole. Lze k nim pˇristupovat za pouˇzit´ı jména pole a indexu (ten je uv´ adˇen v hranat´ ych z´ avork´ ach).

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E Index pˇredstavuje poˇradové ˇc´ıslo prvku pole od jeho poˇc´ atku. Oznaˇc´ıme -li celkov´ y poˇcet prvk˚ u pole n, u ´vodn´ı prvek pole m´ a index 0, posledn´ı prvek pole m´ a index n-1. Index mus´ı vˇzdy pˇredstavovat kladné celé ˇc´ıslo. Pr´ ace s polem je v Javˇe bezpeˇcnˇejˇs´ı neˇz v C++, kde pole pˇredstavuj´ı pouze bloky pamˇeti. V Javˇe je automaticky provádˇena kontrola pˇrekroˇcen´ı indexu pole, k ˇradˇe chyb tˇeˇzko odhaliteln´ ych v C/C++ zde nedocház´ı. Dynamicky vytvoˇrené pole nemus´ıme ruˇsit manu´ alnˇe, pokud na nˇej neexistuje platn´ y odkaz, je zruˇseno prostˇrednictv´ım garbage collectoru. Pr´ ace s polem. S polem se v Javˇe pracuje prostˇrednictv´ım odkazu, tj. podobnˇe jako s objekty. Nejprve je nutno deklarovat odkaz na pole, n´ aslednˇe se vytvoˇr´ı pole samotné. Odkaz na obecné pole lze vytvoˇrit n´ asleduj´ıc´ı konstrukc´ı: datovy_typ [] identifikator. Odkaz na pole typu double double [] pole; V deklaraci se neuv´ ad´ı poˇcet prvk˚ u pole. Pˇri deklaraci nedoch´ az´ı k pˇridˇelen´ı pamˇeti pro pole, jak´ akoliv operace s takov´ ym polem skonˇc´ı vyvol´ an´ım v´ yjimky. Druh´ y krok pˇredstavuje vytvoˇren´ı vlastn´ıho pole znamenaj´ıc´ı pˇridˇelen´ı potˇrebné pamˇeti a nastaven´ı odkazu tak, aby ukazoval na vytvoˇrené pole. Budeme vytv´ aˇret pole o 10 prvc´ıch pole=new double[10]; Poˇcet prvk˚ u pole je pˇri jeho vytv´ aˇren´ı uv´ adˇen v hranat´ ych z´ avork´ ach. Oba kroky lze spojit do jednoho double [] pole=new double[10]; Po vytvoˇren´ı kompil´ ator zaruˇc´ı, ˇze prvky pole budou inicializov´ any na hodotu 0, u pol´ı typu boolean na hodnotu false, u pol´ı odkaz˚ u (tj. referenc´ı) na hodnotu null. Z v´ yˇse uvedeného postupu vid´ıme, ˇze s polem se pracuje podobnˇe jako s objektem. D´ elka pole. D˚ uleˇzitou vlastnost´ı pole je jeho délka, tj. poˇcet prvk˚ u. Lze ji urˇcit prostˇrednictv´ım promˇenné length. V´ ysledkem je kladn´ a celoˇc´ıseln´ a hodnota. pole.length; Tuto hodnotu je vhodné pouˇz´ıt pˇri proch´ azen´ı prvk˚ u pole pomoc´ı cyklu jako horn´ı mez. Inicializovan´ e pole. Existuje moˇznost vytvoˇrit pole inicializované pˇredem dan´ ymi hodnotami, v takovém pˇr´ıpadˇe se nepouˇz´ıv´ a konstrukce s new. double [] pole={2.0, 4.4,17.85}; Poˇcet prvk˚ u nemus´ıme uv´ adˇet, kompil´ ator si je spoˇc´ıt´ a “s´ am”. S takto vytvoˇren´ ym polem se pracuje stejnˇe jako s jak´ ymkoliv jin´ ym vytvoˇren´ ym polem. Pˇr´ıstup k jednotliv´ ym prvk˚ um pole lze prov´ adˇet pˇres index. N´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıkaz pˇriˇrad´ı promˇenné cislo hodnotu druhého prvku pole. double cislo=pole[1];

´ TYPY A PROMENN ˇ ´ V JAVE ˇ KAPITOLA 3. DATOVE E V´ıcerozmˇ ern´ e pole. Pˇri sloˇzitˇejˇs´ıch matematick´ ych v´ ypoˇctech pouˇz´ıv´ ame ˇcasto dvojrozmˇern´ a ˇci trojrozmˇern´ a pole, typick´ ym pˇr´ıkladem jsou matice. Pr´ ace s v´ıcerozmˇern´ ym polem je analogi´ı pr´ ace s jednorozmˇern´ ym polem, pro pˇr´ıstup ke konkrétn´ımu prvku pouˇzijeme dvojici index˚ u. double [][] pole2d; pole2d=new double[10][10]; Poˇcet ˇrádk˚ u pole lze z´ıskat jako pole2d.lenght; poˇcet sloupc˚ u pole jako pole2d[i].length; kde i pˇredstavuje index libovolného ˇr´ adku pole. V´ıcerozmˇ ern´ e inicializovan´ e pole. Lze ho vytvoˇrit stejn´ ym zp˚ usobem jako jednorozmˇerné inicializované pole, tj. bez pouˇzit´ı konstrukce new. N´ asleduj´ıc´ı konstrukce vytvoˇr´ı dvourozmˇerné pole o tˇrech ˇr´ adc´ıch a dvou sloupc´ıch. double [][] pole2d={{2.0, 4.4},{17.85, 0.3}, {10.9, 6.4}}; S poli zpravidla pracujeme za pouˇzit´ı cykl˚ u (viz d´ ale), jednotlivé prvky lze efektivnˇeji proch´ azet.

3.9.1

Kop´ırov´ an´ı pol´ı

Pˇri kop´ırován´ı dvou pol´ı nelze pouˇz´ıt pˇriˇrazovac´ı pˇr´ıkaz, prov´ adˇeli bychom pouze kop´ırov´ an´ı odkaz˚ u, nikoliv kop´ırov´ an´ı skuteˇcného obsahu pol´ı. N´ asleduj´ıc´ı konstrukce je chybn´ a. int [] pole1={1,2,3}; int [] pole2=new int [3]; pole2=pole1;//zkopirovani odkazu, nikoliv pole! Doˇslo ke zkop´ırov´ an´ı odkazu na pole1 do pole2. Odkazy pole1 a pole2 ukazuj´ı fyzicky na stejné pole. Chceme -li prov´ adˇet kop´ırov´ an´ı obsahu pol´ı, pˇrep´ıˇseme konstrukci do tvaru int [] pole1={1,2,3}; int [] pole2=new int [3]; for (int i=0;i<pole1.length;i++) pole2[i]=pole1[i]; V tomto pˇr´ıpadˇe prov´ ad´ıme kop´ırov´ an´ı prvek po prvku za pouˇzit´ı cyklu. Existuje i pˇr´ıkaz arraycopy, kter´ y prov´ ad´ı stejnou ˇcinnost pohodlnˇeji. int [] pole1={1,2,3}; int [] pole2=new int [3]; System.arraycopy(pole1,0,pole2,0,pole.length); M´ a celkem 5 parametr˚ u. Prvn´ı pˇredstavuje pole, jehoˇz obsah chceme kop´ırovat, druh´ y pozici, od které kop´ırujeme, tˇret´ı pole, do kterého kop´ırujeme, ˇctvrt´ y pozici, od které chceme zkop´ırované prvky ukl´ adat, pát´ y celkov´ y poˇcet zkop´ırovan´ ych prvk˚ u.

Kapitola 4

Vˇ etven´ı programu a opakov´ an´ı Pˇr´ıkazy pro vˇetven´ı b´ yvaj´ı ˇcasto oznaˇcov´ any jako tzv. ˇr´ıd´ıc´ı struktury. Umoˇzn ˇuj´ı provádˇet vˇetven´ı programu a ovlivnit, které pˇr´ıkazy budou provedeny v závislosti na hodnotách logick´ ych v´ yraz˚ u (tj. podm´ınek). Pˇr´ıkazy pro opakován´ı naz´ yv´ ame iteraˇcn´ımi pˇr´ıkazy, umoˇzn ˇ uj´ı opakovanˇe provádˇet jeden nebo v´ıce pˇr´ıkaz˚ u. Patˇr´ı k nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ym konstrukc´ım.

4.1

Pˇ rehled pˇ r´ıkaz˚ u pro vˇ etven´ı programu

4.1.1

Konstrukce if-else

Tento pˇr´ıkaz nalezneme prakticky ve vˇsech programovac´ıch jazyc´ıch. V Javˇe se vyskytuje ve dvou variantách, a to jako podm´ınka u ´ pln´ a nebo podm´ınka ne´ uplná. Ne´ upln´ a podm´ınka. Ne´ uplnou podm´ınku lze zapsat jedn´ım z následuj´ıc´ıch zp˚ usob˚ u: if (vyraz) prikaz; if (vyraz) { prikazy; }

//jednoduchy prikaz

//blok

Prvn´ı zápis pˇredstavuje variantu s jednoduch´ ym pˇr´ıkazem, druh´ y zápis variantu s blokem. Ne´ uplnou podm´ınku lze interpretovat takto: Pokud v´ yraz (booleovsk´ y) nab´ yvá pravdivé hodnoty, provede se pˇr´ıkaz resp. blok pˇr´ıkaz˚ u. Zopakujme znovu, ˇze blok nesm´ı b´ yt ukonˇcen stˇredn´ıkem. V praxi plat´ı zásada, ˇze do bloku dáváme i jednoduch´ y pˇr´ıkaz, program se stává ˇcitelnˇejˇs´ım. Pokud je to moˇzné, podm´ınky neuvád´ıme v negaci, ale v “kladné” formˇe. ´ ´ Upln´ a podm´ınka. Upln´ a podm´ınka vznikne rozˇs´ıˇren´ım ne´ uplné podm´ınky o konstrukci else, kter´ a bude ´ provedena, pokud podm´ınka nebude splnˇena. Uplnou podm´ınku lze zapsat jedn´ım z následuj´ıc´ıch zp˚ usob˚ u popˇr. je kombinovat:

34

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN if (vyraz) prikaz; else prikaz; if (vyraz) { prikazy; } else { prikazy; }

//jednoduchy prikaz

//blok //nelze pouzit strednik

V pˇr´ıpadˇe uˇzit´ı jednoduchého pˇr´ıkazu nesm´ıme pˇred else zapomenout na stˇredn´ık, u bloku pˇred else stˇredn´ık pouˇz´ıt naopak nem˚ uˇzeme. Lze vytv´ aˇret i sloˇzitˇejˇs´ı konstrukce, pˇri kter´ ych mohou b´ yt uvnitˇr podm´ınky vnoˇrené dalˇs´ı bloky obsahuj´ıc´ı podm´ınky. V takovém pˇr´ıpadˇe else odpov´ıd´ a nejbliˇzˇs´ımu nesp´ arovanému if. Konstrukci if (vyraz1) prikaz1 if (vyraz2)prikaz3 else prikaz4; else prikaz2; lze ch´ apat jako if (vyraz1) { prikaz1; if (vyraz2) { prikaz3; } else //odpovida nejblizsimu if { prikaz4; } } else { prikaz2; }

4.1.2

Oper´ ator ?

Tento oper´ ator naz´ yv´ ame tern´ arn´ım, m´ a tˇri argumenty. Umoˇzn ˇuje zapsat u ´plnou podm´ınku struˇcnˇejˇs´ım, avˇsak ménˇe pˇrehledn´ ym, zp˚ usobem. Jeho syntaxe je Vyraz? Prikaz1: Prikaz2; Je -li v´ yraz vyhodnocen jako pravdiv´ y, je proveden Prikaz1, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe Prikaz2. Podm´ınku

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN if (a
4.1.3

Pˇ r´ıkaz switch

Pˇr´ıkaz switch pˇredstavuje pˇrep´ınaˇc, kter´ y umoˇzn´ı vˇetven´ı programu do v´ıce vˇetv´ı. Poˇcet vˇetv´ı nen´ı omezen, m˚ uˇze b´ yt libovoln´ y. V kaˇzdé vˇetvi se m˚ uˇze vyskytovat v´ıce pˇr´ıkaz˚ u, nemus´ı b´ yt uvedeny v bloku. Strukturu pˇr´ıkazu switch lze zjednoduˇsenˇe zapsat takto: switch(vyraz) { case konstanta1: Prikaz1; break; case konstanta2: Prikaz2; break; ... default PrikazX; } Syntaxe pˇr´ıkazu je pomˇernˇe sloˇzit´ a, uved’me jej´ı struˇcné vysvˇetlen´ı. Za pˇr´ıkazem switch je uveden v´ yraz, jehoˇz vyhodnocen´ım mus´ı vzniknout celoˇc´ıseln´ a hodnota. Tˇelo pˇr´ıkazu tvoˇr´ı tzv. n´ avˇeˇst´ı se syntax´ı case konstanta, kde konstanta pˇredstavuje celoˇc´ıselnou nebo znakovou konstantu. Za n´ avˇeˇst´ım jsou uvedeny pˇr´ıkazy, které mohou b´ yt provedeny. Nejprve je vyhodnocena hodnota v´ yrazu. Poté je vybr´ ano takové n´ avˇeˇst´ı, jehoˇz konstanta m´ a stejnou hodnotu jako v´ yraz. Následnˇe se vykon´ a pˇr´ıkaz um´ıstˇen´ y za t´ımto n´ avˇeˇst´ım. Pokud nen´ı nalezeno odpov´ıdaj´ıc´ı návˇeˇst´ı, je vykon´ an kód nach´ azej´ıc´ı se za n´ avˇeˇst´ım default. N´ avˇeˇst´ı default je vˇsak nepovinné, nemus´ı b´ yt uvedeno. Pˇr´ıkaz break je pˇr´ıtomen proto, aby umoˇznil pˇredˇcasné ukonˇcen´ı vykon´ av´ an´ı tˇela pˇr´ıkazu switch. Nebyl -li by uveden, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe by doˇslo k proveden´ı vˇsech n´ asleduj´ıc´ıch vˇetv´ı bez ohledu na hodnoty návˇeˇst´ı za pˇr´ıkazy case. Uved’me pro u ´ plnost, ˇze ˇz´ adn´ a z konstant se v pˇr´ıkazu nesm´ı opakovat. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad ilustruj´ıc´ı pouˇzit´ı pˇr´ıkazu switch. switch(znak) { case ’1’: a++; a*=; break; case ’2’: a--; a/=; break; default: a*=; break; }

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN Na z´ avˇer uved’me pˇr´ıklad ilustruj´ıc´ı pouˇz´ıv´ an´ı podm´ınek pˇri ˇreˇsen´ı kvadratické rovnice. import java.math.*; public class rovnice { public static void main (String [] args) { double x1, x2, a=1, b=2, c=3; double diskr=b*b-4*a*c; if (diskr>0) { x1=-b+Math.sqrt(diskr)/(2*a); x2=-b/Math.sqrt(diskr)/(2*a); System.out.printnln("x1:"+x1); System.out.printnln("x2:"+x2); } else if (diskr==0) { x1=-b/(2*a); System.out.printnln("x1=x2:"+x1); } else System.out.printnln("Nema reseni"); } }

4.2

Pˇ rehled pˇ r´ıkaz˚ u pro opakov´ an´ı

Tyto pˇr´ıkazy naz´ yvané cykly umoˇzn ˇuj´ı prov´ adˇet opakov´ an´ı jednoho nebo v´ıce pˇr´ıkaz˚ u tvoˇr´ıc´ıch tzv. tˇelo cyklu. Opakov´ an´ı (tzv. iterace) je prov´ adˇeno na z´ akladˇe vyhodnocov´ an´ı logického v´ yrazu nazvaného podm´ınka opakov´ an´ı. V Javˇe existuj´ı tˇri z´ akladn´ı typy cykl˚ u: cyklus for, cyklus while, cyklus do while. Pˇri konstrukci podm´ınky opakov´ an´ı mus´ıme d´ avat pozor, aby nevznikl nekoneˇcn´ y cyklus, kter´ y by prob´ıhal neust´ ale bez moˇznosti ukonˇcen´ı tˇela cyklu.

4.2.1

Cyklus while

Cyklus while obsahuje vyhodnocuje podm´ınku opakov´ an´ı pˇred pr˚ uchodem cyklu. Pokud je pravdiv´ a, je provedeno tˇelo cyklu. Pouˇz´ıv´ ame ho v pˇr´ıpadech, kdy nev´ıme, kolikr´ at opakov´ an´ı probˇehne. Jeho syntaxi lze zapsat takto while (vyraz) telo prikazu; Tˇelo pˇr´ıkazu nemus´ı probˇehnout ani jednou, pokud je v´ yraz napoprvé vyhodnocen jako false. V tˇele cyklu mus´ı b´ yt modifikov´ ana promˇenn´ a ovlivˇ nuj´ıc´ı hodnotu v´ yrazu, jinak by vznikl nekoneˇcn´ y cyklus. N´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad ukazuje v´ ypoˇcet faktori´ alu za pouˇzit´ı cyklu while, hodnota je pˇreˇctena ze standardn´ıho vstupu. public class faktorial {

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN public static void main (String [] args) { int cislo, f; f=1; byte [] pole=new byte [30]; System.out.println ("Zadejte cislo"); System.in.read(pole); String retezec=new String(pole); retezec=retezec.trim(); int cislo=(int)Long.parseLong(retezec); while (cislo>0) { f=f*cislo; cislo--; } System.out.println(cislo+"!="f); } }

4.2.2

Cyklus for

Cyklus for je pouˇz´ıv´ an v pˇr´ıpadech, kdy zn´ ame u ´daje o v´ ychoz´ı a koncové hodnotˇe testovac´ıho v´ yrazu. Syntaxi cyklu for lze zapsat for (inicializacni_vyraz; testovaci_vyraz; zmenovy_vyraz) telo_prikazu Inicializaˇcn´ı v´ yraz je vykon´ an pouze jednou, a to jeˇstˇe pˇred vyhodnocen´ım testovac´ıho v´ yrazu. Testovac´ı v´ yraz urˇcuje, zda se m´ a provést tˇelo cyklu. Tˇelo cyklu se prov´ ad´ı tak dlouho, dokud je testovac´ı v´ yraz vyhodnocen jako pravdiv´ y. Zmˇenov´ y v´ yraz se vyhodnot´ı na konci cyklu po vykon´ an´ı tˇela cyklu, pouˇz´ıv´ a se pro zmˇenu hodnoty testovac´ıho v´ yrazu. Inicializaˇcn´ı, testovac´ı i zmˇenov´ y v´ yraz jsou nepovinné, nemus´ı b´ yt uvádˇeny. Pod´ıvejme se na nˇekteré pˇr´ıklady. Nejˇcastˇeji je prov´ adˇena deklarace s inicializac´ı pˇr´ımo v hlaviˇcce cyklu for. for (int i=0;i<10;i++) System.out.println(i); Deklarace m˚ uˇze b´ yt provedena mimo cyklus, inicializace v cyklu. int i; for (i=0;i<10;i++) System.out.println(i); Mimo cyklus mohou b´ yt um´ıstˇeny deklarace i inicializace. V tom pˇr´ıpadˇe je nutno prov´ adˇet zmˇenu hodnoty testovac´ıho v´ yrazu v tˇele cyklu, jinak by vznikl nekoneˇcn´ y cyklus. int i=0; for (;i<10;i++) System.out.println(i++); Lze vytvoˇrit cyklus s pr´ azdn´ ym tˇelem, kdy souˇc´ ast´ı zmˇenového v´ yrazu bude i v´ ykonn´ y k´ od. int i=0; for (;i<10;System.out.println(i++);

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN M˚ uˇze vytvoˇrit i minimalistickou variantu cyklu vyuˇz´ıvaj´ıc´ı stejnˇe jako pˇr´ıkaz switch k pˇredˇcasnému ukonˇcen´ı cyklu pˇr´ıkaz break. int i=0; for (; ; ;) { if (i<10) System.out.println(i++); else break; } Posledn´ı tˇri konstrukce sp´ıˇse ilustruj´ı moˇznosti pouˇz´ıv´ an´ı cyklu for, v praxi nejsou pˇr´ıliˇs ˇcasto pouˇz´ıvány, z´ apis nen´ı pˇrehledn´ y. V cyklu for m˚ uˇzeme pouˇz´ıvat v´ıce inicializaˇcn´ıch, testovac´ıch a zmˇenov´ ych v´ yraz˚ u, které jsou oddˇeleny oper´ atorem ˇc´ arka. int i, j; for (i=0, j=0;i<10;i++,j++) { System.out.println(i); System.out.println(j); } Deklarace obou promˇenn´ ych je nutno v takovém pˇr´ıpadˇe provést vnˇe cyklu. Nen´ı vhodné, aby byly hodnoty promˇenn´ ych zmˇenového v´ yrazu na sobˇe vz´ ajemnˇe z´ avislé. int i, j; for (i=0, j=0;i<10, j<20;i++,j=3*i) { System.out.println(i); System.out.println(j); } V takovém pˇr´ıpadˇe je pomˇernˇe obt´ıˇzné na prvn´ı pohled stanovit hodnoty zmˇenov´ ych v´ yraz˚ u.

4.2.3

Cyklus do while

Tento cyklus se od v´ yˇse uveden´ ych cykl˚ u liˇs´ı t´ım, ˇze je podm´ınka testov´ ana aˇz po vykon´ an´ı tˇela cyklu. Cyklus proto probˇehne vˇzdy nejménˇe jedenkr´ at. Pouˇz´ıv´ a se opˇet nejˇcastˇeji v pˇr´ıpadˇe, kdy pˇresnˇe nev´ıme, kolikrát m´ a cyklus probˇehnout (ale mˇel by probˇehnout alespoˇ n jednou). Jeho syntaxi lze zapsat takto do telo_cyklu while testovaci_vyraz

4.2.4

Vnoˇ ren´ e cykly

Pˇri sloˇzitˇejˇs´ıch v´ ypoˇctech jsou ˇcasto pouˇz´ıv´ any vnoˇrené cykly, typick´ ym pˇr´ıkladem je pr´ ace napˇr. s maticemi. Vnoˇren´ y cyklus si m˚ uˇzeme pˇredstavit jako cyklus nach´ azej´ıc´ı se v jiném cyklu. for (int i=0;i<10;i++) for (int j=0;j<10;j++) System.out.println(i*j);

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN

4.2.5

Pˇ r´ıkaz break

Pˇr´ıkaz break, se kter´ ym jsme se jiˇz setkali, umoˇzn ˇuje okamˇzitˇe ukonˇcit prov´ adˇen´ı tˇela cyklu. Lze se setkat se dvˇema variantami z´ apisu break; break navesti; Prvn´ı moˇznost umoˇzn ˇuje “vyskoˇcit” z cyklu, v jehoˇz tˇele je tento k´ od zaps´ an. Druh´ a varianta provede ukonˇcen´ı prov´ adˇen´ı cyklu oznaˇceného n´ avˇeˇst´ım. Nach´ az´ı -li se pˇr´ıkay v nˇejakém vnoˇreném cyklu, m˚ uˇzeme vyskoˇcit i o nˇekolik u ´rovn´ı v´ yˇse. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. Vyskoc: //nazev navesti for (int i=0;i<10;i++) { for (int j=0;j<10;j++) { if (i==j+10) { System.out.println(i*j); break Vyskoc; //Ukonceni cyklu v navesti Vyskoc k=i+j; } } }

4.2.6

Pˇ r´ıkaz continue

Pˇr´ıkaz continue slouˇz´ı k pˇreskoˇcen´ı zb´ yvaj´ıc´ı ˇc´ asti pˇr´ıkaz˚ u nach´ azej´ıc´ıch se v tˇele cyklu a k pˇrechodu na dalˇs´ı iteraci. Stejnˇe jako pˇr´ıkaz break existuje ve dvou variant´ ach. continue; continue navesti; Prvn´ı varianta zp˚ usob´ı vynech´ an´ı vˇsech pˇr´ıkaz˚ u a skok na dalˇs´ı iteraci. for (int i=0;i<10;i++) { for (int j=0;j<10;j++) { if (i==j+10) { System.out.println(i*j); continue; k++; } } }

ˇ Í PROGRAMU A OPAKOVAN ´ Í KAPITOLA 4. VETVEN Druh´ a varianta umoˇzn ˇuje pˇreskoˇcen´ı ˇc´ asti cyklu, kter´ a je oznaˇcena t´ımto n´ avˇeˇst´ım. Tato konstrukce se vˇsak v praxi pˇr´ıliˇs ˇcasto nepouˇz´ıv´ a. Pod´ıvejme se na pˇr´ıklad ilustruj´ıc´ı pouˇz´ıv´ an´ı cykl˚ u ve spolupr´ aci s poli prov´ adˇej´ıc´ı hled´ an´ı maxim´ aln´ı hodnoty ze zadan´ ych ˇc´ısel. Vytvoˇr´ıme inicializované pole, které budeme proch´ azet za pouˇzit´ı cyklu for. public class Maximum { public static void main (String [] args) { int [] pole={3,67,32,6,33,0,5,76,54,4}; int max=pole[0]; for(int i=0;i<pole.length;i++) { if(pole[i]>max) max=pole[i]; } System.out.println("Max.="+max); } }

Kapitola 5

Objekty, tˇ r´ıdy, metody Objektovˇe orientované programov´ an´ı (OOP) pˇredstavuje metodick´ y postup ˇreˇsen´ı problému. Na rozd´ıl od proceduráln´ıho programov´ an´ı v´ azaného na algoritmus umoˇzn ˇuje (OOP) popis problému realizovat komplexnˇeji a efektivnˇeji. S objektovˇe orientovan´ ym pˇr´ıstupem k ˇreˇsen´ı problému souvisej´ı dva pojmy: objekt a tˇr´ıda. V této kapitole se sezn´ am´ıme se z´ aklady objektovˇe orientovaného programován´ı v jazyce Java. Nauˇc´ıme se deklarovat tˇr´ıdy, vytv´ aˇret objekty, pouˇz´ıvat metody. Objekty v programovac´ım jazyce pˇredstavuj´ı nehmotnou analogi´ı objekt˚ u, které nás obklopuj´ı v reálném svˇetˇe. Kaˇzd´ y z objekt˚ u m´ a urˇcité vlastnosti a chován´ı. Vlastnosti objektu jsou ovlivnˇeny daty, chován´ı objektu pak metodami, které objekty pouˇz´ıvaj´ı pro vzájemnou komunikaci. Objekty spolu mohou komunikovat pˇres rozhran´ı.

5.1

Metody

Metoda patˇr´ı mezi nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané konstrukce programovac´ıho jazyka. Pˇredstavuje samostatnou ˇcást programu konaj´ıc´ı nˇejakou specializovanou funkci. Metody jsou um´ıstˇeny mimo hlavn´ı program, mohou b´ yt spouˇstˇeny z metody main() nebo z jakékoliv jiné metody. Metodu zpravidla voláme se seznamem parametr˚ u, kter´ ym pˇredáv´ ame hodnoty potˇrebné pro v´ ypoˇcet, metoda vˇetˇsinou vrac´ı nˇejak´ y v´ ysledek. Existuj´ı i metody, kter´ ym nepˇred´ av´ ame ˇz´ adné u ´daje, nebo naopak ˇzádné v´ ysledky nevrac´ı. V´ yhodou jejich pouˇz´ıv´ an´ı je zjednoduˇsen´ı struktury zdrojového kódu ˇci moˇznost opakovaného provádˇen´ı v´ ypoˇct˚ u (tj. nemus´ıme ps´ at znovu cel´ y k´ od, pouze zavoláme pˇr´ısluˇsnou metodu). Z hlediska OOP lze metody chápat jako zpr´ avy zaslané instanc´ım nebo tˇr´ıdám. Metody b´ yvaj´ı nˇekdy oznaˇcovány jako funkce ˇci podprogramy, ale toto oznaˇcen´ı nen´ı pˇresné. Dˇ elen´ı metod: Metody dˇel´ıme do dvou skupin: • metody tˇr´ıdy (statické metody). • metody instance. Nejprve se sezn´ am´ıme s prvn´ı skupinou metod. Vˇetˇsinu z´ıskan´ ych poznatk˚ u lze následnˇe aplikovat i na metody instance.

42

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR

5.1.1

Metody tˇ r´ıdy

Metody tˇr´ıdy pˇredstavuj´ı zpr´ avy zaslané tˇr´ıdˇe jako celku, nelze je volat pro konkrétn´ı instanci. Mohou b´ yt pouˇz´ıvány v pˇr´ıpadech, kdy jeˇstˇe neexistuje ˇz´ adn´ a instance tˇr´ıdy. Metody tˇr´ıdy b´ yvaj´ı oznaˇcov´ any jako statické metody. Ve statick´ ych metod´ ach lze pouˇz´ıvat pouze statické promˇenné nebo lok´ aln´ı promˇenné, nemohou v nich b´ yt pouˇz´ıv´ any promˇenné instance. Statické metody jsou v Javˇe pouˇz´ıv´ any pˇri matematick´ ych v´ ypoˇctech: napˇr. Math.sin(x) pˇredstavuje statickou metodu tˇr´ıdy Math. Deklarace a vol´ an´ı metody Deklarace metody je tvoˇrena hlaviˇckou metody a tˇelem metody. Hlaviˇcka obsahuje informaci o jménu metody, typu n´ avratové hodnoty, seznam form´ aln´ıch parametr˚ u. Jméno metody je zpravidla ps´ ano mal´ ymi p´ısmeny, mˇelo by vyjadˇrovat ˇcinnost metody. //Deklarace metody tridy static navratovy_typ jmeno_metody(typ form_param1, typ form_param2,...) //Hlavicka { //Telo metody } Tˇelo metody tvoˇr´ı v´ ykonn´ y kód um´ıstˇen´ y uvnitˇr sloˇzen´ ych z´ avorek. Metody tˇr´ıdy jsou deklarov´ any s kl´ıˇcov´ ym slovem static. Uved’me, ˇze na rozd´ıl od jazyka C++ nemus´ıme vytv´ aˇret prototyp funkce. V Javˇe nen´ı podstatné, zda vol´ an´ı metody pˇredch´ az´ı jej´ı deklaraci ˇci naopak. jmeno_metody(skut_param1, skut_param2,...) //Volani metody Pod´ıvejme se ponˇekud podrobnˇeji na problematiku parametr˚ u metod. Vysvˇetleme pojmy form´ aln´ı parametry metod a skuteˇcné parametry metod. Form´ aln´ı parametry. Deklaraci form´ aln´ıch parametr˚ u nalezneme v hlaviˇcce metody. Stejnˇe, jako jakékoliv jin´ a promˇenn´ a, mus´ı b´ yt i form´ aln´ı parametr deklarov´ an s uveden´ım datového typu a n´ azvu. Skuteˇ cn´ e parametry. Skuteˇcné parametry pouˇz´ıv´ ame pˇri vol´ an´ı metody, s hodnotami tˇechto parametr˚ u metodu vol´ ame. Skuteˇcné parametry by mˇely b´ yt stejného datového typu jako parametry form´ aln´ı. Nejsou -li, je provedena implicitn´ı konverze (pokud je to moˇzné). Pˇ red´ av´ an´ı parametr˚ u hodnotou. V Javˇe jsou pˇred´ av´ any parametry primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u hodnotou. Formáln´ı parametr pˇredstavuje kopii skuteˇcného parametru. Jak´ akoliv zmˇena hodnoty formáln´ıho parametru neovlivn´ı hodnotu skuteˇcného parametru. Pˇred´ av´ an´ı hodnot skuteˇcn´ ych parametr˚ u parametr˚ um form´ aln´ım je prov´ adˇeno pˇri vol´ an´ı metody. Hodnoty jsou pˇred´ av´ any postupnˇe, tj. hodnotˇe prvn´ıho form´ aln´ıho parametru je pˇred´ ana hodnota prvn´ıho skuteˇcného parametru, hodnotˇe druhého form´ aln´ıho parametru hodnota druhého skuteˇcného parametru, atd... form_param1=skut_param1; form_param2=skut_param2; ...

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR N´ avratov´ y typ. Pokud metoda nevrac´ı ˇz´ adnou hodnotu, je jej´ı n´ avratov´ y typ void. M´ a -li metoda návratovou hodnotu (tj. jej´ı n´ avratov´ a hodnota je jiného typu neˇz void), mus´ı metoda obsahovat kl´ıˇcové slovo return s uveden´ım hodnoty ˇci v´ yrazu, kter´ y bude metoda navracet jako v´ ysledek. D´ ale jiˇz nesm´ı n´ asledovat ˇz´ adn´ y kód, byl by nedostupn´ y, tzv. unreachable k´ od. Metoda v Javˇe je schopna vrátit nejv´ yˇse jednu hodnotu. Nelze tedy vytvoˇrit metodu, kter´ a by pˇr´ımo vracela dvˇe hodnoty. Toto omezen´ı lze “obej´ıt” pˇred´ av´ an´ım parametr˚ u odkazem (viz d´ ale) ˇci pˇredat metodˇe jako parametr sloˇzitˇejˇs´ı strukturu, do které budou v´ ysledky uloˇzeny. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad, metoda obvod() slouˇz´ı k v´ ypoˇctu obvodu kruhu. static double obvod (double r)// formalni parametr r { return 2*Math.PI*r; } Pokud je tˇelo metody “kr´ atké”, lze metodu zapsat do jednoho ˇr´ adku static double obvod (double r){return 2*Math.PI*r;} Metoda má jeden form´ aln´ı parametr typu double, vrac´ı také hodnotu typu double: za kl´ıˇcov´ ym slovem return následuje v´ ypoˇcet 2πr. Metodu vol´ ame z ”hlavn´ıho” programu uveden´ım jej´ıho n´ azvu a seznamu skuteˇcn´ ych parametr˚ u v kulat´ ych z´ avork´ ach. public class kruh { //deklarace metody obvod static double obvod (double r) { return 2*Math.PI*r; } //deklarace metody main public static void main (String [] args) { double pol=50; //volani metody obvod se skutecnym parametrem pol double obv=obvod(pol); System.out.println(obv); } } Pˇ red´ av´ an´ı parametr˚ u odkazem. V Javˇe existuje moˇznost pˇred´ av´ an´ı parametr˚ u odkazem. T´ yk´ a se pouze neprimitivn´ıch datov´ ych typ˚ u, tj. pol´ı a objekt˚ u. V takovém pˇr´ıpadˇe zmˇena hodnoty form´ aln´ıho parametru zp˚ usob´ı zmˇenu hodnoty skuteˇcného parametru. Pˇri pˇred´ av´ an´ı nevznik´ a kopie pole ˇci objektu, ale kopie odkazu na pole ˇci objekt. static navratovy_typ jmeno_metody(obj_typ form_param1, obj_typ form_param2,...) { form_param1=... //Zmena form. parametru->zmenu skut. parametru }

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Jednoduch´ ym pˇr´ıkladem ilustruj´ıc´ım pˇred´ av´ an´ı parametr˚ u odkazem je tˇr´ıdˇen´ı. Metodˇe pˇred´ av´ ame nesetˇr´ıdˇené pole, které je v tˇele metody setˇr´ıdˇeno. Na n´ asleduj´ı uk´ azce je pˇr´ıklad tˇr´ıd´ıc´ıho algoritmu Bubble Sort. void bubbleSort(double x []) //formalnim parametrem odkaz na pole { for (int i=0;i<x.length;i++) { for (int j=x.length-1;j>i;j--) { if (x[j]<x[j-1]) { double pom=x[j] //Lokalni promenna x[j]=x[j-1] //Modifikace pole x[j-1]=pom //Modifikace pole } } } } Lok´ aln´ı promˇ enn´ e. V metod´ ach mohou b´ yt deklarov´ any lok´ aln´ı promˇenné. Princip deklarace je stejn´ y, jako by se jednalo o ”bˇeˇznou promˇennou”. Lok´ aln´ı promˇenné vznikaj´ı pˇri vol´ an´ı metody a zanikaj´ı po jej´ım ukonˇcen´ı. Na rozd´ıl od datov´ ych poloˇzek tˇr´ıdy nen´ı prov´ adˇena jejich automatick´ a inicializace, kompilátor vˇsak kontroluje, zda lok´ aln´ı promˇenn´ a byla inicializov´ ana. Hodnoty lok´ aln´ıch promˇenn´ ych z pˇredchoz´ıch vol´ an´ı metod se neuchov´ avaj´ı. Metoda bez n´ avratov´ e hodnoty V praxi jsou tyto metody pomˇernˇe ˇcasto pouˇz´ıv´ any, b´ yvaj´ı naz´ yv´ any procedurami. Jejich n´ avratov´ y typ je void. Takové metody slouˇz´ı napˇr. pro realizaci vstupn´ıch ˇci v´ ystupn´ıch operac´ı (tj. tiskové v´ ystupy). static void tisk () { System.out.println("Obvod je:"+obv+" m"); } Metody s v´ıce parametry Metodˇe lze pˇredat v´ıce neˇz jeden parametr, parametry nav´ıc mohou b´ yt r˚ uzného datového typu. Jejich poˇcet by vˇsak nemˇel b´ yt pˇr´ıliˇs velk´ y (cca 5), takov´ a metoda se st´ av´ a nepˇrehlednou. Na prvn´ı pohled nen´ı jasné, kter´ a data do v´ ypoˇctu vstupuj´ı. Pod´ıvejme se na pˇr´ıklad prov´ adˇej´ıc´ı v´ ypoˇcet odvˇesny v pravo´ uhlém troj´ uheln´ıku za pouˇzit´ı Pythagorovy vˇety. static double pythagoras (double a , double b) { return Math.sqrt(a*a+b*b); } Metodu pythagoras() lze volat napˇr. takto double prepona=pythagoras(odvesna1, odvesna2);


5.1.2

Implicitn´ı a explicitn´ı konverze.

Zamˇeˇrme se podrobnˇeji na problematiku implicitn´ı a explicitn´ı konverze mezi skuteˇcn´ ymi a form´ aln´ımi parametry. Pokud je n´ avratov´ y typ metody odliˇsn´ y od typu n´ avratové hodnoty, je prov´ adˇena bud’ implicitn´ı konverze nebo explicitn´ı konverze. Implicitn´ı konverze je prov´ adˇena kompil´ atorem automaticky, uˇzivatel si ji v podstatˇe ani nevˇsimne, viz n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. static double pythagoras (int a , int b) { double vysledek; vysledek=Math.sqrt(a*a+b*b);//rozsirujici konverze return vysledek; } Jak v´ıme, pˇri implicitn´ı konverzi doch´ az´ı ke konverzi datového typu s niˇzˇs´ım rozsahem na datov´ y typ s vyˇsˇs´ım rozsahem,nem˚ uˇze pˇri n´ı doj´ıt ke ztr´ atˇe pˇresnosti. Explicitn´ı konverze mus´ı b´ yt provedena uˇzivatelem, d˚ uvodem je moˇznost ztr´ aty pˇresnosti dat pˇri konverzi datového typu s vyˇsˇs´ım rozsahem na datov´ y typ s niˇzˇs´ım rozsahem, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe nebude moˇzno zdrojov´ y k´ od zkompilovat. static int pythagoras (double a , double b) { double vysledek; vysledek=Math.sqrt(a*a+b*b); return (int) vysledek; //zuzujici konverze }

5.1.3

Rekurzivn´ı metody

Rekurze je schopnost metody, datové struktury ˇci objektu volat sebe sama nebo volat metodu, datovou strukturu ˇci objekt podobného typu. Tento pˇr´ıstup se ˇcasto uplatˇ nuje pˇri ˇreˇsen´ı nˇekter´ ych u ´ loh. Takov´ ym typ˚ um problém˚ u se ˇr´ık´ a dekomponovatelné, mohou b´ yt rozloˇzeny na podproblémy stejného nebo podobného typu nad menˇs´ı mnoˇzinou dat. Rekurzivnˇe lze volat kaˇzdou metodu s v´ yjimkou metody main(). Rekurzivn´ı algoritmus mus´ı obsahovat podm´ınku, pˇri které dojde k jej´ımu ukonˇcen´ı, aby nepokraˇcovala do nekoneˇcna. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe bychom hovoˇrili o tzv. nekoneˇcné rekurzi. V urˇcitém m´ıstˇe tedy mus´ı doj´ıt k takovému doˇreˇsen´ı problému, které nebude rekurzivn´ı. Pˇri kaˇzdém novém vol´ an´ı doch´ az´ı k vytvoˇren´ı nov´ ych lok´ aln´ıch promˇenn´ ych (tato vlastnost je souˇcasnˇe nev´ yhodou rekurze). Poté jsou zpˇetnˇe dopoˇc´ıt´ av´ any hodnoty z pˇredchoz´ıch vol´ an´ı metod. Typick´ y pˇr´ıklad pouˇzit´ı rekurze pˇredstavuje faktori´ al. static int fakt(int n) { if (n>1) return n*fakt(n-1); else return 1; } Metodu lze volat napˇr. takto: int cislo=10; int faktorial=fakt(cislo); Rekurzivn´ı postupy nejsou vˇzdy v´ yhodné, typick´ ym pˇr´ıkladem je v´ ypoˇcet Fibonacciho posloupnosti.


5.1.4

Pˇ retˇ eˇ zov´ an´ı metod

Pˇretˇeˇzov´ an´ı metod je jedn´ım ze z´ akladn´ıch rys˚ u OOP. Umoˇzn ˇuje deklarovat v´ıce metod stejného n´ azvu, které se mohou liˇsit r˚ uzn´ ym poˇctem, typem argument˚ u popˇr. jejich poˇrad´ım. Postup se pouˇz´ıv´ a nejˇcastˇeji u metod prov´ adˇej´ıc´ıch stejné ˇcinnosti, ale s r˚ uzn´ ymi typy dat. Pokud zavol´ ame pˇret´ıˇzenou metodu, kompil´ ator na z´ akladˇe typu parametr˚ u, jejich poˇrad´ı ˇci poˇctu vybere “spr´ avnou” metodu. Pod´ıvejme se na pˇret´ıˇzenou metodu vzdalenost(), prov´ adˇej´ıc´ı v´ ypoˇcet vzd´ alenosti mezi body zadané pravo´ uhl´ ymi souˇradnicemi, souˇradnicov´ ymi rozd´ıly popˇr. kombinac´ı obou parametr˚ u. static double vzdalenost(double x1, double y1, double x2, double y2) { return Math.sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)); } static double vzdalenost(double dx, double dy) { return Math.sqrt(dx*dy+dy*dy); } static int vzdalenost(int x1, int y1, int x2, int y2) { return Math.sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)); } Pokud budeme volat metodu vzdalenost() s n´ asleduj´ıc´ıcmi parametry double vzd=vzdalenost(1.0,0.0,6.0,0.0); obdrˇz´ıme v´ ysledek 5.0, bude provedena prvn´ı metoda. Pokud budeme volat metodu vzdalenost() s následuj´ıc´ımi parametry double vzd=vzdalenost(1,0,6,0); obdrˇz´ıme v´ ysledek 5, bude provedena tˇret´ı metoda. Pokud budeme volat metodu vzdalenost() s n´ asleduj´ıc´ımi parametry double vzd=vzdalenost(5.0,0.0); bude provedena druh´ a metoda, obdrˇz´ıme v´ ysledek 5.0.

5.2

Tˇ r´ıdy

Tˇr´ıda pˇredstavuje vzor, prostˇrednictv´ım kterého lze vytv´ aˇret objekty. Objekty nˇekdy také naz´ yv´ ame instancemi tˇr´ıdy. Tyto pojmy se ˇcasto vz´ ajemnˇe zamˇen ˇuj´ı. V programovac´ım jazyce Java je k´ od um´ıstˇen uvnitˇr tˇr´ıdy, tj. v bloku s jej´ı deklarac´ı. Kaˇzd´ y program mus´ı m´ıt minim´ alnˇe jednu tˇr´ıdu.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Modifik´ ator public abstract final

Popis Veˇrejn´ a tˇr´ıda. Pˇr´ıstupn´ a i mimo bal´ıˇcek, ve kterém byla deklarov´ ana. Nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ a varianta. Abstraktn´ı tˇr´ıda. Od tˇr´ıdy nelze vytvoˇrit objekt. Fin´ aln´ı tˇr´ıda. Od tˇr´ıdy nelze odvodit potomky. Tabulka 5.1: Pˇrehled modifik´ ator˚ u pˇr´ıstupu ke komponent´ am tˇr´ıdy.

5.2.1

Deklarace tˇ r´ıdy

Deklarace tˇr´ıdy zaˇc´ın´ a kl´ıˇcov´ ym slovem class, pˇred n´ım se mohou vyskytovat tzv. modifik´ atory pˇr´ıstupu. Tˇelo tˇr´ıdy je uzavˇreno do sloˇzen´ ych z´ avorek a obsahuje zpravidla nˇejak´ y v´ ykonn´ y k´ od (analogie tˇela metod). Prozat´ım vynech´ ame pˇr´ıpady, kdy tˇr´ıda m˚ uˇze b´ yt potomkem jiné tˇr´ıdy. S tˇemito situacemi se setk´ ame aˇz v kapitole vˇenované jednoduché dˇediˇcnosti. N´ asleduj´ıc´ı deklarace tˇr´ıdy je oproti skuteˇcnosti ponˇekud zjednoduˇsen´ a, avˇsak pro prvn´ı sezn´ amen´ı s tˇr´ıdou dostaˇcuj´ıc´ı a pomˇernˇe n´ azorn´ a. modifik´ ator class identifikator { //kod } Vˇsimnˇeme si, ˇze na rozd´ıl od jazyka C++ nen´ı deklarace tˇr´ıdy ukonˇcena stˇredn´ıkem. Pˇ r´ıstup ke komponent´ am tˇ r´ıdy. Existuj´ı tˇri typy modifik´ ator˚ u, které ovlivˇ nuj´ı pˇr´ıstup ke komponentám tˇr´ıdy. Jejich popis uved’me zat´ım bez bliˇzˇs´ıho vysvˇetlov´ an´ı v tab. 5.1, dalˇs´ı podrobnosti se dozv´ıme aˇz v z´ avˇeru kapitoly. Pokud pˇred kl´ıˇcov´ ym slovem class nen´ı uveden ˇz´ adn´ y modifik´ ator, povaˇzujeme tˇr´ıdu za soukromou. Od takové tˇr´ıdy lze vytvoˇrit objekt, m˚ uˇze b´ yt rodiˇcovskou tˇr´ıdou. Nˇekteré modifik´ atory lze vz´ ajemnˇe kombinovat, jsou povoleny kombinace 1+2 a 1+3.

5.2.2

Tˇ elo tˇ r´ıdy a pˇ r´ıstupov´ a pr´ ava

Tˇelo tˇr´ıdy je uzavˇreno do sloˇzen´ ych z´ avorek, nalezneme v nˇem deklarace ˇclen˚ u tˇr´ıdy, tj. datov´ ych poloˇzek a metod. Ke kaˇzdé z nich je moˇzno nastavit pˇr´ıstupov´ a pr´ ava. V Javˇe existuj´ı ˇctyˇri z´ akladn´ı typy pˇr´ıstupov´ ych pr´ av; jsou podobn´ a pˇr´ıstupov´ ym pr´ av˚ um v jazyce C++, jejich pˇrehled nalezneme v tab. 5.2. Princip zapouzdˇ ren´ı. S aplikacemi pˇr´ıstupov´ ych pr´ av k jednotliv´ ym se budeme zab´ yvat v dalˇs´ım v´ ykladu. Zopakujme na tomto m´ıstˇe, ˇze pˇri n´ avrhu tˇr´ıdy je nutno dodrˇzovat princip zapouzdˇren´ı dat, kdy s datov´ ymi poloˇzkami mohou manipulovat pouze metody tˇr´ıdy. Mˇely by b´ yt proto deklarov´ any jako privátn´ı. Metody realizuj´ıc´ı rozhran´ı by mˇely b´ yt deklarov´ any jako veˇrejné, ostatn´ı metody mohou b´ yt deklarovány jako priv´ atn´ı. Zajist´ıme tak autorizovan´ y pˇr´ıstup k dat˚ um. Zapouzdˇren´ı umoˇzn ˇuje pˇred ostatn´ımi objekty zatajit vnitˇrn´ı stav objektu. Pˇri n´ ahodn´ ych operac´ıch nemohou jiné objekty mˇenit stav objektu pˇr´ımo a zanést do nˇej nechtˇené chyby. Promˇenné instance nejsou z vnˇejˇsku pˇr´ımo viditelné, nem˚ uˇzeme s nimi pˇr´ımo manipulovat. Metody instance umoˇzn ˇuj´ı objektu komunikovat se sv´ ym okol´ım, pˇredstavuj´ı jeho rozhran´ı.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Pˇr´ıst. pr´ avo public

private

protected

neuvedeno

Popis Veˇrejné ˇcleny. Mohou b´ yt pouˇzity kdekoliv: v jiné tˇr´ıdˇe, v jiném bal´ıku, mohou je pouˇz´ıvat i pˇr´ıpadn´ı potomci. Tyto ˇcleny pˇredstavuj´ı rozhran´ı, jako public deklarujeme metody, nikoliv promˇenné. Soukromé ˇcleny. Mohou b´ yt pouˇz´ıv´ any jen v metod´ ach tˇr´ıdy, do které patˇr´ı. Nelze k nim pˇristoupit z vnˇejˇsku tˇr´ıdy. Jako private b´ yvaj´ı deklarov´ any promˇenné, t´ımto zp˚ usobem je realizov´ an princip zapouzdˇren´ı dat. Chr´ anˇené ˇcleny. Mohou b´ yt pouˇzity v metod´ ach tˇr´ıdy, kde vznikly, v metod´ ach jejich potomk˚ u a ve vˇsech tˇr´ıd´ ach téhoˇz bal´ıˇcku. Potomci nemus´ı b´ yt ve stejném bal´ıˇcku jako rodiˇcovsk´ a tˇr´ıda. Pˇr´ atelské ˇcleny. Mohou b´ yt pouˇz´ıv´ any pouze v r´ amci bal´ıˇcku. Tabulka 5.2: Pˇrehled pˇr´ıstupových pr´ av k jednotlivým ˇclen˚ um tˇr´ıdy.

N´ avrh tˇ r´ıdy. Pˇred n´ avrhem tˇr´ıdy je nutné peˇclivˇe zv´ aˇzit, jaké metody a datové poloˇzky pouˇzijeme. Nevhodn´ a architektura tˇr´ıdy je kontraproduktivn´ı, m˚ uˇze vést k omezeni funkˇcnosti k´ odu, poruˇsen´ı z´ asad objektovˇe orientovaného programov´ an´ı ˇci k obt´ıˇznému udrˇzov´ an´ı k´ odu. N´ avrhu tˇr´ıdy je proto nutné vˇenovat velkou pozornost. Upozornˇeme, ˇze tˇr´ıda nemus´ı obsahovat metodu main(), v takovém pˇr´ıpadˇe nebude moˇzné k´ od uvnitˇr tˇr´ıdy vykon´ avat pˇr´ımo. Postup pˇredvedeme na praktickém pˇr´ıkladu. Vytvoˇr´ıme veˇrejnou tˇr´ıdu Souradnice, kter´ a umoˇzn ˇuje provádˇet pˇrevod pol´ arn´ıch souˇradnic na pravo´ uhlé. public class Souradnice { private double delka, uhel; public double x () { return delka*Math.cos(180*uhel/Math.PI); } public double y () { return delka*Math.sin(180*uhel/Math.PI); } public static void main (String [] args) { //zatim zadny kod } } Tˇr´ıda souradnice obsahuje dvˇe datové poloˇzky, tj. promˇenné typu double, pˇredstavuj´ıc´ı pol´ arn´ı souˇradnice deklarované jako private a dvˇe metody pro v´ ypoˇcet pravo´ uhl´ ych souˇradnic deklarované jako public. Metoda main() zat´ım neobsahuje ˇz´ adn´ y v´ ykonn´ y k´ od, jej´ı tˇelo je pr´ azdné.

5.3

Operace s tˇ r´ıdami

Vyuˇzijme dosavadn´ıch znalost´ı o metod´ ach a pokus´ıme se je d´ ale rozˇs´ıˇrit. Na rozd´ıl od metody tˇr´ıdy je nutno pro metody instance vytvoˇrit nˇejak´ y objekt, se kter´ ym je budeme pouˇz´ıvat.


5.3.1

Vytvoˇ ren´ı objektu

Pro vytvoˇren´ı objektu (resp. instance) je nutno provést dva kroky: 1. Deklarace referenˇcn´ı promˇenné Tento krok pˇredstavuje vytvoˇren´ı odkazu na referenˇcn´ı promˇennou urˇcitého datového typu. 2. Inicializace referenˇcn´ı promˇenné objektem Se samotn´ ym odkazem nen´ı moˇzno pracovat, doˇslo by k v´ yjimce. V dalˇs´ım kroku je nutno vytvoˇrit v pamˇeti nov´ y objekt a inicializovat j´ım vytvoˇrenou referenˇcn´ı promˇennou. Pokud objekt nen´ı stejného typu jako referenˇcn´ı promˇenn´ a, je provedena implicitn´ı konverze. Nelze -li provést implicitn´ı konverzi, mus´ı b´ yt provedena konverze explicitn´ı (s tˇemito postupy se setkáme v kapitole vˇenované dˇediˇcnosti). Praktick´ y postup budeme ilustrovat na tˇr´ıdˇe Souradnice. Deklarujeme referenˇcn´ı promˇennou typu Souradnice Souradnice sour; V dalˇs´ım kroku vytvoˇr´ıme nov´ y objekt a inicializujeme j´ım referenˇcn´ı promˇennou. sour=new Souradnice(); Oba ˇr´ adky bychom mohli spojit do jednoho. Souradnice sour=new Souradnice(); Odkaz sour od tohoto okamˇziku ukazuje na vytvoˇren´ y objekt. Takto vytvoˇren´ y objekt m´ a dvˇe promˇenné instance: delka, uhel a dvˇe metody instance: x(), y(). Tento stav lze zobecnit, ˇr´ık´ ame ˇze kaˇzd´ y vytvoˇren´ y objekt má k dispozici vlastn´ı sadu komponent. Tyto sady komponent jsou vz´ ajemnˇe nez´ avislé.

5.3.2

Pˇ r´ıstup k datov´ ym poloˇ zk´ am

K datov´ ym poloˇzk´ am objektu lze pˇristupovat prostˇrednictv´ım tzv. teˇckové notace. Obecnˇe ji lze zapsat ve tvaru objekt.polozka Vˇsimnˇeme si, ˇze v Javˇe neexistuje jako v C++ oper´ ator nepˇr´ımého pˇr´ıstupu ->. Pˇr´ıstup prostˇrednictv´ım teˇckové notace je tedy jediný moˇzný. V naˇsem pˇr´ıpadˇe bychom k datov´ ym poloˇzk´ am mohli pˇristupovat takto: sour.delka; sour.uhel; S vyuˇzit´ım této konstrukce je moˇzno datové poloˇzky i inicializovat. sour.delka=10; sour.uhel=20;

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR T´ımto zp˚ usobem jsme vlastnˇe provedli explicitn´ı inicializaci promˇenn´ ych. Implicitn´ı inicializace byla provedena pˇri vytvoˇren´ı objektu. Jelikoˇz se jednalo o datové poloˇzky, byly inicializov´ any na hodnotu 0. Vzhledem k tomu, ˇze datové poloˇzky byly deklarov´ any jako soukromé, m˚ uˇzeme k n´ım t´ımto zp˚ usobem pˇristupovat pouze z vnitˇrku tˇr´ıdy. V´ yˇse uveden´ y k´ od zapiˇsme do metody main(), kter´ a bude vypadat napˇr. takto: public static void main (String [] args) { Souradnice sour=new Souradnice(); sour.delka=10; sour.uhel=20; } Tento k´ od m˚ uˇzeme zapsat i do jiné metody neˇz main(), metodu je pak nutné volat pˇri inicializaci datov´ ych poloˇzek tˇr´ıdy. Upozorˇ nujeme, ˇze tento postup inicializace nen´ı typick´ y. Nen´ı nav´ıc pˇr´ıliˇs pohodln´ y ani pˇrehledn´ y. Java pro tyto u ´ˇcely pouˇz´ıv´ a speci´ aln´ı metodu zvanou konstruktor. Pr´ ace s metodami instance S metodami instance se pracuje podobn´ ym zp˚ usobem jako s datov´ ymi poloˇzkami, opˇet vyuˇz´ıv´ ame teˇckovou notaci. Syntaxe vypad´ a takto: objekt.metoda Metody deklarované ve tˇr´ıdˇe Souradnice jsou bezparametrické. Chceme -li urˇcit hodnotu pravo´ uhl´ ych souˇradnic pro aktu´ aln´ı hodnoty pol´ arn´ıch souˇradnic, vytvoˇr´ıme nejprve dvˇe lok´ aln´ı promˇenné typu double double xpr; double ypr; do kter´ ych n´ aslednˇe uloˇz´ıme spoˇctené hodnoty obou souˇradnic x,y. xpr=sour.x(); ypr=sour.y(); Kód opˇet zap´ıˇseme do metody main(), i kdyˇz ani zde to nen´ı podm´ınkou. V´ ysledné hodnoty m˚ uˇzeme vytisknout. public static void main (String [] args) { Souradnice sour=new Souradnice();//vytvoreni instance sour.delka=10; //icializace jejich datovych polozek sour.uhel=20; double xpr; //vytvoreni lokalnich promennych double ypr; xpr=sour.x();//vypocet hodnot pravouhlych souradnic ypr=sour.y(); System.out.println("X="+xpr+" Y="+ypr); }


5.3.3

Ruˇ sen´ı objekt˚ u

Pˇripomeˇ nme, ˇze v jazyce Java nen´ı nutno objekty ruˇsit manu´ alnˇe. O objekty, na které jiˇz neexistuje platn´ y odkaz, se postar´ a garbage collector, kter´ y je smaˇze. Odkaz na objekt m˚ uˇze zaniknout dvˇema zp˚ usoby: • Z´ anikem platnosti odkazu Odkaz se chov´ a stejnˇe jako jak´ akoliv jin´ a promˇenn´ a. Po ukonˇcen´ı bloku, ve kterém byl deklarován, zanik´ a. public static void main (String [] args) { { Souradnice sour=new Souradnice(); } //zanika odkaz na objekt sour } • Pˇriˇrazen´ım hodnoty null. Hodnota null pˇredstavuje speci´ aln´ı hodnotu, jej´ıˇz pˇriˇrazen´ım doc´ıl´ıme stavu, kdy odkaz nikam neukazuje. T´ımto zp˚ usobem ho ”vynulujeme” a dos´ ahneme stejného v´ ysledku jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe. public static void main (String [] args) { Souradnice sour=new Souradnice(); sour=null; //zanika odkaz na objekt sour } Druh´ a varianta se pouˇz´ıv´ a ˇcasto v pˇr´ıpadech, kdy pracujeme s rozs´ ahl´ ymi daty a potˇrebujeme rychle uvolnit systémové prostˇredky. Garbage collector provede n´ aslednˇe smaz´ an´ı takového objektu. Neprovede ho okamˇzitˇe, ale aˇz v pˇr´ıpadˇe, kdy to s´ am uzn´ a za vhodné. Zopakujme, ˇze garbage collector je moˇzné spustit na vyˇzádán´ı a s vysokou prioritou metodou System.gc().

5.3.4

Konstruktor

V pˇredchoz´ım k´ odu jsme pouˇzili ponˇekud nepohodln´ y zp˚ usob ve tvaru objekt.polozka, kter´ y jsme n´ aslednˇe i zkritizovali. Tuto konstrukci by v nˇekter´ ych pˇr´ıpadech nebylo moˇzno pouˇz´ıt, k datov´ ym poloˇzk´ am deklarovan´ ych jako priv´ atn´ı bychom se nedostali z vnˇejˇsku tˇr´ıdy. Popsan´ y zp˚ usob tedy nem˚ uˇzeme vyuˇz´ıt pro inicializaci ˇ sen´ı datov´ ych poloˇzek prov´ adˇenou z jiné tˇr´ıdy, coˇz vˇsak pˇredstavuje pomˇernˇe ˇcast´ y zp˚ usob pr´ ace s objekty. Reˇ toho zd´ anlivˇe neˇreˇsitelného problému nab´ız´ı konstruktor. Konstruktor pˇredstavuje speci´ aln´ı metodu pouˇz´ıvanou pˇri inicializaci datov´ ych poloˇzek. Konstruktor je volán v okamˇziku vytvoˇren´ı objektu. Souradnice sour; sour=new Souradnice(); //ted je volan konstruktor Konstruktor m´ a n´ asleduj´ıc´ı vlastnosti: • Jméno konstruktoru je shodné se jménem tˇr´ıdy. • Konstruktor nem´ a ˇz´ adnou n´ avratovou hodnotu, ani void. Nesm´ı obsahovat kl´ıˇcové slovo return. • Konstruktor m˚ uˇze m´ıt parametry (explicitn´ı konstruktor) nebo nemus´ı (implicitn´ı konstruktor). • Konstruktor m˚ uˇze b´ yt pˇret´ıˇzen.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Implicitn´ı konstruktor Implicitn´ı konstruktor je konstruktor bezparametrick´ y. Pokud nevytvoˇr´ıme konstruktor vlastn´ı, je automaticky generován pr´ avˇe implicitn´ı konstruktor. Ten umoˇzn ˇ uje provést inicializaci datov´ ych poloˇzek na v´ ychoz´ı hodnoty. V naˇsem pˇr´ıpadˇe by byly promˇenné delka, uhel inicializov´ any na hodnoty 0. Pokud bychom chtˇeli v r´ amci implicitn´ıho konstruktoru inicializovat promˇenné na jiné neˇz v´ ychoz´ı hodnoty, museli bychom si konstruktor napsat sami. N´ asleduj´ıc´ı konstruktor provede inicializaci datov´ ych poloˇzek tˇr´ıdy na hodnoty 10 (délka) a 20 (´ uhel). Souradnice() { delka=10; uhel=20; } Pokud budeme vytv´ aˇret nové instance tˇr´ıdy souˇradnice podle implicitn´ıho konstruktoru, vˇsechny datové poloˇzky objekt˚ u budou inicializov´ any na stejné hodnoty. Podobného v´ ysledku bychom mohli dos´ ahnout, pokud bychom upravili deklaraci tˇr´ıdy, a obˇe promˇenné inicializovali zde. public class Souradnice { private double delka=10; private double uhel=20; ... } Explicitn´ı konstruktor Explicitn´ı konstruktor je konstruktor parametrick´ y, disponuje form´ aln´ımi parametry. Umoˇzn ˇuje datov´ ym sloˇzk´ am pˇri inicializaci pˇriˇradit libovolnou hodnotu. Explicitn´ı konstruktor je vol´ an s hodnotami parametr˚ u, které budou pˇriˇrazeny form´ aln´ım parametr˚ um. Pˇri inicializaci za pouˇzit´ı explicitn´ıho konstruktoru m˚ uˇze b´ yt kaˇzd´ y z objekt˚ u inicKonstruktor tedy umoˇzn ˇ uje prov´ adˇet inicializaci objektu pˇri jeho vytvoˇren´ı.ializován jinak, coˇz pˇri pouˇzit´ı implicitn´ıho konstruktoru nen´ı moˇzné. Pod´ıvejme na inicializaxi s vyuˇzit´ıme explicitn´ıho konstruktoru: Souradnice (double d, double u) { delka=d; uhel=u; } Chceme -li vytvoˇrit nov´ y objekt a inicializovat ho explicitn´ım konstruktorem, m˚ uˇzeme postupovat takto: Souradnice sour; sour=new Souradnice(10, 20); //volan explicitni konstruktor S vyuˇzit´ım odkazu this lze explicitn´ı konstruktor pˇrepsat do tvaru, ve kterém maj´ı promˇenné instance stejné jméno jako form´ aln´ı parametry.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Souradnice (double delka, double uhel) { this.delka=delka; this.uhel=uhel; } Odkaz this tedy umoˇzn´ı rozliˇsit obˇe promˇenné tak, ˇze nedojde ke konfliktu jejich identifik´ ator˚ u. Na pˇr´ıpadech implicitn´ıho a explicitn´ıho konstruktoru je patrné, ˇze konstruktory mohou b´ yt pˇretˇeˇzov´ any. Pˇretˇeˇzován´ı explicitn´ıch konstruktor˚ u se ˇr´ıd´ı stejn´ ymi z´ akonitostmi jako pˇretˇeˇzov´ an´ı ostatn´ıch metod, nezapomeˇ nme, ˇze i konstruktor je ”pouze” metodou.

5.3.5

Odkaz this

Existuje speci´ aln´ı typ odkazu, kter´ y m´ a kaˇzd´ a z metod. Odkaz this ukazuje na objekt, se kter´ ym byla metoda vol´ ana. Tento odkaz je ”skryt´ y”, nen´ı potˇreba ho nˇekde inicializovat. Zaruˇcuje, ˇze kaˇzd´ a metoda pracuje s daty svého objektu. S odkazem this pracujeme také prostˇrednictv´ım teˇckové notace. Pro bliˇzˇs´ı pochopen´ı lze v´ yˇse uveden´ y implicitn´ı konstruktor zapsat prostˇrednictv´ım this. Souradnice() { this.delka=10; this.uhel=20; }

5.3.6

Inicializace objektu jin´ ym objektem

Odkaz this je moˇzno pouˇz´ıt i pˇri inicializaci jednoho objektu objektem jin´ ym za pouˇzit´ı explicitn´ıho konstruktoru. Na rozd´ıl od C++ nen´ı nutno v takovém pˇr´ıpadˇe vytv´ aˇret kop´ırovac´ı konstruktor. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad, ve kterém definujeme explicitn´ı konstruktor ve tvaru Souradnice (Souradnice s) { this.delka=s.delka; this.uhel=s.uhel; } Takov´ y explicitn´ı konstruktor m´ a jako form´ aln´ı parametr odkaz na jin´ y objekt tˇr´ıdy. Chceme -li vytvoˇrit objekt tak, aby byl pˇri svém vzniku inicializov´ an jin´ ym objektem, budeme odkaz na tento objekt pˇredávat jako parametr explicitn´ımu konstruktoru. Souradnice sour=new Souradnice(10, 20); //explicitni inicializace objektu sour2 objektem sour Souradnice sour2=new Souradnice(sour); Tento postup je v OOP velmi ˇcasto pouˇz´ıv´ an, s jeho pomoc´ı m˚ uˇzeme vytv´ aˇret pomˇernˇe snadno kopie objekt˚ u. ˇ aˇr by se s n´ım mˇel proto nejen sezn´ Cten´ amit, ale mˇel by se ho nauˇcit i pouˇz´ıvat.


5.3.7

Spuˇ stˇ en´ı metody v konstruktoru.

V tˇele konstruktoru lze volat i metody. Tento pˇr´ıstup se pouˇz´ıv´ a v pˇr´ıpadˇe, kdy je nutno provést ”sloˇzitˇejˇs´ı” inicializaci datov´ ych poloˇzek (napˇr. tak, ˇze hodnoty jsou jim nastaveny nˇejak´ ym funkˇcn´ım pˇredpisem). Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı, byt’ ponˇekud umˇel´ y pˇr´ıpad. Souradnice (double d, double u) { NastavParametry (d,u); } void NastavParametry(double d, double u) { this.delka=d; this.uhel=u; } Objekt n´ aslednˇe inicializujeme stejn´ ym zp˚ usobem Souradnice sour=new Souradnice(10, 20);

5.3.8

Pr´ ace se statick´ ymi ˇ cleny tˇ r´ıdy

Mezi statické ˇcleny tˇr´ıdy patˇr´ı statické promˇenné a statické metody. Statické promˇenné naz´ yv´ ame promˇenné tˇr´ıdy, budou spoleˇcné vˇsem instanc´ım tˇr´ıdy. Statické metody jsou takové metody, se kter´ ymi m˚ uˇzeme pracovat, aniˇz je vytvoˇrena nˇejak´ a instance tˇr´ıdy. Statické datové poloˇzky tˇr´ıdy jsou deklarov´ any s kl´ıˇcov´ ym slovem static. Promˇ enn´ e tˇ r´ıdy Nejprve se sezn´ am´ıme se statick´ ymi promˇenn´ ymi a jejich vyuˇzit´ım. Statické promˇenné se velmi ˇcasto pouˇz´ıvaj´ı jako tzv. poˇcitadla instanc´ı. Pomoc´ı nich m˚ uˇzeme zjistit, kolik objekt˚ u dané tˇr´ıdy jiˇz bylo vytvoˇreno. Pokud je souˇc´ ast´ı tˇr´ıdy statick´ a promˇenn´ a, m˚ uˇzeme na vhodném m´ıstˇe, napˇr. v konstruktoru, prov´ adˇet jej´ı inkrementaci. Ke statick´ ym promˇenn´ ym pˇristupujeme konstrukc´ı trida.promenna; Vˇsimnˇeme si toho rozd´ılu, k promˇenn´ ym instance pˇristupujeme prostˇrednictv´ım odkazu this. Statické promˇenné jsou inicializov´ any pouze 1x, a to pˇri svém vytvoˇren´ı. Upravme deklaraci naˇs´ı tˇr´ıdy do tvaru: public class Souradnice { private double delka; private double uhel; private static int pocet; ... }

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR V deklaraci tˇr´ıdy pˇribyla statick´ a promˇenn´ a pocet, kter´ a je pˇri vytvoˇren´ı prvn´ı instance inicializována na v´ ychoz´ı hodnotu, tj. 0. Bude nutno upravit i konstruktor (resp. vˇsechny konstruktory), ve kterém by mˇela b´ yt statick´ a promˇenn´ a pˇri vytvoˇren´ı kaˇzdé nové instance inkrementov´ ana o hodnotu 1. Souradnice (double delka, double uhel) { this.delka=delka; this.uhel=uhel; Souradnice.pocet++; } Pˇri kaˇzdém vytvoˇren´ı nového objektu za pouˇzit´ı explicitn´ıho konstruktoru Souradnice sour1=new Souradnice(10, 20); Souradnice sour2=new Souradnice(10, 20); Souradnice sour3=new Souradnice(10, 20); se zv´ yˇs´ı hodnota statické promˇenné pocet o 1. Metody tˇ r´ıdy Metody tˇr´ıdy (tj. statické metody) mohou pouˇz´ıvat pouze lok´ aln´ı nebo statické promˇenné. S t´ımto faktem jsme se jiˇz sezn´ amili v u ´vodu kapitoly. Pˇresto se statické metody pouˇz´ıvaj´ı v OOP pomˇernˇe ˇcasto. Jsou dva typické pˇr´ıklady pouˇzit´ı. • Prvn´ı pˇredstavuj´ı metody tˇr´ıdy Math, které jsou deklarov´ any jako statické. S t´ımto pˇr´ıstupem jsme se v praxi jiˇz nˇekolikr´ at setkali, uv´ ad´ıme ho tedy pouze pro u ´plnost. • Druhou moˇznost´ı pouˇzit´ı statick´ ych metod je spolupr´ ace se statick´ ymi promˇenn´ ymi. Ty jsou stejnˇe jako jiné promˇenné deklarov´ any zpravidla jako priv´ atn´ı. Pro pˇr´ıstup k nim je tedy nutno pouˇz´ıt statickou metodu. Pomoc´ı metod tˇr´ıdy tedy m˚ uˇzeme mˇenit nebo z´ısk´ avat hodnoty promˇenn´ ych tˇr´ıdy. Ke statick´ ym metod´ am pˇristupujeme ve tvaru trida.metoda; Pokud ke statické tˇr´ıdˇe pˇristupujeme z tˇr´ıdy, ve které je deklarov´ ana, m˚ uˇzeme n´ azev tˇr´ıdy vynechat. Práci s metodami tˇr´ıdy budeme ilustrovat na n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu: do tˇr´ıdy Souradnice pridejme statickou metodu, kter´ a bude vracet poˇcet vytvoˇren´ ych objekt˚ u public static int Pocet() {return pocet;} Budeme -li pomoc´ı této statické metody vr´ atit poˇcet instanc´ı, m˚ uˇzeme to provést napˇr. takto. public static void main (String [] args) { //Vytvoreni instanci Souradnice sour1=new Souradnice(10, 20); Souradnice sour2=new Souradnice(10, 20); Souradnice sour3=new Souradnice(10, 20); //Spocitani instanci int kolik=Souradnice.Pocet(); System.out.println ("Celkem objektu:"+kolik); }


5.3.9

Gettery a settery

Dodrˇzujeme -li princip zapouzdˇren´ı, k datov´ ym poloˇzk´ am tˇr´ıdy (deklarovan´ ym jako private) m˚ uˇzeme pˇristupovat a manipulovat s nimi pouze prostˇrednictv´ım metod. V Javˇe jsou standardizov´ any n´ azvy pro urˇcité typy metod: • Pro nastaven´ı hodnot datov´ ych poloˇzek jsou pouˇz´ıv´ any tzv. settery, tj. metody maj´ıc´ı ve svém názvu slovo ”set”. V pˇr´ıpadˇe vzorové tˇr´ıdy m˚ uˇzeme pro nastaven´ı hodnot datov´ ych poloˇzek delka/uhel vytvoˇrit metody: public void setDelka(double d) { this.delka=d; } public void setUhel(double u) { this.uhel=u; } • Pro z´ısk´ av´ an´ı hodnot datov´ ych poloˇzek b´ yvaj´ı pouˇz´ıv´ any tzv. gettery, tj. metody maj´ıc´ı ve svém názvu slovo ”get”. V pˇr´ıpadˇe vzorové tˇr´ıdy m˚ uˇzeme pro z´ısk´ an´ı hodnot datov´ ych poloˇzek delka/uhel vytvoˇrit metody: public double getDelka() {return this.delka;} public double getUhel() {return this.uhel;} Nic n´ am nebr´ an´ı, metody pro nastaven´ı a z´ısk´ an´ı hodnot pojmenovat jinak, nicménˇe v´ yˇse uveden´ y zp˚ usob ˇ je v Javˇe velmi ˇcasto pouˇz´ıv´ an. Rada v´ yvojov´ ych prostˇred´ı um´ı automaticky generovat pro datové poloˇzky gettery a settery.

5.3.10

Pole objekt˚ u

Pracujeme -li s vˇetˇs´ım mnoˇzstv´ım instanc´ı jedné tˇr´ıdy, je vhodné ukl´ adat je do pole. Pr´ ace s polem objekt˚ u je podobn´ a jako pr´ ace s polem primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u. Nestaˇc´ı vˇsak vytvoˇrit pouze pole, mus´ıme provést i druh´ y krok, a t´ım je vytvoˇren´ı instanc´ı jednotliv´ ych objekt˚ u prostˇrednictv´ım oper´ atoru new. K jednotliv´ ym objekt˚ um lze n´ aslednˇe pˇristupovat prostˇrednictv´ım indexu. Postup budeme ilustrovat na praktickém pˇr´ıpadˇe tˇr´ıdy Souradnice. Budeme vytv´ aˇret pole 10 objekt˚ u. V prvn´ım kroku deklarujeme odkaz ukazuj´ıc´ı na pole objekt˚ u. Souradnice [] pole; N´ aslednˇe vytvoˇr´ıme pole pole odkaz˚ u na objekty, kter´ ym inicializujeme odkaz: pole=new Souradnice[10]; V tomto okamˇziku vˇsak jednotlivé prvky pole neukazuj´ı na ˇz´ adné konkrétn´ı objekty, jejich hodnota je null. Teprve nyn´ı vytvoˇr´ıme jednotlivé objekty, odkazy na nˇe inicializujeme poloˇzky pole. Inicializace promˇenn´ ych instance m˚ uˇze probˇehnout jak prostˇrednictv´ım implicitn´ıho, tak prostˇrednictv´ım explicitn´ıho konstruktoru; v naˇsem pˇr´ıpadˇe probˇehne inicializace prostˇrednictv´ım explicitn´ıho konstruktoru.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR for (int i=0;i<pole.length;i++) { pole[i]=new Souradnice(10,20); } S jednotliv´ ymi objekty m˚ uˇzeme pracovat prostˇrednictv´ım odkaz˚ u, Jednotlivé hodnoty souˇradnic x, y m˚ uˇzeme napˇr. vypsat za pouˇzit´ı cyklu. for (int i=0;i<pole.length;i++) { System.out.println("X="+pole[i].x()+"Y="+pole[i].y()); pole[i]=new Souradnice(10,20); }

5.3.11

Pˇ red´ av´ an´ı objekt˚ u jako parametr˚ u

Objekty jsou na rozd´ıl od primitivn´ıch datov´ ych typ˚ u v Javˇe pˇred´ av´ any odkazem. Pro pˇripomenut´ı uved’me, ˇze se tento pˇr´ıstup t´ yk´ a i pr´ ace s poli. Princip pˇ red´ av´ an´ı objekt˚ u. Form´ aln´ım parametrem v metodˇe je odkaz na objekt tˇr´ıdy, tj. reference. Skuteˇcn´ y parametr pˇredstavuje odkaz na jiˇz existuj´ıc´ı objekt. Oba odkazy by mˇely b´ yt stejného datového typu, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe je provedena implicitn´ı konverze (pokud je to moˇzné). Prostˇrednictv´ım reference m˚ uˇze metoda pˇristupovat k metod´ am volaj´ıc´ıho objektu (popˇr. k datov´ ym poloˇzk´ am, nejsou -li deklarov´ any jako priv´ atn´ı). T´ımto zp˚ usobem m˚ uˇzeme prostˇrednictv´ım form´ aln´ıho parametru mˇenit hodnoty skuteˇcného parametru, tj. “volaj´ıc´ı” data. Tento pˇr´ıstup ilustrujeme na nové tˇr´ıdˇe Prevod, kterou vytvoˇr´ıme. Bude v n´ı implementov´ ana i metoda vzdalenost(), kter´ a zpˇetnˇe z pravo´ uhl´ ych souˇradnic spoˇcte jednu z pol´ arn´ıch souˇradnic: vzd´ alenost. public class Prevod { public double vzdalenost (Souradnice objekt) { return Math.sqrt(objekt.x*objekt.x+objekt.y*objekt.y)); } } Metoda m´ a jako form´ aln´ı parametr odkaz na objekt tˇr´ıdy Souradnice. Prostˇrednictv´ım form´ aln´ıho parametru pˇristupuje k metod´ am x() a y() volaj´ıc´ıho objektu. V metodˇe main() tˇr´ıdy Souradnice vytvoˇr´ıme dva objekty. public static void main (String [] args) { //Vytvoreni instanci Souradnice sour=new Souradnice(10, 20); Prevod prev=new Prevod(); //Volani metody a predani odkazu na objekt System.out.println("Vzdalenost="+prev.vzdalenost(sour)); } Metodˇe vzdalenost() pˇred´ ame odkaz na objekt sour, spoˇctenou vzd´ alenost n´ aslednˇe vytiskneme.

ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR Pr´ ace s maticemi. Pr´ aci s poli ilustrujme na jednoduchém pˇr´ıkladu maticov´ ych v´ ypoˇct˚ u. Implementujme tˇr´ıdu Matice, kter´ a bude matici ukl´ adat do 2D pole. Pro z´ akladn´ı operace s maticemi vytvoˇrme tˇr´ıdu Operace, kter´ a bude sˇc´ıtat dvˇe matice. Dalˇs´ı v´ ypoˇcty (transpozice, souˇcin) by bylo moˇzno realizovat obdobn´ ym zp˚ usobem, z d˚ uvodu jednoduchosti je vˇsak nebudeme uv´ adˇet. public class Matice { private double [][] pole; private int m, n; Matice (double [][] p) { this.m=p.length; this.n=p[0].length; pole=new double[m][n]; for (int i=0; i<m;i++) { for (int j=0;i
ˇ ÍDY, METODY KAPITOLA 5. OBJEKTY, TR double [][] m1={{1,2,3},{4,5,6}}; double [][] m2={{1,0,1},{1,0,1}}; double [][] m3={{0,0,0},{0,0,0}}; //vytvoreni objektu Matice A=new Matice(m1); Matice B=new Matice(m2); Matice B=new Matice(m2); Operace o=new Operace(); //Soucet matic o.Soucet(A,B,C); } Poté vytvoˇr´ıme objekt tˇr´ıdy Operace, jako form´ aln´ı parametry mu pˇred´ ame odkazy na objekty A, B, C. N´ aslednˇe bychom v´ yslednou matici mohli napˇr. vytisknout, do tˇr´ıdy Matice bychom mohli implementovat novou metodu realizuj´ıc´ı tuto operaci. V´ yˇse uveden´ y pˇr´ıstup je pouze ilustrativn´ı, v praxi by bylo vhodné zamyslet se nad efektivnˇejˇs´ım n´ avrhem tˇr´ıd a metod.

Kapitola 6

Dˇ ediˇ cnost Dˇediˇcnost je jedn´ım ze z´ akladn´ıch princip˚ u objektovˇe orientovaného programován´ı. Vyuˇz´ıvá poznatku, ˇze nˇekteré objekty maj´ı podobné vlastnosti. Pomoc´ı dˇediˇcnosti m˚ uˇzeme pˇri návrhu tˇr´ıd pouˇz´ıt hierarchick´ y pˇr´ıstup a vytvoˇrit strom podˇr´ızen´ ych a nadˇr´ızen´ ych tˇr´ıd. Tˇr´ıdy na niˇzˇs´ı u ´rovni mohou dˇedit vlastnosti a chován´ı tˇr´ıd nach´ azej´ıc´ıch se na vyˇsˇs´ı u ´rovni. Novou tˇr´ıdu lze odvodit z podobné existuj´ıc´ı tˇr´ıdy pˇridán´ım poˇzadovan´ ych funkc´ı a vlastnost´ı. Tˇr´ıdu, ze které dˇed´ıme, naz´ yváme rodiˇcovskou nebo také b´ azovou tˇr´ıdou. Zdˇedˇené tˇr´ıdy oznaˇcujeme jako tˇr´ıdy odvozené popˇr. je naz´ yváme potomky. Java, na rozd´ıl od jin´ ych jazyk˚ u, podporuje pouze jednoduchou dˇediˇcnost. Potomek tedy m˚ uˇze m´ıt nejv´ yˇse ˇ asteˇcnou n´ jednoho rodiˇce. C´ ahradu v´ıcen´ asobné dˇediˇcnosti v Javˇe pˇredstavuje rozhran´ı. Seznám´ıme se s n´ım v kapitole 9. Vˇsimnˇeme si, ˇze dˇediˇcnost je v jazyce Java hluboce zakoˇrenˇena. Pokud novˇe vytváˇrenou tˇr´ıdu explicitnˇe nedˇed´ıme z nˇejaké jiné tˇr´ıdy, nov´ a tˇr´ıda své vlastnosti implicitnˇe dˇed´ı od bázové tˇr´ıdy Object. D˚ ukazem budeme ilustrovat pˇri vytvoˇren´ı tˇr´ıdy NovaTrida, která nemá ˇzádné promˇenné ani metody, pouze implicitn´ı konstruktor: public class NovaTrida { public NovaTrida() { } } Pokud vytvoˇr´ıme instanci tˇr´ıdy NovaTrida, budeme m´ıt k dispozici metody equals(), getClass(), hashCode(), notify(), notifyAll(), toString() a wait().

6.1

Deklarace rodiˇ covsk´ e a odvozen´ e tˇ r´ıdy

Dˇediˇcnost naznaˇcuje podobnost mezi odvozenou a rodiˇcovskou tˇr´ıdou. Fakt, ˇze je odvozená tˇr´ıda potomkem rodiˇcovské tˇr´ıdy, uv´ ad´ıme v deklaraci odvozené tˇr´ıdy pˇr´ıkazem extends, za kter´ ym následuje název rodiˇcovské tˇr´ıdy. public class OdvozenaTride extends BazovaTrida { // nejaky kod }

61

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI Odvozenou tˇr´ıdu t´ımto postupem zpravidla rozˇsiˇrujeme o novou funkˇcnost nebo upravujeme funkˇcnost, která n´ am nevyhovuje. Princip dˇediˇcnosti budeme ilustrovat na praktickém pˇr´ıkladu. Vytvoˇr´ıme tˇr´ıdou Auto, kter´ a bude obsahovat datovou poloˇzky rychlost, max_rychlost a implementovat metody zastav() a zrychli(). Odvozená tˇr´ıda Osobni bude obsahovat datové poloˇzky osob, max_osob a implementovat metody pristup() a vystup(). Deklarace rodiˇ covsk´ e tˇ r´ıdy. V souladu s v´ yˇse uveden´ ymi informacemi vytvoˇr´ıme deklaraci rodiˇcovské tˇr´ıdy. Obˇe datové poloˇzky budou typu float, rychlost auta se mˇen´ı spojitˇe. Konstruktor tˇr´ıdy bude explicitn´ı, kaˇzdému novému vozidlu stanov´ıme aktu´ aln´ı rychlost a maxim´ aln´ı rychlost, kterou nesm´ı pˇrekroˇcit. Metoda zastav() nastav´ı okamˇzitou rychlost rovnu nule, metoda pridej() zv´ yˇs´ı aktu´ aln´ı rychlost vozidla o zadanou hodnotu ale tak, aby nepˇres´ ahla maxim´ aln´ı rychlost. public class Auto { private float rychlost, max_rychlost; public Auto(float max_rychlost, float rychlost) { this.max_rychlost=max_rychlost; this.rychlost=rychlost; } public void zastav() { this.rychlost=0; } public void zrychli(double v) { if(this.rychlost<max_rychlost-v) { this.rychlost+=v; } else this.rychlost=max_rychlost; } }

Deklarace odvozen´ e tˇ r´ıdy. Datové poloˇzky odvozené tˇr´ıdy budou typu int, pouˇzijeme explicitn´ı konstruktor, kterému jako form´ aln´ı parametr pˇred´ ame poˇcet osob a maxim´ aln´ı poˇcet osob ve vozidle. Metoda vystup() nastav´ı poˇcet osob ve vozidle nule, metoda nastup() zv´ yˇs´ı poˇcet lid´ı ve vozidle o zadanou hodnotu tak, aby nepˇres´ ahl maxim´ aln´ı poˇcet pˇrepravovan´ ych osob. public class Osobni extends Auto { private int lidi, max_lidi; public Osobni(int max_lidi, int lidi) { this.max_lidi=max_lidi; this.lidi=lidi; } public void vystup()

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI { this.lidi=0; } public void pristup(int l) { if(this.lidi<max_lidi-l) { this.lidi+=l; } else this.lidi=max_lidi; } } Aˇckoliv to zat´ım na prvn´ı pohled nen´ı zˇrejmé, implementace odvozené tˇr´ıdy vykazuje jeden podstatn´ y nedostatek. Pokus´ıme se vytvoˇrit instance odvozené a rodiˇcovské tˇr´ıdy. public static void main(String[] args) { Auto a = new Auto(150,100); Osobni o=new Osobni (4,2); } Prvn´ı pˇr´ıkaz vytvoˇr´ı instanci rodiˇcovské tˇr´ıdy a inicializuje jej´ı datové poloˇzky. Druh´ y pˇr´ıkaz vytvoˇr´ı instanci odvozené tˇr´ıdy, inicializuje datové poloˇzky odvozené tˇr´ıdy, ale jiˇz neinicializuje poloˇzky rodiˇcovské tˇr´ıdy. Na problematiku inicializace datov´ ych poloˇzek s vyuˇzit´ım konstruktor˚ u se tedy budeme muset pod´ıvat podrobnˇeji v n´ asleduj´ıc´ı kapitole.

6.1.1

Inicializace rodiˇ covsk´ e tˇ r´ıdy

Vzhledem k tomu, ˇze pracujeme se dvˇema tˇr´ıdami, inicializace instanc´ı rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy se na prvn´ı pohled m˚ uˇze zd´ at ponˇekud nepˇrehledn´ a. Pro inicializaci datov´ ych poloˇzek rodiˇcovské tˇr´ıdy pouˇz´ıv´ ame konstruktory. Mohou b´ yt pˇret´ıˇzené. Pouˇzijeme -li konstruktor implicitn´ı, budou m´ıt vˇsechny instance rodiˇcovské tˇr´ıdy stejné vlastnosti. Pouˇzijeme -li konstruktor explicitn´ı, m˚ uˇze m´ıt kaˇzd´ a instance jiné vlastnosti. V pˇr´ıpadˇe rodiˇcovské tˇr´ıdy se ˇz´ adné pˇrekvapen´ı nekon´ a, jej´ı datové poloˇzky m˚ uˇzeme inicializovat stejn´ ym zp˚ usobem jako datové poloˇzky jakékoliv jiné tˇr´ıdy.

6.1.2

Inicializace odvozen´ e tˇ r´ıdy

V pˇr´ıpadˇe inicializace datov´ ych poloˇzek odvozené tˇr´ıdy je situace sloˇzitˇejˇs´ı. Inicializaci datov´ ych poloˇzek instance odvozené tˇr´ıdy mus´ı pˇredch´ azet inicializace datov´ ych poloˇzek rodiˇcovské tˇr´ıdy. Vlastnosti instance odvozen´ı tˇr´ıdy mohou b´ yt z´ avislé na vlastnostech instance rodiˇcovské tˇr´ıdy. Vytv´ aˇr´ıme –li instanci odvozené tˇr´ıdy, je nejprve vyvol´ an konstruktor z´ akladn´ı tˇr´ıdy a teprve potom konstruktor odvozené tˇr´ıdy. Mus´ı b´ yt vytvoˇren jako prvn´ı, protoˇze konstruktor odvozené tˇr´ıdy m˚ uˇze vycházet z poloˇzek základn´ı tˇr´ıdy. Konstruktor rodiˇcovské tˇr´ıdy je proveden pˇred t´ım, neˇz program vstoup´ı do konstruktoru odvozené tˇr´ıdy. Instance odvozené tˇr´ıdy nem˚ uˇze b´ yt vytvoˇrena dˇr´ıve, neˇz je vytvoˇrena instance z´ akladn´ı tˇr´ıdy. Konstruktor nadˇrazené tˇr´ıdy mus´ıme volat pomoc´ı kl´ıˇcového slova super() se seznamem form´ aln´ıch parametr˚ u. Pokud tak neuˇcin´ıme, je vol´ an automaticky konstruktor implicitn´ı konstruktor rodiˇcovské tˇr´ıdy.

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI Pokud rodiˇcovsk´ a tˇr´ıda obsahuje pouze implicitn´ı konstruktor, nemus´ıme v odvozené tˇr´ıdˇe tento konstruktor explicitnˇe volat. Teprve po vykon´ an´ı konstruktoru rodiˇcovské tˇr´ıdy sm´ıme provést inicializaci datov´ ych poloˇzek rodiˇcovské tˇr´ıdy. Tu prov´ ad´ıme standardn´ım zp˚ usobem. Upraven´ y pˇr´ıklad konstruktoru odvozené tˇr´ıdy bude vypadat takto: public Osobni(float max_rychlost, float rychlost, int max_lidi, int lidi) { super(max_rychlost, rychlost); this.max_lidi=max_lidi; this.lidi=lidi; } Chceme -li vytvoˇrit instanci odvozené tˇr´ıdy, postupujeme takto: Osobni o=new Osobni (150,100, 4,2); V tomto pˇr´ıpadˇe jiˇz inicializace datov´ ych poloˇzek rodiˇcovské tˇr´ıdy pˇri vytv´ aˇren´ı instance odvozené tˇr´ıdy probˇehne korektnˇe. Plat´ı tedy, ˇze odvozen´ a tˇr´ıda zdˇed´ı po rodiˇcovské tˇr´ıdˇe vˇsechny jej´ı datové poloˇzky a vˇsechny metody s v´ yjimkou konstruktoru. Metody rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy pro jednotlivé instance vol´ ame a.zastav(); a.pridej(25); o.vystup(); o.pristup(2);

6.2

Pˇ redefinov´ an´ı a pˇ ret´ıˇ zen´ı metody

Ve vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u, kdy doplˇ nujeme metody odvozené tˇr´ıdy o novou funkˇcnost, prov´ ad´ıme jejich pˇredefinov´ av´ an´ı. Pˇripomeˇ nme rozd´ıl mezi pˇredefinov´ an´ım a pˇret´ıˇzen´ım metody. Pˇredefinovaná metoda mus´ı m´ıt stejnou hlaviˇcku, tj. jméno i seznam form´ aln´ıch parametr˚ u. Pokud by bylo pouˇzito stejné jméno, ale jin´ y poˇcet form´ aln´ıch parametr˚ u ˇci jin´ y typ form´ aln´ıch parametr˚ u, doˇslo by pouze k pˇret´ıˇzen´ı metody. V odvozené tˇr´ıdˇe m˚ uˇzeme pˇredefinovat metody zastav() a zrychli() tak, aby vypisovaly aktu´ aln´ı rychlost. public void zastav() { this.rychlost=0; System.out.println(this.rychlost); } public void zrychli(double v) { if(this.rychlost<max_rychlost-v)

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI { this.rychlost+=v; } else this.rychlost=max_rychlost; System.out.println(rychlost); } Vytvoˇr´ıme pˇret´ıˇzenou metodu zrychli(), jej´ımˇz vykon´ an´ım se zv´ yˇs´ı rychlost o 10 km/hod. public void zrychli() { if(this.rychlost<max_rychlost-10) { this.rychlost+=10; } else this.rychlost=max_rychlost; System.out.println(rychlost); } Pˇret´ıˇzenou metodu vol´ ame ve tvaru a.zrychli();

6.3

Fin´ aln´ı metody a fin´ aln´ı tˇ r´ıdy

Fin´ aln´ı metody pˇredstavuj´ı takové metody, které nemohou b´ yt v odvozené tˇr´ıdˇe pˇredefinov´ any. Taková metoda nem˚ uˇze b´ yt pˇrekryta, pouze pˇret´ıˇzena. Fin´ aln´ı metody jsou oznaˇceny v rodiˇcovské tˇr´ıdˇe kl´ıˇcov´ ym slovem final. Pouˇz´ıvaj´ı se ve speci´ aln´ıch pˇr´ıpadech, napˇr. z d˚ uvodu zaruˇcen´ı stejné funkˇcnosti metody i v odvozené tˇr´ıdˇe. Typick´ ym pˇr´ıkladem m˚ uˇze b´ yt metoda zastav(), kter´ a jakémukoliv potomkovi tˇr´ıdy Auto nastav´ı nulovou rychlost, d˚ usledek zastaven´ı je u vˇsech aut stejn´ y, maj´ı nulovou rychlost. final void zastav() { this.rychlost=0; System.out.println(this.rychlost); }

Fin´ aln´ı tˇr´ıdy pˇredstavuj´ı takové tˇr´ıdy, které nen´ı moˇzné zdˇedit. B´ yvaj´ı naz´ yv´ any koncovými tˇr´ıdami. Tˇr´ıdy oznaˇcené jako final mohou b´ yt pˇri pˇrekladu optimalizov´ any vzhledem k rychlosti. Uk´ azka fin´ aln´ı tˇr´ıdy. final class Auto { private float rychlost, max_rychlost; public Auto(float max_rychlost, float rychlost) { this.max_rychlost=max_rychlost; this.rychlost=rychlost;

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI } final void zastav() { this.rychlost=0; System.out.println(this.rychlost); } public void zrychli(double v) { if(this.rychlost<max_rychlost-v) { this.rychlost+=v; } else this.rychlost=max_rychlost; } }

Fin´ aln´ı tˇr´ıda m˚ uˇze obsahovat jak metody fin´ aln´ı, tak i nefin´ aln´ı.

6.4

Abstraktn´ı metody a abstraktn´ı tˇ r´ıdy

Abstraktn´ı metody jsou takové metody, které mus´ı b´ yt v odvozené tˇr´ıdˇe pˇredefinov´ any. Pokud v rodiˇcovské tˇr´ıdˇe deklarujeme metodu jako abstraktn´ı, vynucujeme jej´ı pˇredefinov´ an´ı v odvozené tˇr´ıdˇe. Neprovedeme -li v odvozené tˇr´ıdˇe pˇredefinov´ an´ı takové metody, program nebude pˇreloˇzen. Abstraktn´ı metody jsou tedy protikladem fin´ aln´ıch metod. Jestliˇze je v rodiˇcovské tˇr´ıdˇe um´ıstˇena alespoˇ n jedna abstraktn´ı metoda, mus´ı b´ yt i rodiˇcovsk´ a tˇr´ıda deklarov´ ana jako abstraktn´ı. Od abstraktn´ı tˇr´ıdy tedy nen´ı moˇzné vytvoˇrit instanci. Jedinou moˇznost´ı manipulace s takovou tˇr´ıdou je jej´ı kompletn´ı pˇredefinov´ an´ı v odvozené tˇr´ıdˇe.1 Abstraktn´ı tˇr´ıdy se ˇcasto pouˇz´ıvaj´ı pˇri tvorbˇe ˇsablon, podle kter´ ych budou vytv´ aˇreny odvozené tˇr´ıdy. V odvozen´ ych tˇr´ıd´ ach se pak budou navrˇzené metody implementovat. Konkrétnˇe ˇreˇceno: pokud v´ıme, ˇze metoda bude muset b´ yt v kaˇzdé odvozené tˇr´ıdˇe navrˇzena jinak, implementujeme ji jako abstraktn´ı. Princip pr´ ace s abstraktn´ı tˇr´ıdy uk´ aˇzeme na pˇr´ıkladu. Vytvoˇr´ıme abstraktn´ı metodu s n´ azvem srot(), která bude signalizovat, ˇze auto jiˇz patˇr´ı do ˇsrotu. Z´ akladn´ım kritériem bude poˇcet odjezdˇen´ ych kilometr˚ u. Jiná kritéria budou pro auta osobn´ı, n´ akladn´ı, sportovn´ı, atd. abstract class Auto { ... abstract bool srot(float km){} } V odvozen´ ych tˇr´ıd´ ach je nutno metodu srot() pˇredefinovat. Ve tˇr´ıdˇe Osobni m˚ uˇze vypadat takto. public class Osobni extends Auto { 1 Abstraktn´ ı metody proto neobsahuj´ı ˇ z´ adn´ y v´ ykonn´ y k´ od. Nemˇ elo by cenu ho uv´ adˇ et, protoˇ ze metoda bude stejnˇ e pˇredefinov´ ana.

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI ... abstract bool srot(float km){} { if (km>200000) return true; else return false; }

6.5

Konverze mezi instancemi rodiˇ covsk´ e a odvozen´ e tˇ r´ıdy

Pˇri operac´ıch s tˇr´ıdami tvoˇr´ıc´ıch dˇedickou posloupnost m˚ uˇzeme prov´ adˇet konverzi mezi instancemi rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy. Vytvoˇr´ıme -li instanci rodiˇcovské a odvozené tˇr´ıdy, plat´ı: • potomek na pˇredka m˚ uˇze b´ yt pˇretypov´ an implicitnˇe. • pˇredek na potomka mus´ı b´ yt pˇretypov´ an explicitnˇe. Pˇretypov´ an´ı pˇredka na potomka naz´ yv´ ame pˇretypov´ an´ım nahoru, pˇretypov´ an´ı na pˇredka pˇretypov´ an´ım dol˚ u. Pˇretypován´ı smˇerem nahoru pˇredstavuje pˇretypov´ an´ı konkrétnˇejˇs´ıho datového typu na obecnˇejˇs´ı. Pˇretypován´ı smˇerem dol˚ u pak pˇretypov´ an´ı z obecnˇejˇs´ıho datového typu na konkrétnˇejˇs´ı. Auto a = new Auto(); Osobni o = new Osobni(); a=o; o=(Osobn´ ı)a; Princip si lze pamatovat mnemotechnickou pom˚ uckou. Osobn´ı, n´ akladn´ı, sportovn´ı vozy jsou auto, ale kaˇzdé auto nen´ı osobn´ı.

6.6

Polymorfismus

Polymorfismus je jednou ze z´ akladn´ıch vlastnost´ı objektovˇe orientovaného programov´ an´ı. Urˇcuje chován´ı instance na z´ akladˇe jej´ıho typu. Z´ akladn´ı princip polymorfismu lze vystihnout takto: Potomek vˇzdy m˚ uˇze zastoupit pˇredka. Pomoc´ı referenˇcn´ı promˇenné potomka lze pracovat i s metodami pˇredka. Zkusme se zamyslet nad ot´ azkou, jak´ a z metod bude vyvol´ ana pro objekt rodiˇcovské nebo odvozené tˇr´ıdy. Odpovˇed’ nen´ı jednoznaˇcn´ a. Existuj´ı dva pˇr´ıstupy: ˇ • Casn´ a vazba • Pozdn´ı vazba Za normáln´ıch podm´ınek se kompil´ ator ˇr´ıd´ı typem objektu: Auto a = new Auto(); Osobni o= new Osobni(); a.zastav(); o.zastav();

//volana metoda rodic. tridy //volana metoda odvoz. tridy

ˇ CNOST ˇ KAPITOLA 6. DEDI Tento pˇr´ıstup naz´ yv´ ame ˇcasnou neboli statickou vazbou. Kompil´ ator rozhoduje podle typu objektu, která z metod bude spuˇstˇena, jiˇz pˇred pˇrekladem. Pokud nap´ıˇseme n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıkaz Auto a=new Osobni(); je vytvoˇrena nov´ a instance tˇr´ıdy Osobni, odkaz je konvertov´ an na typ Auto (vˇsimnˇeme si, ˇze potomek Osobni zastupuje pˇredka Auto). Aplikujeme -li na instanci metodu zastav() a.zastav(); je vol´ ana metoda odvozené tˇr´ıdy. Metoda je tedy vyvol´ ana na z´ akladˇe skuteˇcného typu instance. Tento mechanismus naz´ yv´ ame pozdn´ı vazbou. Dynamická, neboli pozdn´ı vazba prov´ ad´ı rozhodov´ an´ı o tom, kter´ a z metod (rodiˇcovsk´ a nebo odvozen´ a) bude spuˇstˇena aˇz za bˇehu programu. Metoda je vyb´ır´ ana podle typu objektu, na kter´ y reference odkazuje. Tento postup naz´ yv´ ame polymorfismem.

Kapitola 7

V´ yjimky Doposud jsme pˇredpokl´ adali, ˇze naˇse programy budou fungovat za vˇsech situac´ı, tj. ˇze v nich nem˚ uˇze doj´ıt za bˇehu k chybˇe. Toto je vˇsak pomˇernˇe idealizovan´ y model, programátor by mˇel m´ıt moˇznost reakce jak na chyby vlastn´ı (odmocnina ze z´ aporného ˇc´ısla, dˇelen´ı nulou, atd.), tak na chyby vypl´ yvaj´ıc´ı z komunikace programu se sv´ ym okol´ım (ˇspatné zad´ an´ı hodnoty u formátovaného vstupu, nenalezen´ı potˇrebného souboru, atd.). Pokud by tyto stavy nebyly oˇsetˇreny, mohlo by doj´ıt ke ztrátám dat a z nich vypl´ yvaj´ıc´ım ˇskodám. K takovému programu nebude m´ıt uˇzivatel d˚ uvˇeru a nebude ho pouˇz´ıvat, nav´ıc m˚ uˇze b´ yt i nebezpeˇcn´ y (t´ yká se to zejména software pro pr˚ umyslové zpracován´ı dat). Pokud k takové chybˇe dojde, lze na n´ı reagovat r˚ uzn´ ymi zp˚ usoby. Program m˚ uˇzeme ukonˇcit a sdˇelit, ˇze doˇslo k chybˇe. Dojde vˇsak ke ztr´ atˇe dat, takové ˇreˇsen´ı je proto nevhodné. M˚ uˇzeme se také pokusit oˇsetˇrit vˇsechny moˇzné chybové stavy, ke kter´ ym by potenciálnˇe mohlo doj´ıt. Tato varianta je lepˇs´ı, v ˇradˇe pˇr´ıpad˚ u zabrán´ıme ztrátám dat, jej´ı implementace vˇsak nen´ı jednoduchá. Nav´ıc znepˇrehledˇ nujeme vlastn´ı zdrojov´ y zav´ adˇen´ım pomocn´ ych promˇenn´ ych indikuj´ıc´ıch, zda v´ ypoˇcet probˇehl u ´ spˇeˇsnˇe. Nejv´ yhodnˇejˇs´ı je pouˇzit´ı tzv. mechanismu výjimek. Umoˇzn ˇuje chybu zachytit a oˇsetˇrit ji na vhodném m´ıstˇe. Pro u ´ plnost uved’me, ˇze pr´ ace s v´ yjimkami v jazyce Java je podobná práci s v´ yjimkami v jazyce C++, nav´ıc ho rozˇsiˇruje o nové principy. V z´ ajmu bezpeˇcnosti Java nut´ı programátora pouˇz´ıvat u nˇekter´ ych potenciálnˇe nebezpeˇcn´ ych konstrukc´ı v´ yjimky, jinak nen´ı moˇzné program zkompilovat. V´ yjimku m˚ uˇzeme definovat jako stav programu v okamˇziku, kdy dojde pˇri jeho vykonáván´ı k chybˇe. Pˇri vyvolán´ı v´ yjimky v Javˇe je vytvoˇren objekt, kter´ y nese informaci o typu chyby (a mnohé dalˇs´ı informace). Na v´ yjimku JVM upozorn´ı zasl´ an´ım zpr´ avy ve formˇe chybového hláˇsen´ı. Pro vyvolán´ı v´ yjimky je ˇcasto pouˇz´ıván term´ın throw exception, tj. vyhozen´ı v´ yjimky; nˇekdy tuto ˇcinnost m˚ uˇzeme provádˇet ”umˇele”. Ukázka v´ yjimky generované JVM pˇri pokusu o konverzi ˇretˇezce na desetinné ˇc´ıslo. Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "dw" at sun.misc.FloatingDecimal. readJavaFormatString(FloatingDecimal.java:1224) at java.lang.Double.parseDouble(Double.java:510) at balicek.Nacti.getDouble(Nacti.java:31) at balicek.Obdelnik.(Obdelnik.java:13) at balicek.Main.main(Main.java:16)

7.1

Druhy v´ yjimek

V Javˇe existuj´ı tˇri z´ akladn´ı typy tˇr´ıd (potomk˚ u tˇr´ıdy Object), které slouˇz´ı pro pˇrenos informac´ı o vznikl´ ych v´ yjimkách. Jsou pˇr´ım´ ymi potomky tˇr´ıdy Throwable. Jejich hierarchie vypadá takto.

69

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY

Obr´ azek 7.1: Hierarchie tˇr´ıd pro pr´ aci s výjimkami. Pod´ıvejme se podrobnˇeji na jejich popis. Tˇ r´ıda Throwable. Se tˇr´ıdou Throwable ve velké vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u nepracujeme (pracujeme vˇsak s jej´ımi potomky), neposkytuje ˇz´ adné konkrétn´ı informace o typu v´ yjimky. Tˇ r´ıda Error. Tˇr´ıda Error a v´ yjimky od n´ı odvozené se pouˇz´ıvaj´ı vˇetˇsinou pouze v souvislosti s chybami JVM. Tyto chyby nedok´ aˇzeme opravit, ani jim efektivnˇe pˇredch´ azet. V takovém pˇr´ıpadˇe dojde k ukonˇcen´ı programu a zobrazen´ı pˇr´ısluˇsného chybového hl´ aˇsen´ı. Touto tˇr´ıdou se proto d´ ale zab´ yvat nebudeme. Tˇ r´ıda RuntimeException. S v´ yjimkami odvozen´ ymi od této tˇr´ıdy m˚ uˇzeme jiˇz pracovat. Pˇredstavuj´ı v´ yjimky, které vznikaj´ı za bˇehu programu. Typick´ ym pˇr´ıkladem jsou v´ yjimky vznikaj´ıc´ı jako d˚ usledek provádˇen´ı aritmetick´ ych operac´ı s nevhodn´ ymi operandy (napˇr. dˇelen´ı nulou, odmocnina ze z´ aporného ˇc´ısla: ArithmeticException, atd.) nebo konverzn´ıch operac´ı s nevhodn´ ymi operandy (konverze textového ˇretˇezce na ˇc´ıslo: NumberFormatException). Pomˇernˇe ˇcasto se jedn´ a o nevhodné vstupn´ı u ´daje zadané uˇzivatelem v m´ıstech, kde program´ ator zapomnˇel takto vzniklé chyby oˇsetˇrit. V programu je proto vhodné tyto stavy oˇsetˇrit (nic n´ as k tomu vˇsak nenut´ı), aby napˇr. pˇri zad´ an´ı nevhodn´ ych vstupn´ıch u ´daj˚ u nedoˇslo ke ztr´ atˇe dat. V´ yjimky zaˇrazené do této tˇr´ıdy naz´ yváme asynchronn´ı. Tˇ r´ıda Exception. V´ yjimky zaˇrazené do této tˇr´ıdy je na rozd´ıl od v´ yjimek zaˇrazen´ ych do tˇr´ıdy RuntimeException nutné vˇzdy oˇsetˇrit, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe nebude proveden pˇreklad. Jedn´ a se zejména o potenciálnˇe nebezpeˇcné operace t´ ykaj´ıc´ı se napˇr. prac´ı se soubory, form´ atovan´ ym vstupem, datab´ azemi. Java je proto pomˇernˇe bezpeˇcn´ y jazyk, nut´ı program´ atora na tato m´ısta v programu reagovat. V´ yjimky naz´ yv´ ame synchronn´ı, pracuje se s nimi stejnˇe jako s v´ yjimkami asynchronn´ımi.

7.2

Oˇ setˇ ren´ı v´ yjimek

V´ yjimky lze v Javˇe oˇsetˇrovat tˇremi z´ akladn´ımi zp˚ usoby: 1. Propagace v´ yjimky: v´ yjimka nen´ı oˇsetˇrena v metodˇe, ve které vznikla, je pˇred´ ana do nadˇrazené u ´ rovnˇe. 2. Oˇsetˇren´ı metodou chr´ anˇen´ ych blok˚ u: V´ yjimka je oˇsetˇrena v metodˇe, ve které vznikla.

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY 3. Kombinace obou zp˚ usob˚ u: V´ yjimka (ˇc´ asteˇcnˇe) oˇsetˇrena v metodˇe, kde vznikla. D´ ale je pˇredána do nadˇrazené u ´ rovnˇe. Tˇret´ı metoda je nejˇcastˇeji pouˇz´ıv´ ana, umoˇzn ˇuje komplexn´ı obslouˇzen´ı v´ yjimky. Postupnˇe se pod´ıv´ ame na vˇsechny v´ yˇse uvedené postupy.

7.2.1

Oˇ setˇ ren´ı v´ yjimky propagac´ı

Tento postup je pomˇernˇe jednoduch´ y, v´ yjimku neoˇsetˇrujeme v m´ıstˇe, kde vznikla, jej´ı zpracov´ an´ı pˇredáváme do nadˇr´ızené u ´ rovnˇe. Hierarchie pˇred´ av´ an´ı je n´ asleduj´ıc´ı: metoda->main->JVM. Pokud v´ yjimku neoˇsetˇr´ıme ”pˇred u ´rovn´ı” JVM, dojde k automatickému ukonˇcen´ı programu a zobrazen´ı informace o chybˇe. Tento pˇr´ıstup je ˇcasto pouˇz´ıv´ an, pokud opakovanˇe prov´ ad´ıme nˇejakou operaci (cyklus), a nechceme opakovanˇe chybu ˇreˇsit (v tˇele cyklu). Uˇzivatele tedy neinformujeme 50x o tom, ˇze k chybˇe doˇslo. Pˇred´ ame tuto informaci pˇri prvn´ım v´ yskytu v´ yjimky metodˇe main() a zde rozhodneme o dalˇs´ım bˇehu programu. V deklaraci hlaviˇcky metody pouˇzijeme kl´ıˇcové slovo throws s identifik´ atorem v´ yjimky, kterou chceme oˇsetˇrit. throws typ_vyjimky; Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad, se kter´ ym jsme se jiˇz sezn´ amili v kapitole vˇenované form´ atovanému vstupu. Vytvoˇr´ıme tˇr´ıdu Nacti, realizuj´ıc´ı naˇc´ıt´ an´ı ˇretˇezc˚ u z form´ atovaného vstupu a jejich konverzi na ˇc´ıslo typu double. public class Nacti { private byte [] pole; public double getDouble() throws IOException { pole=new byte[128]; System.in.read(pole); String ret=new String(pole); ret=ret.trim(); double cislo=Double.valueOf(ret).doubleValue(); return cislo; } public static void main(String [] args) throws IOException { Nacti n=new Nacti(); double cislo=n.getDouble(); } } V hlaviˇcce metody getDouble() pˇribyl k´ od public double getDouble() throws IOException sdˇeluj´ıc´ı, ˇze metoda poˇc´ıt´ a, ˇze by pˇri jej´ım vykon´ av´ an´ı mohlo doj´ıt k v´ yjimce IOException. Mohla by b´ yt zp˚ usobena ˇspatnˇe proveden´ ymi nebo pˇreruˇsen´ ymi operacemi se standardn´ım vstupem. Tato v´ yjimka vˇsak, na rozd´ıl od NumberFormatException, neoˇsetˇruje konverzi ˇretˇezce, ve kterém by se kromˇe ˇc´ıslic vyskytly dalˇs´ı znaky: p´ısmena, speci´ aln´ı znaky, ... (napˇr. uˇzivatel m´ısto 123 zad´ a 12#). Pokud by k takové v´ yjimce doˇslo, nebude na této u ´rovni nijak ˇreˇsena, bude odsunuta do nadˇrazené u ´rovnˇe, tj. do metody main().

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY public static void main(String [] args) throws IOException Zde nen´ı také nijak ˇreˇsena, proto by program byl ukonˇcen JVM. Vhodnˇejˇs´ı by bylo v tomto m´ıstˇe napˇr. uˇzivateli sdˇelit, ˇze doˇslo k chybˇe vstupu (s t´ım se sezn´ am´ıme v n´ asleduj´ıc´ı kapitole). Kter´ y typ v´ yjimky bude oˇ setˇ ren? Upozornˇeme, ˇze t´ımto zp˚ usobem je oˇsetˇrena pouze v´ yjimka IOException a vˇsechny v´ yjimky od této tˇr´ıdy odvozené. Uplatˇ nuje se zde princip, ˇze potomek m˚ uˇze zastoupit pˇredka. Pokud by doˇslo k ”jiné” v´ yjimce, program se bude chovat, jako kdyby k´ od za throws neexistoval. Peˇclivého program´ atora by mohlo napadnout, ˇze ˇreˇsen´ım by bylo oˇsetˇren´ı vˇsech chyb. Tˇech je vˇsak cca 30, takov´ y program by se stal nepˇrehledn´ ym a zbyteˇcnˇe sloˇzit´ ym. Vyplat´ı se proto strategie oˇsetˇrov´ an´ı pouze nejv´ıce bolav´ ych m´ıst programu. Jinou moˇznost´ı by bylo pouˇz´ıt spoleˇcného pˇredka, tˇr´ıdu Exception. public static void main(String [] args) throws Exception V takovém pˇr´ıpadˇe vˇsak nen´ı moˇzné jednoduˇse detekovat, k jaké v´ yjimce doˇslo.

7.2.2

Oˇ setˇ ren´ı v´ yjimky metodou chr´ anˇ en´ ych blok˚ u

Tento postup umoˇzn ˇuje oˇsetˇrit v´ yjimku v m´ıstˇe, kde vznikla. Vyuˇz´ıv´ a tzv. chr´ anˇeného bloku, uvnitˇr kterého je uzavˇren k´ od, pˇri jehoˇz vykon´ av´ an´ı m˚ uˇze doj´ıt k v´ yjimce. Chr´ anˇen´ y blok je uveden pˇr´ıkazem try. Za n´ım n´ asleduje blok catch informuj´ıc´ı, jak´ y typ v´ yjimky bude oˇsetˇren. V pˇr´ıpadˇe v´ yskytu v´ yjimky v chránˇeném bloku try (typ v´ yjimky mus´ı b´ yt shodn´ y s typem v´ yjimky v ˇc´ asti catch) dojde k jej´ımu zachycen´ı a zaˇcne se vykon´ avat blok catch. Konstrukce try-catch m˚ uˇze b´ yt doplnˇena i o nepovinn´ y blok finally, kter´ y se provede vˇzdy. try { //chraneny blok } catch (typ vyjimky) { //osetreni vyjimky } finally { //provede se vzdy } Vˇetˇsinou se pouˇz´ıv´ a konstrukce try-catch, blok finally je vyuˇz´ıv´ an ve specifick´ ych pˇr´ıpadech (napˇr. pˇri pr´ aci se soubory). Pokusme se upravit pˇredchoz´ı pˇr´ıklad tak, aby v okamˇziku vzniku v´ yjimky doˇslo k jej´ımu oˇsetˇren´ı v bloku catch. public class Nacti { private byte [] pole; public double getDouble() { try {

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY pole=new byte[128]; System.in.read(pole); String ret=new String(pole); ret=ret.trim(); double cislo=Double.valueOf(ret).doubleValue(); return cislo; } catch (IOException e) { System.out.prinln("Chyba pri zadavani udaju"); return 0; } } public static void main(String [] args) { Nacti n=new Nacti(); double cislo=n.getDouble(); } } Pokud dojde pˇri operac´ıch se standardn´ım vstupem k v´ yjimce typu k v´ yjimce IOException, je oˇsetˇrena v bloku catch. T´ımto zp˚ usobem lze odchytit pouze v´ yˇse uvedenou v´ yjimku a v´ yjimky od této tˇr´ıdy odvozené. Upozornˇeme, ˇze opˇet nebude odchycena pˇr´ıpadn´ a v´ yjimka vznikl´ a konverz´ı String na double. Oˇ setˇ ren´ a v´ yjimka. V´ yˇse uvedené informace lze zobecnit. Jestliˇze je nalezen pˇr´ısluˇsn´ y blok catch a je do nˇej vstoupeno, povaˇzujeme v´ yjimku za oˇsetˇrenou. Pokud by doˇslo ke vzniku jiného typu v´ yjimky (tj. nebyl by nalezen odpov´ıdaj´ıc´ı blok catch), nebude v´ yjimka oˇsetˇrena. Blok catch by mˇel obsahovat nˇejak´ y v´ ykonn´ y k´ od, kter´ y vykon´ a akci v z´ avislosti na typu v´ yjimky (napˇr. informuje uˇzivatele, ˇze doˇslo k chybˇe). Pozor: nikdy nepouˇz´ıvejme pr´ azdné bloky catch, v takovém pˇr´ıpadˇe by nedoˇslo k ˇz´ adné reakci na v´ yjimku. V pˇr´ıpadˇe, kdy bychom chtˇeli zachytit libovolnou v´ yjimku, museli bychom jako typ oˇsetˇrované v´ yjimky pouˇz´ıt spoleˇcného pˇredka, tˇr´ıdu Exception. catch (Exception e) { System.out.prinln("Doslo k nejake vyjimce"); return 0; } N´ aslednˇe vˇsak nen´ı moˇzné zjistit, k jakému typu v´ yjimky doˇslo, a na z´ akladˇe toho se rozhodnout, jak v´ yjimku oˇsetˇrit (r˚ uzné typy v´ yjimek zpravidla oˇsetˇrujeme r˚ uznˇe). V´ ypis informac´ı o v´ yjimce. Oˇsetˇr´ıme-li v´ yjimku konstrukc´ı try-catch, za bˇehu programu informace o (oˇsetˇrené) v´ yjimce bˇeˇzn´ ym zp˚ usobem nez´ısk´ ame. Je vykon´ an blok catch, nedojde k zastaven´ı programu a v´ ypisu informace o v´ yjimce. Tyto informace lze z´ıskat dodateˇcnˇe pouˇzit´ım metody printStackTrace(). catch (NumberFormatException e) { e.printStackTrace(); } Z´ısk´ ame tak informace, které lze pouˇz´ıt napˇr. pˇri ladˇen´ı programu.

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY Kombinov´ an´ı v´ yjimek. Doposud jsme v souvislosti s tˇr´ıdou Nacti oˇsetˇrovali pouze v´ yjimky typu IOException a ”ignorovali” jsme v´ yjimky vzniklé konverz´ı naˇcteného ˇretˇezce. Jeden blok try m˚ uˇze b´ yt oˇsetˇren nˇekolik bloky catch. Tento postup umoˇzn ˇ uje reagovat na v´ıce v´ yjimek, jejich poˇcet nen´ı v Javˇe omezen. Jakmile v´ yjimka sv´ ym typem odpov´ıd´ a typu v´ yjimky uvedené v bloku catch, je tento blok n´ aslednˇe proveden. try { //nejaky kod } catch (NumberFormatException e) { //Osetreni vyjimky } catch (IOException e) { //Osetreni vyjimky } Pozor. Oˇsetˇrované v´ yjimky mus´ı b´ yt seˇrazeny vzestupnˇe dle hierarchie. Pokud bychom tento postup nedodrˇzeli, v´ yjimky budou odchyceny v handleru “nadˇrazené” tˇr´ıdy a blok catch oˇsetˇruj´ıc´ı potomka takové tˇr´ıdy neprobˇehne; vznikne tak unreachable (nedostupn´ y) k´ od. Takov´ y k´ od se nikdy neprovede! try { //nejaky kod } catch (Exception e) //Predek, vyjimka bude odchycena zde { //Osetreni vyjimky } catch (NumberFormatException e) //Potomek, tento blok jiz neprobehne { //Osetreni vyjimky }

7.2.3

Oˇ setˇ ren´ı v´ yjimky metodou chr´ anˇ en´ ych blok˚ u a jej´ı pˇ red´ an´ı v´ yˇ se

Tato metoda je kombinac´ı pˇredchoz´ıch dvou postup˚ u. Umoˇzn ˇuje v´ yjimku oˇsetˇrit v m´ıstˇe, kde vznikla a n´ aslednˇe ji pˇredat v´ yˇse. V´ yhodou je fakt, ˇze na v´ yjimku lze reagovat opakovanˇe na r˚ uzn´ ych u ´rovn´ıch programu. Vyvol´ an´ı v´ yjimky. Nejprve se sezn´ am´ıme s kl´ıˇcov´ ym slovem throw, které se pouˇz´ıv´ a pro vyvolán´ı a n´ asledné ˇs´ıˇren´ı v´ yjimky. Obsahuje jako parametr odkaz na objekt nesouc´ı informaci o chybˇe. V´ yjimka je ˇs´ıˇrena dle v´ yˇse uvedené hierarchie do ”nadˇrazen´ ych” komponent. Neplet’me si toto kl´ıˇcové slovo s kl´ıˇcov´ ym slovem throws. throw odkaz; Lze pouˇz´ıt odkaz na jiˇz existuj´ıc´ı objekt nebo vytvoˇrit nov´ y za pouˇzit´ı new.

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY catch (IOException e) { throw e; //pouziti existujiciho odkazu } Druh´ a varianta se ˇcasto poj´ı s nˇejakou podm´ınkou. if (podminka) { throw new IOException; // vytvoreni noveho odkazu } Postup ˇs´ıˇren´ı v´ yjimky prakticky naznaˇc´ıme pˇri v´ ypoˇctu faktori´ alu. Tˇr´ıda Faktorial bude obsahovat dvˇe metody: nacti() realizuj´ıc´ı naˇcten´ı hodnoty z form´ atovaného vstupu a faktorial() pro v´ ypoˇcet faktoriálu. Pokud je na vstupu zad´ an ˇretˇezec obsahuj´ıc´ı jin´ y znak neˇz ˇc´ıslo, dojde k vyvol´ an´ı v´ yjimky IOException, kter´ a je následnˇe pomoc´ı pˇr´ıkazu throw pˇred´ ana v´ yˇse. public int nacti() throws IOException { try { byte [] pole=new byte[128]; System.in.read(pole); String ret=new String(pole); ret=ret.trim(); int cislo=Double.valueOf(ret).doubleValue(); return cislo; } catch (IOException e) { System.out.println("Chyba."); throw e; } } Vlastn´ı v´ ypoˇcet faktori´ alu je realizov´ an za pouˇzit´ı rekurze takto: public int faktorial (int n) { if (n>1) return n*faktorial(n-1); else return 1; } V´ ypoˇcet faktori´ alu probˇehne v metodˇe main(). Pokud nebyla vyvol´ ana v´ yjimka, je spoˇctena hodnota faktori´ alu v bloku try. V pˇr´ıpadˇe, kdy doˇslo k ˇs´ıˇren´ı v´ yjimky pˇr´ıkazem throw, je nalezen odpov´ıdaj´ıc´ı blok catch, v´ yjimka je opakovanˇe oˇsetˇrena a pomoc´ı metody printStackTrace() jsou uˇzivateli sdˇeleny informace o v´ yjimce. Pokud je zad´ ano ˇc´ıslo ˇc´ıslo neleˇz´ıc´ı v intervalu <0, 40> je vyvol´ ana v´ yjimka ArithmeticException. public static void main(String[] args) { try

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY { Faktorial f=new Faktorial(); int c=f.nacti(); if ((c<0)||(c>40)) throw new ArithmeticException; int fakt=f.faktorial(c); System.out.println(c+"!="+fakt); } catch (IOException e) { System.out.println("Chyba pri vstupu dat."); e. printStackTrace(); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("Hodnota nelezi v intervalu."); e. printStackTrace(); } }

7.3

Tvorba vlastn´ıch v´ yjimek

V Javˇe lze vytvoˇrit vlastn´ı tˇr´ıdy v´ yjimek. Postup se pouˇz´ıv´ a v pˇr´ıpadˇe, kdy chceme sami definovat a oˇsetˇrit u jiné tˇr´ıdy stavy, které budeme povaˇzovat za chybové. Takového stavu m˚ uˇze b´ yt dosaˇzeno pˇri splnˇen´ı/nesplnˇen´ı nˇejaké podm´ınky (napˇr. vstupn´ı hodnoty leˇz´ıc´ı mimo zadan´ y interval) a nen´ı moˇzno ho odchytit bˇeˇzn´ ym mechanismem v´ yjimek, se kter´ ym jsme se sezn´ amili v´ yˇse. Tyto tˇr´ıdy budou vytv´ aˇreny dˇedˇen´ım od tˇr´ıdy Exception, bude se jednat o synchronn´ı v´ yjimky; princip ˇ jejich oˇsetˇrov´ an´ı je stejn´ y. Casto je pouˇz´ıv´ ame proto, abychom odliˇsili chybové stavy “skuteˇcné” (konverzn´ı, aritmetické operace) a chybové stavy n´ ami “navrˇzené” (pˇri splnˇen´ı ˇci nesplnˇen´ı nˇejaké podm´ınky), kdy by bˇeh programu (tj. v´ ypoˇcet) nemohl efektivnˇe pokraˇcovat. Praktick´ y postup uk´ aˇzeme naznaˇc´ıme pˇri v´ ypoˇctu faktori´ alu, kdy vstupn´ı u ´daje budou muset leˇzet v intervalu <0,40>. Na rozd´ıl od pˇredchoz´ıho pˇr´ıkladu nebudeme volat v´ yjimku tˇr´ıdy ArithmeticException, ale v´ yjimku tˇr´ıdy vlastn´ı, kterou nazveme FaktorialException. public class FactorialException extends Exception { public FactorialException() { super ("Zadana hodnota mimo interval"); } } Tˇr´ıda ArithmeticException obsahuje konstruktor volaj´ıc´ı konstruktor rodiˇcovské tˇr´ıdy Exception s parametrem pˇredstavuj´ıc´ım ˇretˇezec nesouc´ı informaci pro uˇzivatele. Pokud vstupn´ı hodnota neleˇz´ı v intervalu <0,40> je vyvol´ ana v´ yjimka tˇr´ıdy FactorialException. Upravme metodu faktorial() tak, aby na tento stav reagovala. public int faktorial (int n) throws FactorialException { if (n>40)||(n<0) throw new FactorialException();

´ KAPITOLA 7. VYJIMKY else if n>0 return n*faktorial(n-1); else return 1; } V metodˇe main() nesm´ıme zapomenout oˇsetˇrit v´ yjimku tˇr´ıdy FactorialException v bloku catch. public static void main(String[] args) { try { Faktorial f=new Faktorial(); int c=f.nacti(); int fakt=f.faktorial(c); System.out.println(c+"!="+fakt); } catch (IOException e) { System.out.println("Chyba pri vstupu dat."); e. printStackTrace(); } catch (FactorialException e) { System.out.println("Nelze vypocitat faktorial"); e. printStackTrace(); } } Zad´ ame -li hodnotu leˇz´ıc´ı mimo zadan´ y interval, obdrˇz´ıme chybové hl´ aˇsen´ı o v´ yjimce. Nelze vypocitat faktorial Balicek.FaktorialException: Zadana hodnota mimo interval at Balicek.Obdelnik.(Faktorial.java:14) at Balicek.Main.main(Main.java:29) Z´ avˇ er. Jak jsme z v´ yˇse uveden´ ych pˇr´ıklad˚ u vidˇeli, pr´ ace s v´ yjimkami v Javˇe je velmi podobn´ a práci s v´ yjimkami v jazyce C++. Java je na rozd´ıl od C++ bezpeˇcnˇejˇs´ı, prov´ ad´ı kontrolu oˇsetˇren´ı v´ yjimek na u ´rovni kompil´ atoru, nikoliv jen jejich oˇsetˇren´ı za bˇehu.

Kapitola 8

Rozhran´ı Rozhran´ı je nástrojem, kter´ y umoˇzn ˇ uje ˇc´ asteˇcnˇe nahradit neexistenci v´ıcenásobné dˇediˇcnosti v Javˇe. Práce s n´ım je podobn´ a pr´ aci s abstraktn´ımi tˇr´ıdami. V rozhran´ı deklarujeme metody, o jejich definici se mus´ı postarat tˇr´ıda rozhran´ı implementuj´ıc´ı. Pˇri definici mus´ı b´ yt pˇrekryty vˇsechny metody deklarované v rozhran´ı, nikoliv pouze nˇekteré. Rozhran´ı vˇsak na rozd´ıl od tˇr´ıdy nesm´ı obsahovat deklarace promˇenn´ ych s v´ yjimkou konstant. Tˇr´ıda m˚ uˇze implementovat v´ıce neˇz jedno rozhran´ı. M˚ uˇzeme si ho tedy pˇredstavit jako abstraktn´ı tˇr´ıdu tvoˇrenou pouze abstraktn´ımi metodami. Kdy rozhran´ı pouˇz´ıt? Nejˇcastˇeji v pˇr´ıpadech, kdy tˇr´ıda implementuje vlastnosti nˇekolika jin´ ych tˇr´ıd nebo máme vytvoˇrit v´ıce tˇr´ıd s podobn´ ymi vlastnostmi. V takov´ ych pˇr´ıpadech m˚ uˇze b´ yt klasické ˇreˇsen´ı s vyuˇzit´ım dˇediˇcnosti pomˇernˇe sloˇzité, vznik´ a sloˇzit´ a struktura vzájemnˇe dˇed´ıc´ıch tˇr´ıd. V souˇcasné dobˇe je rozhran´ı vyuˇz´ıváno v´ıce neˇz abstraktn´ı tˇr´ıdy.

8.1

Implementace jednoho rozhran´ı tˇ r´ıdou

Práce s rozhran´ım a jeho deklarace pˇripom´ıná práci s tˇr´ıdami. Rozhran´ı lze vytvoˇrit s vyuˇzit´ım kl´ıˇcového slova interface konstrukc´ı public interface identifikator {seznam_metod}; Modifikátor public znamen´ a, ˇze je rozhran´ı pˇr´ıstupné. Stejnˇe jako tˇr´ıda mus´ı b´ yt uloˇzeno v souboru stejného jména jako identifik´ ator rozhran´ı. Pˇr´ıklad rozhran´ı. public interface Rozhrani { public void metoda1(); public void metoda2(); } Ve svém tˇele obsahuje deklarace metod, které mus´ı b´ yt v tˇele tˇr´ıdy implementuj´ıc´ı rozhran´ı pˇrekryty, nepostaˇcuje jejich pˇret´ıˇzen´ı. Pokud tak neuˇcin´ıme, program nep˚ ujde spustit. Implementace rozhran´ı ve tˇr´ıdˇe je provedena s pouˇzit´ım pˇr´ıkazu implements takto implements rozhrani;

78

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ Tˇr´ıda implementuj´ıc´ı rozhran´ı Rozhrani m˚ uˇze vypadat takto: public class Trida implements Rozhrani { public void metoda1() { //predefinovani metody } public void metoda2() { //predefinovani metody } .... } V´ yjimku pˇredstavuje pouˇzit´ı abstraktn´ı tˇr´ıdy, abstraktn´ı tˇr´ıda implementuj´ıc´ı rozhran´ı nemus´ı prov´ adˇet pˇredefinov´ an´ı metod rozhran´ı. Tato konstrukce vˇsak nen´ı pˇr´ıliˇs ˇcasto pouˇz´ıv´ ana. public abstract class Trida implements Rozhrani { .... } Pr´ ace s rozhran´ım. Pr´ aci s rozhran´ım si uk´ aˇzeme na konkrétn´ım pˇr´ıkladu. Vytvoˇr´ıme rozhran´ı Zvirata, tvoˇreném jedinou metodou pocetNohou() vracej´ıc´ı poˇcet nohou zv´ıˇrete. public interface Zvire { public int pocetNohou(); } Rozhran´ı bude implementov´ ano dvˇema tˇr´ıdami: Selma a Ptak. V kaˇzdé z tˇechto tˇr´ıd pˇredefinujeme metodu tak, aby vracela spr´ avn´ y poˇcet nohou uloˇzen´ y ve stejnojmenné promˇenné inicializované v implicitn´ım konstruktoru. public class Selma implements Zvire { private int pocet_nohou; public Selma() {this.pocet_nohou=4;} public int pocetNohou() {return this.pocet_nohou;} } public class Ptak implements Zvire{ private int pocet_nohou; public Ptak() {this.pocet_nohou=2;} public int pocetNohou() {return this.pocet_nohou;} } Ve tˇr´ıdˇe Main() vytvoˇr´ıme instance obou tˇr´ıd a aplikujeme na nˇe metodu pocetNohou(). V prvn´ım pˇr´ıpadˇe obdrˇz´ıme hodnotu 4, ve druhém 2, coˇz odpov´ıd´ a skuteˇcnosti :-).

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ public static void main(String[] args) { Selma s=new Selma(); Ptak p=new Ptak(); System.out.println(s.pocetNohou()); System.out.println(p.pocetNohou()); } Promˇ enn´ a rozhran´ı. Ve tˇr´ıdˇe implementuj´ıc´ı rozhran´ı je moˇzné vytvoˇrit promˇennou tohoto rozhran´ı ve formˇe referenˇcn´ı promˇenné, v dalˇs´ım kroku j´ı zpravidla inicializujeme objektem stejného typu. S takto vytvoˇrenou instanc´ı lze pracovat, m´ a nˇekteré zaj´ımavé vlastnosti (viz d´ ale). Zvire z1=new Selma(); Zvire z2=new Ptak(); Aplikujeme-li na instanci metodu pocetNohou(), spust´ı se metoda pˇr´ısluˇsej´ıc´ı tˇr´ıdˇe dle typu instance. Tato vlasnost je typick´ a pro i dˇediˇcnost. z1.pocetNohou(); //Pocet nohou selmy z2.pocetNohou(); //Pocet nohou ptaka Instance rozhran´ı a tˇr´ıd implementuj´ıc´ıch rozhran´ı m˚ uˇzeme vz´ ajemnˇe pˇriˇrazovat: Instanci rozhran´ı m˚ uˇzeme pˇriˇradit pˇr´ımo instanci tˇr´ıdy implementuj´ıc´ı rozhran´ı. Opaˇcn´ y postup, tj. pˇriˇrazen´ı instance rozhran´ı instanci tˇr´ıdy, funguje pouze s explicitn´ım pˇretypov´ an´ım. z1=s; //Pretypovani potomka na rodice primo z1=p; //Pretypovani potomka na rodice primo s=(Selma) z1; //Pretypovani rodice na potomka explicitne p=(Ptak) z1; //Pretypovani rodice na potomka explicitne Prvn´ı pˇr´ıpad pˇredstavuje pˇretypov´ an´ı potomka na rodiˇce, druh´ y pˇretypov´ an´ı rodiˇce na potomka. Tento pˇr´ıstup je stejn´ y, s jak´ ym jsme se jiˇz setkali v kapitole vˇenované dˇediˇcnosti tˇr´ıd. Instance rozhran´ı a pˇ r´ıstup k metod´ am. S instanc´ı typu rozhran´ı deklarované ve tˇr´ıdˇe implementuj´ıc´ı rozhran´ı m˚ uˇzeme pˇristupovat ke vˇsem metod´ am deklarovan´ ych ve stejném rozhran´ı. Nelze pˇristupovat k metod´ am, které jsou definov´ any pouze v tˇechto tˇr´ıd´ ach ani k jej´ım promˇenn´ ym, rozhran´ı je nezn´ a. S vyuˇzit´ım instance rozhran´ı m˚ uˇzeme tedy manipulovat pouze s metodami tˇr´ıd v rozhran´ı implementovan´ ych. Tato vlastnost je v praxi ˇcasto pouˇz´ıv´ ana. Vytvoˇrme metodu rychlost() ve tˇr´ıdˇe Selma vracej´ıc´ı jej´ı rychlost. public int rychlost() { return this.rychlost; } Na instanci tˇr´ıdy Selma m˚ uˇzeme metodu aplikovat, pˇri pokusu o aplikaci metody na instanci z1, kompilátor ozn´ am´ı chybu. s.rychlost(); //spravne z1.rychlost(); //rozhrani metodu nezna Na z´ akladˇe v´ yˇse uveden´ ych poznatk˚ u m˚ uˇzeme prohl´ asit, ˇze pr´ ace s rozhran´ımi se pˇr´ıliˇs neliˇs´ı od práce s abtraktn´ımi tˇr´ıdami.

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ

8.2

Implementace v´ıce rozhran´ı tˇ r´ıdou

Tˇr´ıda m˚ uˇze implementovat v´ıce neˇz jedno rozhran´ı, poˇcet implementovan´ ych rozhran´ı nen´ı omezen. Tento pˇr´ıstup ˇc´ asteˇcnˇe nahrazuje v´ıcen´ asobnou dˇediˇcnost zn´ amou napˇr. z jazyka C++. V takovém pˇr´ıpadˇe uvád´ıme za kl´ıˇcov´ ym slovem implements seznam vˇsech implementovan´ ych rozhran´ı oddˇelen´ ych ˇc´ arkou. Vˇsechny metody implementovan´ ych rozhran´ı mus´ı b´ yt ve tˇr´ıdˇe pˇredefinov´ any public class Trida implements Rozhrani1, Rozhrani2, Rozhrani3 { .... } Vytvoˇrme rozhran´ı s n´ azvem Savec, které bude obsahovat jedinou metodu jeSavec() vracej´ı informaci, zda je dané zv´ıˇre savec. public interface Savec { public String jeSavec(); } Obˇe tˇr´ıdy Selma a Ptak budou implementovat rozhran´ı Zvire a Savec. Musej´ı pˇredefinov´ avat metody pocetNohou() a jeSavec(). public class Selma implements Zvire, Savec { private int pocet_nohou; private String savec; public Selma() { this.pocet_nohou=4; this.savec="Je savec"; } public int pocetNohou() {return this.pocet_nohou;} public String jeSavec() {return this.savec;} } public class Ptak implements Zvire, Savec{ private int pocet_nohou; private String savec; public Ptak() { this.pocet_nohou=2; this.savec="Neni savec"; } public int pocetNohou() {return this.pocet_nohou;} public String jeSavec() {return this.savec;} Metoda main() vypad´ a takto. public static void main(String[] args) { Selma s=new Selma(); Ptak p=new Ptak(); System.out.println(s.pocetNohou()); System.out.println(p.pocetNohou());

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ System.out.println(s.jeSavec()); System.out.println(p.jeSavec()); } Pro instanci s vrac´ı informaci, ˇze je savcem, pro instanci p, ˇze savcem nen´ı.

8.3

Rozhran´ı a dˇ ediˇ cnost

Pr´ aci s rozhran´ım je moˇzno kombinovat s dˇediˇcnost´ı tˇr´ıd. Pokud tˇr´ıda implementuje rozhran´ı a odvod´ıme od takové tˇr´ıdy potomky, budou metody rozhran´ı pˇr´ıstupné i v odvozen´ ych tˇr´ıd´ ach. Pokud v nich neprovedememe jej´ı pˇredefinov´ an´ı, bude se vˇzdy jednat o metodu rodiˇce. V odvozen´ ych tˇr´ıd´ ach jiˇz nen´ı povinnost metody rozhran´ı pˇredefinov´ avat, m´ ame vˇsak tuto moˇznost k dispozici. Vytvoˇr´ıme tˇr´ıdu Netopyr, kter´ a bude potomkem tˇr´ıdy Ptak (netop´ yr pˇrece také lét´ a :-))). public class Netopyr extends Ptak { public Netopyr() { } Pokud bychom v metodˇe main() vytvoˇrili novou instanci typu Netopyr a metodou jeSavec() zjiˇst’ovali, zda je netop´ yr savcem, obdrˇzeli bychom z´ apornou odpovˇed’. Netopyr n=new Netopyr(); System.out.println(n.jeSavec()); Metodu jeSavec() proto budeme muset v odvozené tˇr´ıdˇe pˇredefinovat. public class Netopyr extends Ptak { private String savec; public Netopyr() {} public String jeSavec() {return this.savec;} } Poté jiˇz obdrˇz´ıme spr´ avn´ y a oˇcek´ avan´ y v´ ysledek: netop´ yr je savec.

8.4

Vnitˇ rn´ı tˇ r´ıdy

Tˇr´ıdy jsou tvoˇreny komponentami pˇredstavovan´ ymi metodami a datov´ ymi poloˇzkami. V deklaraci jedné tˇr´ıdy se m˚ uˇze vyskytnout i deklarace jiné tˇr´ıdy. Takovou tˇr´ıdu oznaˇcujeme jako vnitˇrn´ı, popˇr. vnoˇrenou. Tˇr´ıda, kter´ a ji obaluje, se naz´ yv´ a vnˇejˇs´ı. Tento typ tˇr´ıd je v Javˇe pouˇz´ıv´ an nejˇcastˇeji pˇri pr´ aci s grafick´ ym rozhran´ım. Moˇznost pouˇz´ıv´ an´ı vnitˇrn´ıch tˇr´ıd je v Javˇe k dispozici od JDK 1.1. Zm´ın´ıme se o nich pouze velmi struˇcnˇe, podrobnosti lze nalézt ve specializované literatuˇre. Deklarace vnˇejˇs´ı a vnitˇrn´ı tˇr´ıdy vypad´ a takto

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ class vnejsi { ... class vnitrni { ... } } Pˇ r´ıstup ke komponent´ am vnitˇ rn´ı a vnˇ ejˇ s´ı tˇ r´ıdy. Vnitˇrn´ı tˇr´ıda m˚ uˇze pˇr´ımo pˇristupovat ke vˇsem komponent´ am vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy, tj. jak k metod´ am, tak promˇenn´ ym. Ke komponent´ am vnitˇrn´ı tˇr´ıdy vˇsak z vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy nen´ı moˇzné pˇristupovat pˇr´ımo ani prostˇrednictv´ım referenˇcn´ı promˇenné vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy, n´ ybrˇz pouze prostˇrednictv´ım referenˇcn´ı promˇenné vnitˇrn´ı tˇr´ıdy. Pˇristupujeme-li ke komponent´ am vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy z jiné tˇr´ıdy, je tak moˇzné uˇcinit bˇeˇzn´ ym zp˚ usobem prostˇrednictv´ım referenˇcn´ı promˇenné. Ke komponent´ am vnitˇrn´ı tˇr´ıdy vˇsak z jiné neˇz vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy nen´ı moˇzné pˇristoupit. Tento typ tˇr´ıd je v Javˇe pouˇz´ıv´ an nejˇcastˇeji pˇri pr´ aci s grafick´ ym rozhran´ım. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. Vytvoˇr´ıme vnˇejˇs´ı a vnitˇrn´ı tˇr´ıdu, vnˇejˇs´ı tˇr´ıda m´ a jednu datovou poloˇzku typu int a, vnitˇrn´ı tˇr´ıda m´ a jednu datovou poloˇzku typu int b. class Vnejsi { private int a; public Vnejsi() {} class Vnitrni { private int b; public void setB(int b) {this.b = b;} public void Nastav1() { b=10; //OK setB(10); //OK a=10; //OK setA(10); //OK Vnejsi v=new Vnejsi(); //OK v.setA(10);a=10; // OK setA(10); //OK Vnejsi v=new Vnejsi(); //OK } } public void setA(int a) {this.a = a;} public void Nastav2() { b=10; //spatne setB(10); //spatne a=10; //OK setA(10); //OK Vnejsi v=new Vnejsi(); //OK v.setA(10);//OK Vnitrni v2=new Vnitrni(); //OK

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ v2.setB(10);Vnitrni v=new Vnitrni(); Vnejsi t2=new Vnejsi(); //OK

//OK

} } Pokud se budeme pokouˇset pˇristoupit ke komponent´ am vnitˇrn´ı a vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy z jiné tˇr´ıdy, v´ ysledek bude vypadat takto. public class Pristup { ... public static void main(String[] args) { Vnejsi t=new Vnejsi(); //OK Vnitrni v=new Vnitrni(); //Spatne } } V Javˇe jsou vnitˇrn´ı tˇr´ıdy pouˇz´ıv´ any nejˇcastˇeji spoleˇcnˇe s rozhran´ım.

8.4.1

Vnitˇ rn´ı tˇ r´ıdy a rozhran´ı

Vnitˇrn´ı tˇr´ıdy zpravidla implementuj´ı rozhran´ı. Vnitˇrn´ı tˇr´ıda implementuj´ıc´ı rozhran´ı mus´ı pˇredefinovat vˇsechny metody rozhran´ı. Metody rozhran´ı budou z vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy pˇr´ıstupné pouze pˇres referenˇcn´ı promˇennou typu rozhran´ı, nebude je moˇzno volat pˇres referenˇcn´ı promˇennou vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy. Pro ilustraci pr´ ace s rozhran´ım pouˇzijeme tˇr´ıdy z pˇredch´ azej´ıc´ı kapitoly. Vytvoˇr´ıme opˇet tˇr´ıdu Vnejsi a Vnitrni, druh´ a z nich implementuje rozhran´ı Zvire. public class Vnejsi { public Vnejsi(){ Zvire z1 =new Vnitrni(); //OK Vnitrni v=new Vnitrni(); //OK Zvire z2 =new Zvire(); //Spatne } class Vnitrni implements Zvire { private int pocet_nohou; public Vnitrni() {this.pocet_nohou=4;} public int pocetNohou() {return pocet_nohou;} } } Pˇ r´ıstup k pˇ redefinovan´ ym metod´ am z jin´ e neˇ z vnˇ ejˇ s´ı tˇ r´ıdy. V tomto pˇr´ıpadˇe se situace stane sloˇzitˇejˇs´ı. Vˇsimnˇeme si, ˇze pro pˇr´ıstup k pˇredefinovan´ ym metod´ am rozhran´ı z jiné neˇz vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy nem˚ uˇzeme pouˇz´ıt instanci vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy ani vnitˇrn´ı tˇr´ıdy, ani rozhran´ı: public class Pristup { ... Vnejsi v1=new Vnejsi(); //OK v1.pocetNohou(); //Spatne

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ Vnitrni v2=new Vnitrni(); //Spatne Zvire z1=new Vnejsi(); //Spatne Zvire z2=new Vnitrni(); //Spatne } } V takovém pˇr´ıpadˇe budeme muset zdrojov´ y k´ od ponˇekud upravit. Jedin´ a “spr´ avn´ a” konstrukce umoˇzn ˇuje vytvoˇrit instanci tˇr´ıdy Vnejsi. Mohli bychom vytvoˇrit metodu, kter´ a by prostˇrednictv´ım metody této instance vracela instanci tˇr´ıdy Vnitrni. public class Vnejsi { public Vnejsi(){ } public Vnitrni vratInstanci(){return new Vnitrni()} class Vnitrni implements Zvire { private int pocet_nohou; public Vnitrni() {this.pocet_nohou=4;} public int pocetNohou() {return pocet_nohou;} } } Upraven´ y k´ od tˇr´ıdy Pristup bude vypadat takto public class Pristup { ... Vnejsi v1=new Vnejsi(); //OK (v1.vratInstanci()).pocetNohou(); } }

8.4.2

Anonymn´ı vnitˇ rn´ı tˇ r´ıdy

V praxi je ˇcasto pouˇz´ıv´ an koncept tzv. anonymn´ıch vnitˇrn´ıch tˇr´ıd. Ten vych´ az´ı z faktu, ˇze v metodˇe main() vnˇejˇs´ı tˇr´ıdy n´ as nezaj´ım´ a jméno vnitˇrn´ı tˇr´ıdy, ale jen jej´ı instance. V´ ysledn´ y k´ od vˇsak neb´ yv´ a pˇr´ıliˇs pˇrehledn´ y. Zmˇena se bude t´ ykat pouze metody vratInstanci(). V této metodˇe nebudeme vytv´ aˇret instanci vnitˇrn´ı tˇr´ıdy, ale instanci rozhran´ı. Budeme volat konstruktor rozhran´ı, uvnitˇr leˇz´ı jedin´ a pˇredefinovan´ a metoda pocetNohou(). public Vnitrni vratInstanci() { return new Zvire() { public int pocetNohou() {return pocet_nohou;}; } } Tento pˇr´ıstup je pouˇz´ıv´ an pˇri pr´ aci s grafick´ ym uˇzivatelsk´ ym rozhran´ım Swing (ale i AWT) v Javˇe, je nutné se s n´ım alespoˇ n r´ amcovˇe sezn´ amit. Konkrétnˇe slouˇz´ı pro oˇsetˇrov´ an´ı ud´ alost´ı pˇrich´ azej´ıc´ıch od v´ıce komponent stejného typu, kdy s vyuˇzit´ım anonymn´ıch vnitˇrn´ıch tˇr´ıd rozliˇsujeme p˚ uvodce ud´ alosti.

KAPITOLA 8. ROZHRANÍ Pˇ reklad programu s anonymn´ımi vnitˇ rn´ımi tˇ r´ıdami. Pˇri pˇrekladu programu obsahuj´ıc´ıho anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdu kromˇe souboru Vnejsi.class vznik´ a i soubor Vnejsi$.class obsahuj´ıc´ı k´ od anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdy. Nezapomeˇ nme tedy pˇri distribuci programu obsahuj´ıc´ıho anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdy pˇriloˇzit vˇsechny potˇrebné soubory.

Kapitola 9

Dynamick´ e datov´ e struktury Prvn´ı otázka, kter´ a zaˇc´ınaj´ıc´ıho programátora ˇcasto napadne, zn´ı: K ˇcemu lze pouˇz´ıt dynamické datové struktury? Takov´ y uˇzivatel jiˇz um´ı pracovat s polem jak primitivn´ım datov´ ych typ˚ u, tak i s polem objekt˚ u. Zdánlivˇe tedy nevid´ı d˚ uvod k pouˇzit´ı dynamick´ ych datov´ ych struktur. Ale co kdyˇz nastane situace, kdy bude cht´ıt do jiˇz vytvoˇreného pole pˇridat dalˇs´ı prvek? Nep˚ ujde to, protoˇze délka pole je definována pˇri jeho vytvoˇren´ı, tuto hodnotu nelze za bˇehu programu mˇenit. Jakmile je délka pole pˇrekroˇcena, JVM nás o této situaci informuje vyvol´ an´ım v´ yjimky. V takovém pˇr´ıpadˇe je v´ yhodné vyuˇz´ıt dynamick´ ych datov´ ych struktur. Dynamické datové struktury pouˇz´ıv´ ame pro ukládán´ı takov´ ych dat, u kter´ ych pˇredem neznáme rozsah. Dynamické datové struktury mohou za bˇehu mˇenit svoji velikost a poˇcet prvk˚ u v nich uloˇzen´ ych. Podporuj´ı nav´ıc nˇekteré pokroˇcilé operace s uloˇzen´ ymi daty; data lze tˇr´ıdit, transponovat, odstraˇ novat duplicitn´ı prvky, atd. Dynamick´ e datov´ e struktury a Java. Dynamické datové struktury nalezneme ve vˇetˇsinˇe programovac´ıch jazyk˚ u.1 Na rozd´ıl od jazyka C++, kdy se s dynamick´ ymi datov´ ymi strukturami zacház´ı ponˇekud nestandardnˇe, v Javˇe n´ as ˇz´ adné pˇrekvapen´ı neˇceká. Pracujeme s nimi objektovˇe, dynamické datové struktury se chovaj´ı jako objekty. Tˇr´ıdy dynamick´ ych datov´ ych struktur najdeme v bal´ıˇcku java.util. Tyto tˇr´ıdy b´ yvaj´ı nˇekdy naz´ yv´ any jako tzv. kontejnerové tˇr´ıdy. Jsou analogi´ı ke skuteˇcnému kontejneru, do kterého m˚ uˇzeme vˇeci odhazovat nebo z nˇej jiné vˇeci vyb´ırat :-).

ˇ arkovanou ˇcarou zn´ Obr´ azek 9.1: Hierarchick´ a struktura rozhran´ı Collection. C´ azornˇena rozhran´ı, plnou ˇcarou tˇr´ıdy, které je implementuj´ı. 1 Pˇ redpokl´ ad´ ame,

ˇ ze ˇ cten´ aˇr je sezn´ amen se z´ akladn´ımi typy dynamick´ ych datov´ ych struktur, nebudeme je popisovat.

87

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE Kontejnerov´ e tˇ r´ıdy a rozhran´ı. V Javˇe je princip pr´ ace s kontejnerov´ ymi tˇr´ıdami na prvn´ı pohled ponˇekud sloˇzitˇejˇs´ı. Z´ akladem jsou rozhran´ı, které jsou implementov´ ana nˇekolika tˇr´ıdami. Instance tˇechto tˇr´ıd pˇredstavuj´ı kontejnery. Rozhran´ı a tˇr´ıdy vytv´ aˇrej´ı stromovou strukturu, kter´ a je zn´ azornˇena na obr. 9.1 a 9.2. Existuj´ı dvˇe z´ akladn´ı rozhran´ı implementovan´ a kontejnerov´ ymi tˇr´ıdami: • Collection Rozhran´ı Collection implementuj´ı rozhran´ı List a Set. List pˇredstavuje mnoˇzinu samostatn´ ych prvk˚ u uspoˇr´ adan´ ych dle urˇcitého kl´ıˇce Set mnoˇzinu neuspoˇr´ adan´ ych prvk˚ u. Rozhran´ı Set implementuj´ı tˇr´ıdy ArrayList, LinkedList, HashSet, TreeSet pˇredstavuj´ıc´ı jednotlivé kontejnery. ArrayList je nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ım kontejnerem. • Map Rozhran´ı Collection implementuj´ı tˇr´ıdy HashMap a TreeMap. Slouˇz´ı k ukl´ ad´ an´ı uspoˇr´ adané dvojice kl´ıˇc-hodnota; s podobn´ ym pˇr´ıstupem jsme se sezn´ amili pˇri pr´ aci s datab´ azemi. Kontejnerové tˇr´ıdy maj´ı ˇradu spoleˇcn´ ych vlastnost´ı.

ˇ arkovanou ˇcarou zn´ Obr´ azek 9.2: Hierarchick´ a struktura rozhran´ı Map. C´ azornˇeno rozhran´ı, plnou ˇcarou tˇr´ıdy, které ho implementuj´ı.

9.1

Kontejnery

ˇ Jak jsme jiˇz uvedli, kontejnery v Javˇe pˇredstavuj´ı instance tˇr´ıd implementuj´ıc´ıch rozhran´ı. Rada operac´ı s prvky nad tˇemito tˇr´ıdami je analogick´ a, maj´ı spoleˇcného pˇredka. Typy objekt˚ u ukl´ adan´ ych do kontejner˚ u. Pˇri pr´ aci s kontejnery pouˇz´ıv´ ame dva pˇr´ıstupy. Ukládáme do nich objekty bud’ objekty obocného typu nebo konkrétn´ıho pˇredem specifikovaného typu. • objekty obecného typu V kontejneru mohou b´ yt uloˇzena data libovolného datového typu. Po uloˇzen´ı do kontejneru objekt ztrác´ı informaci o svém typu. Pˇred pouˇzit´ım mus´ı b´ yt objekt explicitnˇe pˇretypov´ an. V´ yhodou je vysoká m´ıra abstrakce a univerz´ alnost, do kontejneru m˚ uˇzeme uloˇzit prakticky cokoliv, nev´ yhodou niˇzˇs´ı pˇrehlednost pr´ ace. Kontejner tedy m˚ uˇze obsahovat jablka i hruˇsky, pˇri pokusu o pˇretypov´ an´ı hruˇsky na jablko m˚ uˇze doj´ıt k v´ yjimce. • objekty konkrétn´ıho typu Do kontejneru jsou ukl´ ad´ any objekty jednoho konkrétn´ıho datového typu. Pˇri manipulaci nemus´ı b´ yt pˇretypov´ any, pr´ ace s takov´ ym kontejnerem je bezpeˇcnˇejˇs´ı. V kontejneru si t´ımto pˇr´ıstupem udrˇzujeme poˇr´ adek, obsahuje pouze objekty zadaného typu. Tento princip budeme ilustrovat na n´ıˇze uveden´ ych pˇr´ıkladech.

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE ˇ Metody spoleˇ cn´ e pro kontejnery. Rada metod je spoleˇcn´ a pro vˇsechny kontejnery. Kaˇzd´ y z kontejner˚ u m´ a kromˇe nich i metody speci´ aln´ı. V n´ asleduj´ıc´ı tabulce uvedeme seznam nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych metod spoleˇcn´ ych rozhran´ı Collection s jejich struˇcn´ ym popisem. Metoda

Popis

add(Object)

Pˇrid´ an´ı objektu zadan´ eho typu do kontejneru.

clear()

Odstranˇ en´ı vˇsech prvk˚ u z kontejneru.

isEmpty()

Dotaz, zda je kontejner pr´ azdn´ y

remove(Object)

Odstranˇ en´ı objektu z kontejneru.

size()

Velikost kontejneru.

toArray()

Konverze prvk˚ u kontejneru na pole.

Tabulka 9.1: Pˇrehled nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıch metod rozhran´ı Collection.

9.2

Iter´ atory

Iter´ atory pˇredstavuj´ı speci´ aln´ı objekty tˇr´ıdy Iterator, které umoˇzn ˇuj´ı sekvenˇcn´ı proch´ azen´ı obsahem kontejneru. Toto proch´ azen´ı je velmi rychlé, m˚ uˇze b´ yt jak jednosmˇerné, tak obousmˇerné. Pr´ ace s iter´ atory je jednoduchá, je zaloˇzena na trojici n´ asleduj´ıc´ıch metod hasNext(), next(), remove(). Metoda

Popis

hasNext()

Testuje, zda se v kontejneru vyskytuje dalˇs´ı objekt.

next()

Z´ısk´ an´ı hodnoty dalˇs´ıho objektu.

remove()

Vymaz´ an´ı aktu´ aln´ıho objektu.

Tabulka 9.2: Popis metod tˇr´ıdy Iterator. Podrobnˇeji se s nimi sezn´ am´ıme v dalˇs´ım textu.

9.3

Rozhran´ı List

Rozhran´ı List zahrnuje nejˇcastˇeji pouˇz´ıvanou skupinu kontejnerov´ ych tˇr´ıd. Umoˇzn ˇuje vytvoˇrit a pouˇz´ıvat dynamické pole, frontu ˇci z´ asobn´ık. Prvky v tˇechto kontejnerech nemus´ı b´ yt jedineˇcné, kontejnery mohou obsahovat i duplicitn´ı poloˇzky. Rozhran´ı je implementov´ ano dvojic´ı tˇr´ıd: • ArrayList Dynamické pole, k jednotliv´ ym prvk˚ um lze pˇristupovat pˇr´ımo i prostˇrednictv´ım iter´ atoru. Pˇr´ım´ y pˇr´ıstup je rychlejˇs´ı, sekvenˇcn´ı pˇr´ıstup by proto nemˇel by pˇri pouˇz´ıv´ an k pˇrid´ av´ an´ı, maz´ an´ı, ˇci editov´ an´ı prvk˚ u. ArrayList pˇredstavuje nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı kontejner v Javˇe. • LinkedList Speciáln´ı typ seznamu optimalizovan´ y pro sekvenˇcn´ı pˇr´ıstup dat. M˚ uˇze b´ yt pouˇz´ıv´ an jako fronta, zásobn´ık, ˇci oboustrann´ a fronta. Obˇe tˇr´ıdy disponuj´ı ˇradu pokroˇcil´ ych metod pro pr´ aci s daty. V n´ asleduj´ıc´ı kapitole se budeme nejv´ıce vˇenovat kontejneru ArrayList. Problematika dynamick´ ych datov´ ych struktur je velmi rozs´ ahl´ a, z´ ajemce nalezne ˇradu pokroˇcilejˇs´ıch informac´ı v odborné literatuˇre.

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE

9.3.1

ArrayList

Kontejner ArrayList pˇredstavuje dynamické pole. Kontejner je instanc´ı tˇr´ıdy ArrayList, pracujeme s n´ım jako s jak´ ymkoliv jin´ ym objektem v Javˇe. Jeho obdobou je v jazyce C++ kontejner vector. V Javˇe existuje také, ale nedoporuˇcuje se pˇr´ıliˇs pouˇz´ıvat, v dokumentaci je uv´ adˇen jako obsolete. Chceme -li vytvoˇrit ArrayList, do kterého mohou b´ yt ukl´ ad´ ana objekty bez specifikace typu, m´ ame k dispozici nˇekolik konstruktor˚ u. Uved’me dva nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané ArrayList(); ArrayList(int pocet); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı pr´ azdn´ y ArrayList s v´ ychoz´ı kapacitou deset prvk˚ u, druh´ y konstruktor prázdn´ y ArrayList se zadanou v´ ychoz´ı kapacitou. Pokud budeme do ArrayListu vkl´ adat data velkého rozsahu, m˚ uˇzeme ho na tento krok pˇripravit pouˇzit´ım druhého konstruktoru. Chceme -li vytvoˇrit ArrayList, do kterého maj´ı b´ yt ukl´ ad´ ana objekty konkrétn´ıho datového typu, lze konstruktory zapsat ve tvaru ArrayList(); ArrayList(int pocet); Pˇ rehled z´ akladn´ıch metod tˇ r´ıdy ArrayList. V n´ asleduj´ıc´ı tabulce uvedeme pˇrehled z´ akladn´ıch metod pro pr´ aci s ArrayListem. Metoda

Popis

add(index, Object o)

Na specifikovanou pozici pˇrid´ a zadan´ y prvek.

get(int index)

Vrac´ı hodnotu prvku se zadanou pozic´ı v seznamu.

remove(int index)

Prvku se zadanou pozic´ı odstran´ı ze seznamu.

set(int index, Object o)

Prvku se zadanou pozic´ı v seznamu nastav´ı zadanou hodnotu.

Tabulka 9.3: Pˇrehled nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıch metod pro pr´ aci s ArrayListem. Nev´ yhodu ArrayListu pˇredstavuje pomalost nˇekter´ ych operac´ı, zejména hled´ an´ı prostˇrednictv´ım metody get(). proto jsou pouˇz´ıv´ any efektivnˇejˇs´ı kontejnery, napˇr. HashMap. Pˇ r´ıklad 1. Implementace nˇekolika operac´ı ilustruj´ıc´ıch pr´ aci s ArrayListem: vytvoˇren´ı seznamu, jeho vytisknut´ı nˇekolika metodami. Editace a odstranˇen´ı poloˇzky. ArrayList bude pˇredstavovat seznam pˇr´ıjmen´ı. Pro uloˇzen´ı pˇr´ıjmen´ı pouˇzijeme datov´ y typ String. Vytvoˇr´ıme pr´ azdn´ y ArrayList typu String, s jehoˇz instanc´ı budeme pracovat. ArrayList <String> seznam; seznam=new ArrayList<String>(); V dalˇs´ım kroku prostˇrednictv´ım metody add() do ArrayListu pˇrid´ ame u ´daje. seznam.add("Novak"); seznam.add("Vopicka"); seznam.add("Vonasek"); seznam.add("Hujer"); seznam.add("Hlinik");

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE Vytisknut´ı obsahu ArrayListu provedeme tˇremi metodami. Prvn´ı, s vyuˇzit´ım instance tˇr´ıdy Iterator, lze zapsat takto: Iterator i = seznam.iterator(); while(i.hasNext()) { System.out.println(i.next()); } Druh´ a vyuˇz´ıv´ a metody get(). Poˇcet prvk˚ u ArrayListu urˇc´ıme metodou size() a pomoc´ı cyklu for je postupnˇe proch´ az´ıme. for (int i=0;i<seznam.size();i++) { System.out.println(seznam.get(i)); } Pˇridejme na druhou pozici novou poloˇzku“Plha”. Pouˇzijeme k tomu pˇret´ıˇzenou metodu seznam.add(1,"Plha"). V´ ysledek vypad´ a takto: Novak Plha Vopicka Vonasek Hujer Hlinik Posledn´ı poloˇzku ArrayListu budeme editovat, zmˇen´ıme pˇr´ıjmen´ı z “Hlinik” na “Hlinikova”; posledn´ı poloˇzka Arraylistu m´ a index [seznam.size()-1]. seznam.set(seznam.size()-1,"Hlinikova"); Dalˇs´ı ukázku pr´ ace s ArrayListem nalezneme v kapitole 10.1.9.2.

9.4

Rozhran´ı Set

Rozhran´ı Set implementuje stejné rozhran´ı jako Collection. Na rozd´ıl od Collection nemohou kontejnery obsahovat duplicitn´ı poloˇzky. Rozhran´ı je implementov´ ano dvojic´ı tˇr´ıd: • HashSet Setˇr´ıdˇen´ y kontejner vyuˇz´ıvaj´ıc´ı techniku haˇsov´ an´ı. Kaˇzd´ y objekt mus´ı m´ıt pˇriˇrazenu metodou hashCode() hodnotu haˇsovac´ı funkce. Hodnotu haˇsovac´ı funkce pouˇz´ıv´ a pro vyhled´ av´ an´ı prvku. V tomto kontejneru jsou jednotlivé poloˇzky nesetˇr´ıdˇené. Princip haˇsov´ an´ı patˇr´ı mezi pokroˇcilé techniky, nebudeme se j´ım podrobnˇeji zab´ yvat. • TreeSet Setˇr´ıdˇen´ y kontejner vyuˇz´ıvaj´ıc´ı operace se stromem. Poloˇzky v kontejneru jsou setˇr´ıdˇeny. Na rozd´ıl od rozhran´ı list komponenty HashSet a TreeSet nedisponuj´ı ˇz´ adn´ ymi nov´ ymi n´ astroji umoˇzn ˇuj´ı pouze sekvenˇcn´ı pˇr´ıstup prostˇrednictv´ım iter´ atoru. Neexistuje u nich metoda get(), pomoc´ı které lze pˇristoupit pˇr´ımo ke konkrétn´ımu prvku.

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE

9.4.1

TreeSet

Kontejner se pouˇz´ıv´ a pro uchov´ av´ an´ı setˇr´ıdˇen´ ych dat neobsahuj´ıc´ıch duplicitn´ı prvky. Pro vytvoˇren´ı instance tˇr´ıdy TreeSet je k dispozici nˇekolik konstruktor˚ u, uvedeme pouze dva nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané: TreeSet(); TreeSet(); Jejich v´ yznam je podobn´ y jako v pˇr´ıpadˇe ArrayListu, vytv´ aˇrej´ı pr´ azdn´ y TreeSet libovolného nebo konkrétn´ıho datového typu. Princip fungov´ an´ı kontejneru TreeSet uk´ aˇzeme na n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu. Pˇ r´ıklad 2. Vytvoˇren´ı seznamu jmen a jejich setˇr´ıdˇen´ı prostˇrednictv´ım kontejneru TreeSet. TreeSet <String> t; t=new TreeSet<String>(); t.add("Novak"); t.add("Vopicka"); t.add("Vonasek"); t.add("Hujer"); t.add("Hlinik"); Vyp´ıˇseme -li prostˇrednictv´ım iter´ atoru obsah tohoto kontejneru, vid´ıme, ˇze je automaticky setˇr´ıdˇen. Iterator it2 = t.iterator(); while(it2.hasNext()) { System.out.println(it2.next()); } V´ ysledek vypad´ a takto: Hlinikova Hlinik Hujer Novak Vonasek Vopicka

9.5

Rozhran´ı Map

Rozhran´ı Map umoˇzn ˇuje uchov´ avat uspoˇr´ adané dvojice kl´ıˇc-hodnota, slouˇz´ı k operac´ım s hodnotami na z´ akladˇe jejich kl´ıˇc˚ u. Toto tvrzen´ı lze zobecnit: v kontejnerech Map vyhled´ av´ ame objekty na z´ akladˇe hodnot jin´ ych objekt˚ u. Takové kontejnery b´ yvaj´ı nˇekdy oznaˇcov´ any jako kontejnery sdruˇzovac´ı. V souˇcasné dobˇe jsou velmi popul´ arn´ı. Hodnoty kl´ıˇce nesmˇej´ı b´ yt duplicitn´ı, kaˇzd´ y z kl´ıˇc˚ u mus´ı m´ıt unik´ atn´ı hodnotu. Rozhran´ı je implementov´ ano dvojic´ı tˇr´ıd:

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE • HashMap Tento kontejner vyuˇz´ıv´ a haˇsovac´ı tabulku. V´ yhodou tohoto kontejneru je velmi rychlé vyhledáván´ı, v ˇr´ adech rychlejˇs´ı neˇz u ArrayListu. Parametry haˇsov´ an´ı ovlivˇ nuj´ıc´ı v´ ykon kontejneru lze nastavit v konstruktoru. • TreeMap TreeMap vyuˇz´ıv´ a speci´ aln´ı strukturu naz´ yvanou ˇcerveno-ˇcern´ y strom. Uspoˇr´ adané dvojice kl´ıˇc-hodnota jsou setˇr´ıdˇeny na z´ akladˇe kl´ıˇce. Rozhran´ı Entry. Pˇri pr´ aci s mapami je ˇcasto pouˇz´ıv´ ano rozhran´ı Entry. Umoˇzn ˇuje manipulace s uspoˇrádan´ ymi dvojicemi kl´ıˇc-hodnota. Implementuje tyto d˚ uleˇzité metody: Metoda

Popis

getKey()

Vrac´ı aktu´ aln´ı kl´ıˇ c

getValue()

Vrac´ı aktu´ aln´ı hodnotu

Tabulka 9.4: Metody rozhran´ı Entry.

9.5.1

TreeMap

Na rozd´ıl od HashMap jsou dvojice kl´ıˇc-hodnota setˇr´ıdˇeny, a to vzestupnˇe. Pokud poˇzadujeme jin´ y typ setˇr´ıdˇen´ı, je nutno implementovat rozhran´ı Comparable.2 K dispozici je nˇekolik konstruktor˚ u, uved’me dva nejjednoduˇsˇs´ı. TreeMap(); TreeMap(pole1,pole2) Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı pr´ azdn´ y TreeMap, druh´ y konstruktor TreeMap takov´ y, ˇze pole1 tvoˇr´ı kl´ıˇce a pole2 hodnoty. Obˇe pole mus´ı m´ıt stejnou délku. Pˇrehled nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ıch metod pro pr´ aci s kontejnerem TreeMap nalezneme v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Metoda

Popis

ContainsKey(Object key)

Vrac´ı hodnotu true, pokud TreeMap obsahuje kl´ıˇ c key.

ContainsValue(Object value)

Vrac´ı hodnotu true, pokud TreeMap obsahuje hodnotu ovalue.

get(Object key)

Vr´ at´ı hodnotu odpov´ıdaj´ıc´ı kl´ıˇ ci.

put(Object key, Object value)

Pˇrid´ a dvojici kl´ıˇ c-hodnota.

remove(Object key)

Odtran´ı z TreeMap kl´ıˇ c a jemu odpov´ıdaj´ıc´ı hodnotu.

entrySet()

Vrac´ı obsah TreeMap ve formˇ e Setu.

Tabulka 9.5: Pˇrehled metod pro pr´ aci s kontejnerem TreeMap. Pr´ aci s kontejner TreeMap neumoˇzn ˇuje pˇr´ıstup k prvk˚ um prostˇrednictv´ım iter´ atoru. Pokud vˇsak chceme pˇri pr´ aci s kontejnerem TreeMap pouˇz´ıt iter´ atory, m˚ uˇzeme si pomoci menˇs´ı oklikou. Vytvoˇr´ıme Set, obsah TreeMap pˇrevedeme metodou entrySet() do Setu, kter´ y jiˇz operace s iter´ atory podporuje. Vlastnosti TreeMap budeme ilustrovat na jednoduchém pˇr´ıkladu. 2 Problematikou

rozhran´ı Comparable se zab´ yvat nebudeme, z´ ajemce ji najde v odborn´ e literatuˇre.

´ DATOVE ´ STRUKTURY KAPITOLA 9. DYNAMICKE Pˇ r´ıklad 3. Vytvoˇren´ı seznamu telefonn´ıch ˇc´ısel. Kl´ıˇc bude pˇredstavovat pˇr´ıjmen´ı, hodnotu telefonn´ı ˇc´ıslo. Vytvoˇren´ı kontejneru TreeMap provedeme pomoc´ı TreeMap tels; tels=new TreeMap(); Napln´ıme ho uspoˇr´ adan´ ymi dvojicemi kl´ıˇc-hodnota. tels.put("Vopicka","602123456"); tels.put("Vonasek","603111222" ); tels.put("Hujer", "605987654"); tels.put("Hlinik","608500500"); Jinou moˇznost naplnˇen´ı TreeMap poskytuje druh´ y konstruktor. Vytvoˇr´ıme dvojic´ı pol´ı String [] jmena = {"Vopicka", "Vonasek", "Hujer", "Hlinik"}; String [] telefony = {"602123456", "603111222", "605987654", "608500500"}; TreeMap vytvoˇr´ıme pomoc´ı TreeMap tels; tels=new TreeMap(jmena, telefony); Obsah TreeMap pˇrevedeme do Setu. Set s=tels.entrySet(); Vyps´ an´ı obsahu TreeMap prostˇrednictv´ım iter´ atoru. Vytvoˇr´ıme referenˇcn´ı promˇennou rozhran´ı Entry a pomoc´ı metod getKey() a getValue() z´ısk´ ame aktu´ aln´ı kl´ıˇc a hodnotu. Iterator it2 = s.iterator(); while(it2.hasNext()) { Map.Entry e=(Map.Entry)it2.next(); Object jm = e.getKey(); Object te = e.getValue(); System.out.println(jm); System.out.println(te); } Chceme -li nalézt hodnotu odpov´ıdaj´ıc´ı kl´ıˇci, pouˇzijeme metodu get(). System.out.println(tels.get("Vopicka"));

Kapitola 10

Java, grafick´ e uˇ zivatelsk´ e rozhran´ı Programovac´ı jazyk Java obsahuje disponuje grafick´ ym uˇzivatelsk´ ym rozhran´ım (Graphic User Interface) nezávisl´ ym na zaˇr´ızen´ı. Grafické operace poskytuj´ı stejné v´ ysledky bez ohledu na typ poˇc´ıtaˇce ˇci pouˇz´ıvan´ y operaˇcn´ı systém. Tato vlastnost je v Javˇe velmi d˚ uleˇzitá, uplatˇ nuje se pˇri tvorbˇe aplikac´ı, jejichˇz vzhled je pod r˚ uzn´ ymi operaˇcn´ımi systémy (velmi) podobn´ y. Pro v´ yvoj GUI aplikac´ı nen´ı nutné m´ıt k dispozici ˇzádné v´ yvojové prostˇred´ı, vizu´ aln´ı komponenty lze vytváˇret pomˇernˇe jednoduˇse zápisem zdrojového kódu. Práce ve v´ yvojovém prostˇred´ı RAD je pˇr´ıjemnˇejˇs´ı a pohodlnˇejˇs´ı, umoˇzn ˇuje vytvoˇrit grafické uˇzivatelské rozhran´ı bez nutnosti zápisu k´ odu pouze metodou drag and drop. V této kapitole se budeme zab´ yvat prvn´ı variantou. Grafick´ e uˇ zivatelsk´ e rozhran´ı. V naˇsich aplikac´ıch m˚ uˇzeme pouˇz´ıvat ˇradu vizuáln´ıch komponent: formuláˇre, tlaˇc´ıtka, pˇrep´ınaˇce, dialogy, grafické komponenty, multimediáln´ı komponenty, tiskové komponenty. Tyto komponenty tvoˇr´ı rozhran´ı aplikace, umoˇzn ˇ uj´ı vzájemnou komunikaci mezi uˇzivatelem a aplikac´ı (zadáván´ı dat nebo zn´ azorˇ nov´ an´ı v´ ysledk˚ u r˚ uzn´ ych v´ ypoˇcetn´ıch ˇci grafick´ ych operac´ı). Popsan´ y pˇr´ıstup je pro Javu pˇrirozenˇejˇs´ı, pr´ ace s form´ atovan´ ym vstupem ˇci v konzoli nen´ı na rozd´ıl od C/C++ pro Javu typická. V´ yhodou práce s GUI je snadnˇejˇs´ı ovladatelnost, pˇrehlednost, názornost. Pˇri návrhu grafického uˇzivatelského rozhran´ı je nutno zohlednit, ˇze aplikace se nemá pˇrizp˚ usobovat uˇzivateli a nikoliv uˇzivatel aplikaci. Typy grafick´ ych rozhran´ı v Javˇ e. Java disponuje dvˇema grafick´ ymi rozhran´ımi. Starˇs´ı z nich, AWT (Abstract Windows Toolkit), se jiˇz pouˇz´ıv´ a jen v´ yjimeˇcnˇe (applety). Jeho nev´ yhodou byla znaˇcná nároˇcnost na hardware a nepˇr´ıliˇs pˇekn´ y vzhled (subjektivn´ı, leˇc rozˇs´ıˇrené tvrzen´ı), v´ yhodou podpora prakticky vˇsech browser˚ u, AWT rozhran´ı je vl´ aknovˇe zabezpeˇcené. Aplikace pˇrej´ımala vzhled OS, na kterém bˇeˇzela. Toto rozhran´ı bylo nahrazeno rozhran´ım JFC (Java Foundation Classes) obsahuj´ıc´ım jak vizuáln´ı, tak nevizuáln´ı komponenty. Nevizu´ aln´ı komponenty naz´ yváme Java Beans (kávové boby), vizuáln´ı komponenty pˇredstavuj´ı grafické rozhran´ı Swing. Swing je bohatˇs´ı na komponenty, vycház´ı vˇsak z AWT. Vyuˇz´ıv´ a stejné události, je postaven na podobn´ ych komponentách, práce s obˇema rozhran´ımi je v´ıce-ménˇe analogick´ a. Rozhran´ı Swing je rychlejˇs´ı, nev´ yhodou je fakt, ˇze ho neum´ı zobrazit korektnˇe vˇsechny browsery, je vláknovˇe nezabezpeˇcené. Vzhled aplikac´ı a jejich komponent bˇeˇz´ıc´ıch nad rozhran´ım Swing m˚ uˇze b´ yt mˇenˇen, aplikace nemus´ı pˇrej´ımat vzhled OS. N´ azvy tˇ r´ıd. Názvy tˇr´ıd v knihovnˇe AWT vycházej´ı ze standardizovan´ ych jmen komponent (Button, Table, Frame, ...), n´ azvy tˇr´ıd v rozhran´ı Swing se odliˇsuj´ı pˇridán´ım p´ısmene J pˇred název komponenty (JButton, JTable, JFrame,...). V této kapitole se budeme zab´ yvat v´ yhradnˇe popisem rozhran´ı Swing.1 V ˇceském jazyce 1 Obecnˇ e je vˇsak rozhran´ı Swing pomˇ ernˇ e pomal´ e. Jsou proto pouˇ z´ıv´ ana i jin´ a grafick´ a rozhran´ı, napˇr. SWT (v prostˇred´ı Eclipse).

95

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E existuje velmi m´ alo materi´ al˚ u zab´ yvaj´ıc´ıch se touto problematikou, podrobné informace o rozhran´ı Swing lze nalézt na str´ ank´ ach spoleˇcnosti Sun: http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/index.html Ud´ alostmi ˇ r´ızen´ e programov´ an´ı. Tento zp˚ usob programov´ an´ı je znaˇcnˇe odliˇsn´ y od pˇr´ıstupu, kter´ y jsme doposud pouˇz´ıvali. Program je tvoˇren ˇradou r˚ uzn´ ych grafick´ ych komponent, které jsou za jeho bˇehu zobrazov´ any. Ud´ alost (event) vznik´ a ˇcinnost´ı uˇzivatele, programu nebo OS (stisk, posun myˇsi, kl´ avesy, maximalizace, minimalizace, zavˇren´ı okna, zmˇena rozmˇer˚ u okna, stisk tlaˇc´ıtka, pˇrekreslen´ı obrazovky, ...). Kaˇzd´ a z vizuáln´ıch komponent m´ a vlastn´ı ud´ alosti, na které m˚ uˇzeme reagovat, tzv. je obslouˇzit. Obsluˇzn´ y k´ od je ps´ an do metod, které naz´ yv´ ame handlery. Tento zp˚ usob programov´ an´ı naz´ yv´ ame ud´ alostmi ˇr´ızen´ ym programov´ an´ım. Vytvoˇren´ı aplikace zpravidla pˇredstavuje nˇekolik ˇcinnost´ı • Implementace v´ ykonné ˇc´ asti programu. • Navrˇzen´ı a vytvoˇren´ı grafického rozhran´ı. • Zajiˇstˇen´ı moˇznosti korektn´ıho ukonˇcen´ı programu. • Definice ud´ alosti, které maj´ı b´ yt v programu obslouˇzeny, • Zápis k´ odu pro obsluhu ud´ alost´ı formou handler˚ u. Upozornˇeme, ˇze n´ avrh grafického rozhran´ı by mˇel b´ yt vˇzdy oddˇelen od v´ ykonné ˇc´ asti programu. Tuto zásadu budeme jeˇstˇe nˇekolikr´ at opakovat.

10.1

Z´ akladn´ı komponenty a ud´ alosti

V této kapitole se sezn´ am´ıme s nˇekter´ ymi ˇcasto pouˇz´ıvan´ ymi vizu´ aln´ımi komponentami knihovny Swing a ud´ alostmi s nimi spojen´ ymi. Popis vˇsech komponent by vydal na samostatnou knihu, nebudeme ho proto uv´ adˇet. Nejprve je nutno importovat bal´ıˇcek javax.swing.*.

10.1.1

Rozdˇ elen´ı komponent

V Javˇe je k dispozici velké mnoˇzstv´ı r˚ uzn´ ych typ˚ u grafick´ ych komponent. Lze je rozdˇelit do nˇekolika skupin, uved’me nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı ˇclenˇen´ı na z´ akladˇe hierarchické struktury komponent: • Top-level komponenty • Kontejnerové komponenty • Základn´ı komponenty • Needitovatelné informaˇcn´ı komponenty • Interaktivn´ı komponenty V n´ asleduj´ıc´ım pˇrehledu uvedeme nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı z´ astupce jednotliv´ ych skupin komponent.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E

Obr´ azek 10.2: Uk´ azka komponent JPanel a JScrollPane. 10.1.1.1

Top-level komponenty

Tyto komponenty jsou v hierarchii komponent na nejvyˇsˇs´ım stupni. Kaˇzd´ a aplikace mus´ı obsahovat alespoˇ n jednu top-level komponentu. M˚ uˇzeme si je pˇredstavit jako komponenty, na které mohou b´ yt umist’ov´ any jiné komponenty (tj. komponenty podkladové) nebo na nˇe naopak jiˇz ˇz´ adnou dalˇs´ı komponentu um´ıstit nelze.

Obr´ azek 10.1: Uk´ azka komponent JFrame a JDialog. Mezi nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané top-level komponenty patˇr´ı JFrame (formul´ aˇr) a JDialog. 10.1.1.2

Kontejnerov´ e komponenty

Tyto komponenty se nach´ azej´ı na niˇzˇs´ı hierarchické u ´ rovni neˇz top-level komponenty. Slouˇz´ı k seskupován´ı komponent, mohou na nˇe b´ yt umist’ov´ any jiné komponenty stejné nebo niˇzˇs´ı hierarchické u ´rovnˇe. Kontejnerové komponenty b´ yvaj´ı zpravidla um´ıstˇeny na top-level komponent´ ach. Do této skupiny patˇr´ı: JPanel, JScrollPane (panel s posuvn´ıky pro zobrazov´ an´ı obr´ azk˚ u), JTabbedPane (panel se z´ aloˇzkami) ˇci JToolbar (panel n´ astroj˚ u).

Obr´ azek 10.3: Uk´ azka komponent JTabbedPane a JToolbar.

10.1.1.3

Z´ akladn´ı komponenty

Tyto komponenty slouˇz´ı pro zajiˇstˇen´ı komunikace mezi uˇzivatelem a aplikac´ı. Vyskytuj´ı se prakticky v kaˇzdé aplikaci, napˇr´ıˇc programovac´ımi jazyky a operaˇcn´ımi systémy.


Obr´ azek 10.4: Uk´ azka komponent JButton, JCheckBox, JRadioButton, JComboBox. Do této skupiny patˇr´ı: JButton (tlaˇc´ıtko), JCheckBox (zaˇskrt´ avac´ı pole), JRadioButton (pˇrep´ınac´ı tlaˇc´ıtko), JComboBox (rozbalovac´ı seznam), JList (seznam), JMenu, JTextField (textové pole), JSpinner (zadáván´ı ˇc´ıseln´ ych u ´ daj˚ u).

Obr´ azek 10.5: Uk´ azka komponent JList a JMenu, JTextField, JSpinner.

10.1.1.4

Needitovateln´ e informaˇ cn´ı komponenty

Nˇekdy b´ yvaj´ı naz´ yv´ any jako informaˇcn´ı komponenty. Jejich obsah nem˚ uˇze b´ yt uˇzivatelem mˇenˇen. Do této skupiny lze zaˇradil JLabel (popis) ˇci JProgressBar (zobrazen´ı pr˚ ubˇehu bˇeˇz´ıc´ıho procesu).

Obr´ azek 10.6: Uk´ azka komponent JLabel a JProgressBar.

10.1.1.5

Interaktivn´ı komponenty

Jedn´ a se o komponenty pˇredstavované zpravidla standardn´ımi dialogy umoˇzn ˇuj´ıc´ımi prov´ adˇet ˇcasto opakované ˇcinnosti: v´ ybˇer souboru, volba barvy, hled´ an´ı souboru. Mohou také zobrazovat v´ ysledky v´ ypoˇct˚ u ve form´ atovaném tvaru ve formˇe tabulek ˇci strom˚ u.


Obr´ azek 10.7: Uk´ azka komponent JFileChooser a JColorChooser. Do této skupiny patˇr´ı JFileChooser (v´ ybˇer souboru), JColorChooser (v´ ybˇer barvy), JTree (Strom), JTable (Tabulka).

Obr´ azek 10.8: Uk´ azka komponent JTable a JTree.

10.1.2

Formul´ aˇ re

Patˇr´ı do skupiny top-level komponent. Jelikoˇz se jedn´ a o nejˇcastˇejˇs´ı top-level komponentu, u ´vodn´ı v´ yklad budeme smˇeˇrovat pr´ avˇe na formul´ aˇre. Pro pr´ aci s formul´ aˇri je pouˇz´ıv´ ana tˇr´ıda JFrame. V praxi je v´ yhodnˇejˇs´ı pracovat se tˇr´ıdou odvozenou od tˇr´ıdy JFrame, ve které m˚ uˇzeme s jednotliv´ ymi komponentami a jejich parametry efektivnˇeji manipulovat. Tento postup umoˇzn ˇuje oddˇelit od sebe grafické a aplikaˇcn´ı rozhran´ı aplikace, v praxi je velmi ˇcasto pouˇz´ıv´ an. Nejprve se pokus´ıme vytvoˇrit formul´ aˇr a zobrazit ho na obrazovce; k tomuto u ´ˇcely pouˇzijeme tˇr´ıdu Okno. import javax.swing.*; public class Okno extends JFrame{ public Okno() {} } Ve tˇr´ıdˇe Komponenty budeme pracovat s instanc´ı tˇr´ıdy Okno. Instanci nestaˇc´ı pouze vytvoˇrit, je nutné za pouˇzit´ı metody setVisble(boolean status) nastavit jej´ı zobrazen´ı. public class Komponenty { public static void main (String [] args) { Okno o=new Okno(); o.setVisible(true); }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Z takto vzniklého okna bude vidˇet pouze jeho titulek, nen´ı v nˇem vˇsak uvedena ˇz´ adn´ a informace, coˇz nen´ı pro praktickou pr´ aci vhodné.

Obr´ azek 10.9: Uk´ azka formul´ aˇre bez nastavených rozmˇer˚ u. Proto prostˇrednictv´ım metody setDimension(int width, int height) nastav´ıme formul´ aˇri ˇs´ıˇrku a v´ yˇsku, hodnoty jsou uv´ adˇeny v pixelech a prostˇrednictv´ım metody setTitle(String title) zad´ ame titulek. public class Komponenty { public static void main (String [] args) { Okno o=new Okno(); o.setSize(640, 480); o.setTitle("Moje okno"); o.setVisible(true); } V´ ysledek vypad´ a takto

Obr´ azek 10.10: Uk´ azka formul´ aˇre s nastavenými rozmˇery. Okno vˇsak m´ a jeden nedostatek, pˇri jeho vypnut´ı prostˇrednictv´ım kˇr´ıˇzku sice zmiz´ı, aplikace vˇsak bˇeˇz´ı dále. Do programu mus´ıme zaˇclenit k´ od zajiˇst’uj´ıc´ı ukonˇcen´ı programu pˇri zavˇren´ı okna. Slouˇz´ı k tomu metoda setDefaultCloseOperation(int o), kter´ a by mˇela b´ yt vol´ ana ihned po vytvoˇren´ı instance. Oknu dále nastav´ıme metodou setLocation(int x, int y) polohu na obrazovce. public static void main (String [] args) { Okno o=new Okno(); o.setSize(640, 480); o.setTitle("Moje okno"); o.setLocation(100,100); o.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); o.setVisible(true); }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Vlastnosti komponent. Pro z´ısk´ an´ı vlastnost´ı komponent ˇci jejich nastaven´ı pouˇz´ıv´ ame dle v´ yˇse uveden´ ych konvenc´ı gettery a settery. Jejich n´ azvy jsou v tomto pˇr´ıpadˇe tvoˇreny kombinac´ı vlastnosti, napˇr.: Size, Title, Name, Font, Visible, Location a oznaˇcen´ı set nebo get. Gettery jsou bezparametrické, settery obsahuj´ı seznam parametr˚ u, které je potˇreba komponentˇe nastavit. Vzniknou tak metody getSize(), getTitle(), getName(), getFont(), getLocation() ..., ˇci setSize(), setTitle(), setName(), setFont(), setLocation(). Upozornˇeme, ˇze veˇsker´ a nastaven´ı komponenty je nutné provést pˇred t´ım, neˇz bude komponenta zobrazena. Zamˇ eˇ ren´ı komponenty. D˚ uleˇzitou vlastnost´ı komponenty je jej´ı zamˇeˇren´ı, tzv. fokus. V kaˇzdém okamˇziku je jedna z komponent nach´ azej´ıc´ıch se na formul´ aˇri aktivn´ı, ˇr´ık´ ame o n´ı, ˇze je zamˇeˇren´ a (tj. m´ a fokus). Tento stav se projev´ı grafick´ ym zv´ yraznˇen´ım komponenty. Zamˇeˇren´ a komponenta m˚ uˇze reagovat i na vstup z kl´ avesnice (napˇr. kl´ avesové zkratky).

Obr´ azek 10.11: Uk´ azka zamˇeˇren´ı komponenty, tlaˇc´ıtko OK. 10.1.2.1

Nastaven´ı vzhledu komponent

Kaˇzdému formul´ aˇri ale i ostatn´ım ostatn´ım komponent´ am na nˇem um´ıstˇen´ ym, m˚ uˇzeme nastavit r˚ uzn´ y vzhled, tzv. look and feel. Komponenty v Javˇe jsou skinovatelné. Existuje velké mnoˇzstv´ı r˚ uzn´ ych skin˚ u, které jsou volnˇe dostupné na Internetu. Velikosti, tvary, barvy jednotliv´ ych komponent mohou b´ yt r˚ uzné. Pro správu vzhled˚ u pouˇz´ıv´ ame statickou tˇr´ıdu UIManager, kterou je nutno importovat. Nejˇcastˇeji pouˇz´ıvanou metodou je metoda setLookAndFeel(), které umoˇzn ˇ uj´ıc´ı nastavit vzhled aplikace. K´ od je obalen v sekvenci try-catch, jedn´ a se o synchronn´ı v´ yjimku. try { UIManager.setLookAndFeel(UIManager. getSystemLookAndFeelClassName()); } catch (Exception e) { // handle exception } K dispozici jsou dvˇe z´ akladn´ı varianty: • getCrossPlatformLookAndFeelClassName():Aplikace bude m´ıt stejn´ y vzhled nez´ avisle na operaˇcn´ım systému, na kterém bˇeˇz´ı; tento vzhled naz´ yv´ ame MetalLookAndFeel. Jedn´ a se o v´ ychoz´ı variantu, která bude pouˇzita, pokud uˇzivatel neprovede ˇz´ adné nastaven´ı. • getSystemLookAndFeelClassName(): Aplikace bude m´ıt vzhled obvykl´ y v daném operaˇcn´ım systému. Na platformˇe Windows WindowsLookAndFeel a na platformˇe Linux/Unix MotifLookAndFeel. Ve vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u je vhodnˇejˇs´ı pouˇz´ıt tuto variantu. Nastaven´ı look and feel metodou setLookAndFeel mus´ı b´ yt provedeno pˇred zobrazen´ım formul´ aˇre. Existuj´ı i metody, s jejichˇz pouˇzit´ım je moˇzno mˇenit vzhled aplikace ”za bˇehu”. Dalˇs´ı podrobnosti o moˇznostech nastavov´ an´ı vzhledu komponent lze nalézt v dokumentaci na http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/lookandfeel/plaf.html.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Ukázky vzhledu téˇze aplikace s v´ yˇse uveden´ ymi looks and feels jsou zobrazeny na n´ asleduj´ıc´ım obr´ azku.

Obr´ azek 10.12: Uk´ azka Look and Feel: MetalLookAndFeel, MotifLookAndFeel, WindowsLookAndFeel. 10.1.2.2

Nastavov´ an´ı parametr˚ u grafick´ eho rozhran´ı v konstruktoru jin´ e tˇ r´ıdy

Pˇr´ıstup, pˇri kterém jsou parametry grafického rozhran´ı nastavov´ any v metodˇe main() tˇr´ıdy, ve které byla ˇ instance s grafick´ ym rozhran´ım vytvoˇrena, nen´ı vhodn´ y. Casto potˇrebujeme vytvoˇrit nˇekolik instanc´ı téˇze tˇr´ıdy, z nichˇz kaˇzd´ a bude disponovat grafick´ ym rozhran´ım se stejn´ ymi parametry. Z tohoto d˚ uvodu je vhodné provést nastaven´ı vlastnost´ı instance v konstruktoru tˇr´ıdy. import javax.swing.UIManager; public class Komponenty { public Komponenty() { Okno o=new Okno(); o.setSize(640, 480); o.setTitle("Moje okno"); o.setLocation(100,100); o.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); o.setVisible(true); } public static void main (String [] args) { try { UIManager.setLookAndFeel(UIManager. getSystemLookAndFeelClassName()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } new Komponenty(); } Nastaven´ı look and feelu je provedeno v metodˇe main(). Pokud se nepovede, zpravidla pokraˇcujeme bˇeˇzn´ ym zp˚ usobem, tj. vytvoˇr´ıme grafické rozhran´ı a sm´ıˇr´ıme se s t´ım, ˇze nevypad´ a tak, jak poˇzadujeme. 10.1.2.3

Nastavov´ an´ı parametr˚ u grafick´ eho rozhran´ı v konstruktoru t´ eˇ ze tˇ r´ıdy

Tento pˇr´ıstup umoˇzn ˇuje lépe oddˇelit tˇr´ıdu vytv´ aˇrej´ıc´ı okno od tˇr´ıdy, kter´ a bude toto okno vyuˇz´ıvat. Vytvoˇren´ı formul´ aˇre je provedeme v konstruktoru tˇr´ıdy Okno. Pˇri pouˇzit´ı implicitn´ıho konstruktoru budou pˇri vytvoˇren´ı nové instance tˇr´ıdy Okno vˇzdy vytvoˇreny formul´ aˇre stejn´ ych vlastnost´ı.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E import javax.swing.UIManager; public class Okno extends JFrame { public Okno() { this.setSize(640, 480); this.setTitle("Moje okno"); this.setLocation(100,100); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } public static void main (String [] args) { try { UIManager.setLookAndFeel(UIManager. getSystemLookAndFeelClassName()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } new Okno(); } Pokud bychom chtˇeli velikosti oken nastavit pˇri vytv´ aˇren´ı instance, bylo by nutno tvorbu formul´ aˇre provést v explicitn´ım konstruktoru, jehoˇz form´ aln´ı parametry pˇredstavuj´ı parametry formul´ aˇri nastavované. public Okno(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka, vyska); this.setTitle("Moje okno"); this.setLocation(100,100); this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true); } Ikona programu. Na formul´ aˇri je moˇzno zobrazit i ikonu programu pˇredstavovanou obr´ azkem, a to v nˇekterém z n´ asleduj´ıc´ıch form´ at˚ u: JPG, GIF,PNG. Lze si tak vytv´ aˇret i ikony vlastn´ı a nespoléhat se jen na v´ ychoz´ı. Standardn´ı velikost ikony je 16x16 pixel˚ u. K tˇemto operac´ım slouˇz´ı tˇr´ıda ImageIcon. V konstruktoru instance tˇr´ıdy zad´ ame cestu k obr´ azku a metodou setIconImage(Image i) ho nastav´ıme jako ikonu ImageIcon i=new ImageIcon("C:\\Tomas\\ikona.png");

this.setIconImage(i.getImage());

V´ ysledek je zn´ azornˇen na obr. 10.3. Vytvoˇ ren´ı druh´ eho frame. V aplikace je moˇzné vytvoˇrit i dalˇs´ı frame. Nen´ı to typické, aplikace by mˇela m´ıt pouze jeden frame a napˇr. okna zobrazovat formou dialogu. Takto vzniklému framu je nutné také oˇsetˇrit ud´ alosti pˇri jeho zav´ır´ an´ı. Pokud bychom tak neuˇcinili, bylo by ho moˇzno zavˇr´ıt pouze zavˇren´ım prvn´ıho okna.


Obr´ azek 10.13: Uk´ azka formul´ aˇre s ikonou.

10.1.3

Pˇ rid´ av´ an´ı dalˇ s´ıch komponent na formul´ aˇ r

Kaˇzd´ a top level-komponenta m´ a zvl´ aˇstn´ı kontejner zvan´ y content pane obsahuj´ıc´ı vˇsechny grafické komponenty ”leˇz´ıc´ı” na top level komponentˇe. Tvoˇr´ı ho pouze ˇc´ ast ˇc´ ast komponenty, pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı obr´ azek. Znázorˇ nuje formul´ aˇr s komponentou Menu. Content pane pˇredstavuje vnitˇrn´ı ˇc´ ast formul´ aˇre bez titulkového pruhu a menu.

Obr´ azek 10.14: ContentPane a jeho vztah k ostatn´ım ˇc´ astem formul´ aˇre. Obsah content pane je dostupn´ y prostˇrednictv´ım metody getContentPane(). Do kontejneru content pane m˚ uˇzeme dalˇs´ı komponenty pˇrid´ avat metodou add(). Grafické komponenty jsou na top level komponenty pˇrid´ av´ any hierarchicky, vytv´ aˇrej´ı stromovou strukturu. Koˇren stromu vytv´ aˇr´ı top-level komponenta. Souˇ radnicov´ y syst´ em komponent. Grafické komponenty pouˇz´ıvaj´ı vlastn´ı souˇradnicov´ y systém. Jeho poˇc´ atek je v levém horn´ım rohu okna. Osa y smˇeˇruje dol˚ u, je pˇredstavov´ ana svislou hranu monitoru, osa x vpravo, je pˇredstavov´ ana vodorovnou hranou monitoru. Hodnoty souˇradnic jsou zad´ av´ any v pixelech. Velikost souˇradnice x je d´ ana hodnotou ˇs´ıˇrky komponenty, m˚ uˇzeme ji zjistit metodou getWidth(). Velikost souˇradnice je d´ ana v´ yˇskou komponenty, m˚ uˇzeme ji zjistit metodou getHeight().

Obr´ azek 10.15: Souˇradnicový sytém komponenty.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Layout managery. Pro pˇrid´ av´ an´ı nov´ ych komponent jsou pouˇz´ıv´ any spr´ avce uspoˇr´ ad´ an´ı, tzv. layout managery. Na r˚ uzn´ ych platform´ ach jsou velikosti grafick´ ych komponent r˚ uzné. Layout managery zajist´ı, ˇze pˇri pˇrechodu mezi platformami budou velikosti a poloha jednotliv´ ych komponent automaticky pˇrepoˇcteny (tj. komponenty nebudou nevhodnˇe pˇrekryty ˇci v˚ uˇci sobˇe posunuty) a aplikace bude vypadat neust´ ale hezky :-). V Javˇe se s layout managery pracuje prostˇrednictv´ım tˇr´ıd. Pro nastaven´ı uspoˇr´ ad´ an´ı komponent pouˇz´ıváme pˇr´ıkaz setLayout(LayoutManager manager). Parametrem je odkaz ukazuj´ıc´ı na objekt typu LayoutManager. Pro pr´ aci s layout managerem je nutno importovat bal´ık java.awt.*. S layout managery se sezn´ am´ıme podrobnˇeji v dalˇs´ıch kapitol´ ach. Vytvoˇ ren´ı formul´ aˇ re s tlaˇ c´ıtkem. Pokusme se na formul´ aˇr vytvoˇren´ y v pˇredchoz´ı kapitole pˇridat novou komponentu, a to tlaˇc´ıtko JButton a to nejprve bez vyuˇzit´ı layout manageru. O vytvoˇren´ı tlaˇc´ıtka se postará n´ asleduj´ıc´ı k´ od JButton but=new JButton("AHOJ"); V konstruktoru prov´ ad´ıme inicializace prostˇrednictv´ım ˇretˇezce pˇredstavuj´ıc´ıho popis tlaˇc´ıtka. Metodou getContentPane() lze z´ıskat kontejner pˇredstavuj´ıc´ı plochu okna, do kterého pˇrid´ ame metodou add( Component c) novou komponentu. o.getContentPane.add(but); Cel´ y k´ od bude vypadat takto import javax.swing.*; public class Komponenty { public Komponenty() { Okno o=new Okno(); o.setSize(320, 240); o.setTitle("Moje okno"); JButton but=new JButton("AHOJ"); o.getContentPane.add(but); o.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); o.setVisible(true); } } V´ ysledek n´ as ponˇekud pˇrekvap´ı, tlaˇc´ıtko bude zab´ırat celou plochu okna.


Obr´ azek 10.16: Okno s tlaˇc´ıtkem zab´ıraj´ıc´ım celou jeho plochu. Postup zopakujeme s vyuˇzit´ım layout manageru. Vytvoˇr´ıme novou promˇenou typu FlowLayout obsahuj´ıc´ı odkaz na instanci spr´ avce rozloˇzen´ı komponent FlowLayout f=new FlowLayout(); Metodou setLayout(LayoutManager lm) nastav´ıme pro zvolenou komponentu tento spr´ avce rozloˇzen´ı o.setLayout(f); Oba kroky lze spojit do jednoho. o.setLayout(new FlowLayout()); V´ ysledn´ y k´ od vypad´ a takto import javax.swing.*; import java.awt.*; public class Komponenty { public Komponenty() { Okno o=new Okno(); o.setSize(320, 240); o.setTitle("Moje okno"); o.setLayout(new FlowLayout()); JButton but=new JButton("AHOJ"); o.getContentPane().add(but); o.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); o.setVisible(true); } } Pˇreloˇz´ıme -li a spust´ıme vytvoˇren´ y program, velikost tlaˇc´ıtka jiˇz bude norm´ aln´ı.


Obr´ azek 10.17: Okno s tlaˇc´ıtkem “norm´ aln´ıch” rozmˇer˚ u.

Pˇ r´ıklad: Pokusme se na formul´ aˇri vytvoˇrit v´ıce tlaˇc´ıtek, kter´ a pojmenujeme. Ot´ azkou je, jak budou tlaˇc´ıtka na komponentˇe JFrame uspoˇr´ ad´ ana. V pˇr´ıpadˇe, kdy se nejvejdou do jedné ˇr´ adky, pokraˇcuj´ı na ˇrádce dalˇs´ı. V´ ysledek je patrn´ y na n´ asleduj´ıc´ım obr´ azku. Tlaˇc´ıtka jsou v kaˇzdé ˇradˇe vycentrov´ ana vzhledem ke komponentˇe, na které leˇz´ı. Podrobnˇeji se s layout managery sezn´ am´ıme v kapitole 1.5.

Obr´ azek 10.18: Okno s vytvoˇren´ ymi tlaˇc´ıtky stejn´ ych rozmˇer˚ u.

10.1.4

Pr´ ace s ud´ alostmi

Na formul´ aˇri jsme vytvoˇrili nˇekolik tlaˇc´ıtek, zat´ım jsme jim vˇsak nepˇriˇradili ˇz´ adnou akci. V této kapitole se sezn´ am´ıme s obsluhou ud´ alost´ı v Javˇe. Jak jsme jiˇz v u ´vodu uvedli, ud´ alost vznik´ a jako d˚ usledek ˇcinnosti uˇzivatele, programu ˇci operaˇcn´ıho systému. Listener. Kaˇzd´ a komponenta m˚ uˇze vyvolat ˇradu r˚ uzn´ ych ud´ alost´ı. V Javˇe existuj´ı speci´ aln´ı instance, které ud´ alosti zachycuj´ı. Naz´ yv´ ame je listenery, tj. posluchaˇci. Urˇcit´ y typ listeneru m˚ uˇze naslouchat pouze jemu odpov´ıdaj´ıc´ımu typu ud´ alosti, listenery tedy funguj´ı adresnˇe. Zdroje ud´ alosti jsou potomky tˇr´ıdy Java.awt.Event. Instance, kter´ a chce pˇrij´ımat ud´ alosti, se mus´ı nejprve jako posluchaˇc zaregistrovat. Zaregistrovan´ y objekt mus´ı implementovat rozhran´ı XXXListener. Lze tak uˇcinit pomoc´ı metody addXXXListener(), kde XXX pˇredstavuje typ ud´ alosti.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Handler. Ud´ alost zp˚ usob´ı zasl´ an´ı zpr´ avy posluchaˇci. D˚ usledkem je vyvol´ an´ı metody oˇsetˇruj´ıc´ı tuto událost, kterou naz´ yv´ ame handler. V handleru n´ aslednˇe provedeme obsluhu ud´ alosti, tj. nˇejak´ ym zp˚ usobem na ni reagujeme. Princip oˇ setˇ ren´ı ud´ alosti V praxi postupujeme tak, ˇze zjist´ıme n´ azev rozhran´ı XXX pro listener zvoleného objektu (na z´ akladˇe typu ud´ alosti, kterou budeme oˇsetˇrovat). N´ aslednˇe nalezneme jména metod tohoto rozhran´ı (jejich poˇcet b´ yv´ a r˚ uzn´ y dle typu ud´ alosti) a vˇsechny je implementujeme. Metody nem˚ uˇzeme pˇretˇeˇzovat, pouze pˇredefinovat, sm´ıme je tedy implementovat pouze jednou. Odkaz na instanci tˇr´ıdy, jej´ıˇz jméno se shoduje s typem ud´ alosti, pˇred´ av´ ame jako form´ aln´ı parametr handleru oˇsetˇruj´ıc´ımu tuto ud´ alost. Seznam metod a rozhran´ı. V n´ asleduj´ıc´ı tabulce uvedeme pˇrehled nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych ud´ alost´ı, rozhran´ı a jejich metod. Podrobnˇeji se s nimi sezn´ am´ıme v dalˇs´ıch kapitol´ ach. Ud´ alost/Tˇr´ıda

Rozhran´ı

Popis

Metoda

ActionEvent

ActionListener

Proveden´ı akce, napˇr.

actionPerformed()

stisk tlaˇ c´ıtka ComponentEvent

ComponentListener

Zmˇ ena stavu komponenty

ContainerEvent

ContainerListener

FocusEvent

FocusListener

Detekce pˇrid´ an´ı/odebr´ an´ı

componentHidden() componentMoved() componentResized() componentShown() containerAdded() containerRemoved()

komponenty Zmˇ ena zamˇ eˇren´ı

focusGained()

komponenty

focusLost()

ItemEvent

ItemListener

Vybr´ an´ı komponenty

itemStateChanged()

KeyEvent

KeyListener

Pr´ ace s kl´ avesnic´ı

keyPressed() keyReleased()

MouseEvent

MouseListener

Pr´ ace s tlaˇ c´ıtky myˇsi

MouseMotionEvent

MouseMotionListener Pohyb myˇsi

MouseWheelEvent

MouseWheelListener Pr´ ace s rolovac´ım koleˇ ckem myˇsi

mouseWheelMoved()

WindowEvent

WindowListener

windowActivated() windowClosed() windowClosing() windowDeactivated()

WindowFocusEvent

WindowFocusListener Zmˇ ena zamˇ eˇren´ı okna

keyTyped() mouseClicked() mouseEntered() mouseExited() mousePressed() mouseReleased() mouseMotionDragged() mouseMotionMoved()

Zmˇ ena stavu okna

windowOpened() windowFocusGained() WindowFocusLost()

Tabulka 10.1: Pˇrehled ud´ alost´ı, tˇr´ıd, rozhran´ı a metod. Tento na prvn´ı pohled ponˇekud “krkolomn´ y” avˇsak pomˇernˇe logick´ y pˇr´ıstup naznaˇc´ıme na praktickém pˇr´ıkladˇe. Budeme prov´ adˇet obsluhu ˇcinnosti tlaˇc´ıtka, které jsme vytvoˇrili v pˇredch´ azej´ıc´ı kapitole. Na formuláˇr

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E pˇrid´ ame novou komponentu zobrazen.

JLabel

pˇredstavuj´ıc´ı pozn´ amku. V konstruktoru je uveden text, kter´ y má b´ yt

JLabel lab=new JLabel ("Text"); o.getContentPane().add(lab); Po stisknut´ı tlaˇc´ıtka zobraz´ıme text s vhodnou informac´ı. V tomto pˇr´ıpadˇe pouˇzijeme rozhran´ı ActionListener. Nejprve mus´ıme pro tˇr´ıdu Okno implementovat rozhran´ı ActionListener. Pro pr´ aci s ud´ alostmi je nutno importovat bal´ıˇcek java.awt.event.* s pˇr´ısluˇsn´ ymi ud´ alostmi. import import import public ... }

java.awt.*; java.awt.event.*; javax.swing.*; class Okno extends JFrame implements ActionListener{

Poté prostˇrednictv´ım metody addActionListener() zaregistrujeme pro pˇr´ısluˇsnou instanci (tj. komponentu) posluchaˇce. Tento krok je vhodn´ y provést v konstruktoru tˇr´ıdy Komponenty. but.addActionListener(this); Nyn´ı vytvoˇr´ıme metodu actionPerformed() oˇsetˇruj´ıc´ı ud´ alost Action komponenty but tˇr´ıdy JButton. public void actionPerformed(ActionEvent e) { lab.setText("Stisknuto tlacitko"); } V´ ysledn´ y k´ od bude vypadat takto: public class Okno extends JFrame implements ActionListener{ private JButton but; private JLabel lab; public Okno(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka,vyska); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new FlowLayout()); but=new JButton("Tlacitko"); lab=new JLabel("Text"); this.getContentPane().add(but); this.getContentPane().add(lab); but.addActionListener(this); this.setVisible(true); } public void actionPerformed(ActionEvent e) { lab.setText("Stisknuto tlacitko"); } }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Po stisknut´ı tlaˇc´ıtka bude v´ ysledek vypadat takto.

Obr´ azek 10.19: Vlevo výchoz´ı formul´ aˇr, vpravo formul´ aˇr po stisknut´ı tlaˇc´ıtka.

D˚ uleˇ zit´ e upozornˇ en´ı. Pokud program obsahuje anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdu, vznikaj´ı pˇri jeho pˇrekladu soubory obsahuj´ıc´ı pˇred pˇr´ıponou class znak $, které obsahuj´ı pˇreloˇzené k´ ody anonymn´ıch vnitˇrn´ıch tˇr´ıd. Nezapomeˇ nme proto pˇri distribuci naˇseho programu tyto tˇr´ıdy pˇriloˇzit. 10.1.4.1

Oˇ setˇ ren´ı stejn´ e ud´ alosti u v´ıce komponent

V programu se ˇcasto vyskytuje v´ıce komponent, které generuj´ı stejné typy ud´ alost´ı. Na kaˇzdou z událost´ı zpravidla budeme cht´ıt reagovat jinak. Typick´ ym pˇr´ıkladem jsou r˚ uzn´ a tlaˇc´ıtka, comboboxy ˇci radiobuttony. Komponenty generuj´ı stejn´ y typ ud´ alosti, handler, kter´ y je oˇsetˇruje, nem˚ uˇze b´ yt pˇret´ıˇzen, m˚ uˇze b´ yt implementován pouze jednou. Metoda actionPerformed() se ve tˇr´ıdˇe sm´ı vyskytnout pouze jednou. Doporuˇcené ˇreˇsen´ı v tomto pˇr´ıpadˇe pˇredstavuje pouˇzit´ı vnitˇrn´ıch tˇr´ıd. popˇr. anonymn´ıch vnitˇrn´ıch tˇr´ıd. My se seznám´ıme s druh´ ym pˇr´ıstupem, kter´ y je vyuˇz´ıv´ an ve vˇetˇsinˇe n´ astroj˚ u pro RAD (JBuilder, NetBeans,...). Pˇ r´ıklad s jedn´ım tlaˇ c´ıtkem. Rozhran´ı, které je moˇzno implementovat, jsou uvedena v tabulce v u ´ vodu kapitoly 1.4. Budeme se snaˇzit oˇsetˇrit ud´ alost ActionEvent rozhran´ı ActionListener. Rozhran´ı jiˇz nebude implementov´ ano tˇr´ıdou Okno, ale nˇejakou anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdou. Toto rozhran´ı obsahuje metodu actionPerformed(), kter´ a bude uˇzivatelem pˇredefinov´ ana. Nejprve provedeme registraci posluchaˇce. but.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { tlStisknuto(e); } }); Metodˇe addActionListener() pˇred´ av´ ame jako parametr instanci anonymn´ı tˇr´ıdy implementuj´ıc´ı rozhran´ı ActionListener. Metoda tlStisknuto()pˇredstavuje handler, kter´ y je vyvol´ an, pokud dojde k pˇr´ısluˇsné ud´ alosti. V naˇsem pˇr´ıpadˇe obsahuje pouze k´ od, kter´ y do komponenty JLabel um´ıst´ı informaci o tom, ˇze tlaˇc´ıtko bylo stisknuto. public void tlStisknuto(ActionEvent e) { lab.setText("Stisknuto tlacitko"); } Pˇ r´ıklad se dvˇ ema tlaˇ c´ıtky. Stejn´ ym zp˚ usobem budeme postupovat i v pˇr´ıpadˇe, kdy se budeme snaˇzit rozliˇsit, které z tlaˇc´ıtek bylo stisknuto. Vytvoˇr´ıme dvˇe tlaˇc´ıtka, zaregistrujeme jim posluchaˇce a u obou pˇredefinujeme metody actionPerformed(). Uvedeme cel´ y zdrojov´ y k´ od.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E public class Okno2 extends JFrame { private JButton but1, but2; private JLabel lab; public Okno2(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka,vyska); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new FlowLayout()); but1=new JButton("Tlacitko1"); but2=new JButton("Tlacitko2"); lab=new JLabel("Text"); this.getContentPane().add(but1); this.getContentPane().add(but2); this.getContentPane().add(lab); but1.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { tl1Stisknuto(e); } }); but2.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { tl2Stisknuto(e) ; } }); this.setVisible(true); } public void tl1Stisknuto(ActionEvent e) { lab.setText("Stisknuto prvni tlacitko"); } public void tl2Stisknuto(ActionEvent e) { lab.setText("Stisknuto druhe tlacitko"); } } Podobn´ y k´ od je generov´ an prostˇrednictv´ım RAD n´ astroj˚ u. V´ ysledek vypad´ a takto:


Obr´ azek 10.20: Vlevo výchoz´ı formul´ aˇr, uprostˇred po stisknut´ı levého tlaˇc´ıtka, vpravo po stisknut´ı pravého tlaˇc´ıtka. 10.1.4.2

Nˇ ekolik posluchaˇ c˚ u t´ eˇ ze ud´ alosti

ˇ Casto potˇrebujeme, aby jedna ud´ alost mˇela v´ıce posluchaˇc˚ u. Napˇr. pˇri stisku tlaˇc´ıtka potˇrebujeme, aby se provedlo nˇekolik r˚ uzn´ ych ˇcinnost´ı. V tomto pˇr´ıpadˇe nemus´ıme rozliˇsovat zdroj akce, nen´ı tˇreba pouˇz´ıvat anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdy jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe. public Okno2(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka,vyska); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new FlowLayout()); but1=new JButton("Tlacitko1"); but2=new JButton("Tlacitko2"); lab=new JLabel("Text"); this.getContentPane().add(but1); this.getContentPane().add(but2); this.getContentPane().add(lab); but1.addActionListener(but1); but1.addActionListener(but2); ... }

10.1.5

Barvy, fonty, grafick´ y vzhled komponent

V této kapitole se sezn´ am´ıme se z´ akladn´ımi informacemi o barv´ ach a fontech v jazyce Java. 10.1.5.1

Barvy v Javˇ e

Java pracuje s modelem RGB, kter´ y pouˇz´ıv´ a tˇri z´ akladn´ı barevné sloˇzky: ˇcervenou (Red), zelenou (Green), modrou (Blue). Kaˇzd´ a ze sloˇzek m˚ uˇze nab´ yvat intenzitu v intervalu <0,255>. Existuje tedy 2563 r˚ uzn´ ych barevn´ ych odst´ın˚ u. Pro pr´ aci s barvami je pouˇzita tˇr´ıda java.awt.Color. V Javˇe je pˇreddefinov´ ano 13 nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych barevn´ ych odst´ın˚ u, pˇredstavuj´ı objekty tˇr´ıdy Color. Jejich pˇrehled je uveden v n´ asleduj´ıc´ı tabulce.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Barva

Popis

Color.black

ˇ cern´ a

Color.white

b´ıl´ a

Color.red

ˇ cerven´ a

Color.green

zelen´ a

Color.blue

modr´ a

Color.yellow

ˇ zlut´ a

Color.cyan

azurov´ a

Color.magenta

fialov´ a

Color.orange

oranˇ zov´ a

Color.pink

r˚ uˇ zov´ a

Color.lightGray

svˇ etle ˇsed´ a

Color.gray

ˇsed´ a

Color.darkGrey

tmavˇ e ˇsed´ a.

Chceme -li zkonstruovat barvu vlastn´ı, je nutno vytvoˇrit instanci tˇr´ıdy Color. V konstruktoru uvedeme hodnoty jednotliv´ ych RGB sloˇzek. Color zelena=new Color (140,140,140); Kaˇzd´ a z komponent m´ a popˇred´ı (foreground) a pozad´ı (background). Pro popˇred´ı i pozad´ı lze nastavit barvu nebo tyto u ´daje z´ıskat. Barva popˇred´ı pˇredstavuje barvu textu, s n´ıˇz je komponenta pops´ ana, barva pozad´ı pak barvu vlastn´ı komponenty. Pro pr´ aci s barvou popˇred´ı jsou pouˇzity metody setForeground(Color col) a getForeground(), pro pr´ aci s pozad´ım metody setBackground(Color col) a getBackground(). V prvn´ım pˇr´ıkladu se pokus´ıme zmˇenit barvu pozad´ı tlaˇc´ıtka a jeho popisu na nˇekter´ y z pˇreddefinovan´ ych odst´ın˚ u. public class Okno3 extends JFrame{ public Okno3(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka, vyska); this.setTitle("Okno"); JButton b=new JButton("Pokus"); this.getContentPane().add(b); this.setLayout(new FlowLayout()); b.setBackground(Color.blue); b.setForeground(Color.red); this.setVisible(true); } } V´ ysledek vypad´ a takto

Obr´ azek 10.21: Barva popˇred´ı tlaˇc´ıtka: ˇcerven´ a, barva pozad´ı tlaˇc´ıtka: modr´ a. V dalˇs´ım pˇr´ıkladu se pokus´ıme zmˇenit barvu tlaˇc´ıtka na vlastn´ı hodnotu. Nepouˇzijeme pˇreddefinovan´ y odst´ın, vytvoˇr´ıme vlastn´ı objekt tˇr´ıdy Color.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E b.setBackground(new (140,140,140)); b.setForeground(new Color(150,250,180)); ˇ Hodnoty barevn´ ych sloˇ zek Casto potˇrebujeme zjistit hodnoty jednotliv´ ych barevn´ ych sloˇzek. K tomu slouˇz´ı tˇri metody: getRed(), getGreen(), getBlue(). V´ ysledkem jsou hodnoty typu int. 10.1.5.2

Fonty v Javˇ e

Java m˚ uˇze bˇeˇzet na r˚ uzn´ ych operaˇcn´ıch systémech, na kaˇzdém z nich se mohou vyskytovat jiné typy font˚ u. Java proto pouˇz´ıv´ a systém tzv. symbolick´ ych font˚ u, které jsou nez´ avislé na platformˇe. Existuje pˇet z´ akladn´ıch skupin font˚ u (tzv. rodin), od kter´ ych lze odvodit 4 ˇrezy (plain, bold, italic, bolditalic). Jejich pˇrehled a srovn´ an´ı s fonty OS Windows je uveden v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. OS Windows

Java

TimesNewRoman

Serif

Arial

SansSerif

CourierNew

Monospaced

Arial

Dialog

CourierNew

DialogInput

Tabulka 10.2: Pˇrehled z´ akladn´ıch font˚ u a jejich ˇrez˚ u. ´ Pro pr´ aci s fonty Java pouˇz´ıv´ a tˇr´ıdu java.awt.Font. Udaje o fontu se nach´ azej´ı v instanci tˇr´ıdy Font. Jej´ı konstruktor vypad´ a takto. Font f =new Font("Serif", Font.bold,10); Z´ısk´ an´ı informac´ı o fontu. Pro z´ısk´ an´ı informac´ı o fontu pouˇzijeme metodu getFont() vracej´ıc´ı hodnotu tˇr´ıdy font. Na n´ı lze aplikovat ˇradu dalˇs´ıch metod: getFamily(), isPlain(), isBold(), isItalic(). 10.1.5.3

Z´ akladn´ı vlastnosti komponent

V této kapitole se sezn´ am´ıme se z´ akladn´ımi vlastnostmi, které jsou spoleˇcné vˇetˇsinˇe komponent. Zjiˇ stˇ en´ı velikosti a polohy komponenty. Pro zjiˇstˇen´ı velikosti komponenty slouˇz´ı metody getWidth() a getHeight(). V´ ysledkem jsou hodnoty typu int. Existuje i metoda getSize() vracej´ıc´ı obˇe hodnoty souˇcasnˇe. Polohu komponenty vzhledem k levému horn´ımu rohu okna m˚ uˇzeme urˇcit prostˇrednictv´ım metod getX() a getY(). Do této hodnoty se nepoˇc´ıt´ a v´ yˇska titulkového pruhu formul´ aˇre. Velikost komponenty m˚ uˇzeme zmˇenit prostˇrednictv´ım metody setSize(int width, int height), polohu komponenty prostˇrednictv´ım setLocation(). Existuj´ı i jejich varianty s get, getSize() a getLocation(). Nastaven´ı extr´ emn´ı velikosti komponenty Kaˇzdé z komponent je moˇzno nastavit minim´ aln´ı, maxim´ aln´ı, ˇci preferovanou velikost. Slouˇz´ı k tomu metody setMinimumSize(int width, int height), setMaximumSize( int width, int height), setPrefferedSize(int width, int height). Preferovan´ a velikost komponenty je v´ ychoz´ı velikost komponenty, defaultnˇe je nastavena jako minim´ aln´ı velikost komponenty. Pro zjiˇstˇen´ı v´ yˇse nastaven´ ych u ´daj˚ u slouˇz´ı metody getMinimumSize(), getMaximumSize(), getPrefferedSize().

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Zpˇ r´ıstupnˇ en´ı/znepˇ r´ıstupnˇ en´ı komponenty. Komponenta se m˚ uˇze vyskytovat ve dvou z´ akladn´ıch stavech: komponenta je aktivn´ı, jsou nad n´ı generov´ any ud´ alosti, oznaˇcujeme ji jako pˇr´ıstupnou. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe je komponenta nepˇr´ıstupn´ a a tud´ıˇz neaktivn´ı, je zn´ azornˇena ˇsedou barvou. Tato vlastnost komponenty je pouˇz´ıv´ ana, pokud chceme uˇzivateli zak´ azat/povolit nˇejakou akci. Nen´ı vhodné komponenty odeb´ırat, nepˇrisp´ıv´ a to k pˇrehlednosti programu. Uˇzivatel bude zmaten, kam zmizely jeho obl´ıbené n´ astroje. Pro zpˇr´ıstupnˇen´ı/znepˇr´ıstupnˇen´ı komponenty je pouˇz´ıv´ ana metoda setEnabled(boolean status). Metoda má jako parametr hodnotu typu boolean. Zjiˇstˇen´ı stavu, zda je komponenta pˇr´ıstupn´ a ˇci ne, pouˇzijeme pˇr´ıkaz getEnabled(). Pod´ıvejme se na jednoduch´ y program, kter´ y ilustruje pˇr´ıstupnost komponenty na pˇr´ıkladu dvou tlaˇc´ıtek. Po stisknut´ı jednoho z nich se druhé tlaˇc´ıtko stane nepˇr´ıstupn´ ym. Opakovan´ ym stisknut´ım tlaˇc´ıtka se druhé tlaˇc´ıtko opˇet st´ av´ a aktivn´ım. V´ ysledn´ y k´ od m˚ uˇze vypadat napˇr. takto. public class Okno4 extends JFrame{ private JButton b1, b2; public Okno4(int sirka, int vyska) { this.setSize(sirka, vyska); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new FlowLayout()); b1=new JButton(); b2=new JButton(); b1.setText("Zapnuto"); b2.setText("Zapnuto"); this.getContentPane().add(b1); this.getContentPane().add(b2); this.setVisible(true); b1.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { tl1Stisknuto(e); } }); b2.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e ) { tl2Stisknuto(e); } }); } public void tl1Stisknuto(ActionEvent e) { b2.setEnabled(!b2.isEnabled()); if (b2.isEnabled()) b2.setText("Zapnuto"); else b2.setText("Vypnuto"); } public void tl2Stisknuto(ActionEvent e) { b1.setEnabled(!b1.isEnabled()); if (b1.isEnabled()) b1.setText("Zapnuto"); else b1.setText("Vypnuto"); } } A v´ ysledek:


Obr´ azek 10.22: Uk´ azky zpˇr´ıstupnˇen´ı a znepˇr´ıstupˇ nov´ an´ı komponent. yt. Slouˇz´ı k tomu metoda setViSkryt´ı/zobrazen´ı komponenty. Komponentu je moˇzno zobrazit ˇci skr´ sible(boolean status) s parametrem typu boolean. Stav komponenty lze zjistit metodou isVisible().

Obr´ azek 10.23: Skryt´ı komponenty.

10.1.6

Layout managery

Pˇri rozmist’ov´ an´ı komponent na formul´ aˇre (ˇci jiné komponenty) zpravidla v Javˇe nedefinujeme polohu komponent absolutnˇe. D˚ uvodem je fakt, ˇze Java m˚ uˇze bˇeˇzet na r˚ uzn´ ych prostˇred´ıch, kde jednotlivé grafické komponenty nemusej´ı m´ıt stejnou velikost ˇci tvar. Takov´ y program by na nˇekter´ ych platform´ ach nevypadal vˇzdy pˇeknˇe, mohlo doj´ıt napˇr. k pˇrekryt˚ um nˇekter´ ych jeho grafick´ ych komponent, jiné by se na formuláˇr nemusely vej´ıt celé. M´ısto toho pouˇz´ıv´ ame tzv. layout managery (spr´ avce uspoˇr´ ad´ an´ı), které jsou zodpovˇedné za rozm´ıstˇen´ı komponent. Pˇri pˇrechodu mezi r˚ uzn´ ymi prostˇred´ımi prov´ adˇej´ı pˇrepoˇcet polohy a tvaru komponent. Existuje pˇet typ˚ u správc˚ u uspoˇr´ ad´ an´ı, kaˇzd´ a z komponent m´ a sv˚ uj vlastn´ı implicitn´ı spr´ avce uspoˇr´ ad´ an´ı; ten vˇsak m˚ uˇzeme zmˇenit za pouˇzit´ı metody setLayout(LayoutManager lm). Typy layout manager˚ u. LayoutManager pˇredstavuje objekt tˇr´ıdy java.awt.LayoutManager, tvoˇr´ı ji nˇekolik dalˇs´ıch tˇr´ıd. Komplexnˇejˇs´ı popis této problematiky pˇresahuje rozsah tohoto materi´ alu, pod´ıváme se na tˇri nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané layout managery: • FlowLayout • GridLayout • BorderLayout Prvn´ı dva layout managery jsou pomˇernˇe jednoduché, tˇret´ı umoˇzn ˇuje prov´ adˇet pokroˇcilejˇs´ı rozvrˇzen´ı komponent.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Okno a kontejner. Pˇripomeˇ nme, ˇze kaˇzdé okno obsahuje kontejner, jehoˇz obsah m˚ uˇzeme z´ıskat metodou getContentPane(). Do kontejneru m˚ uˇzeme pˇrid´ avat komponenty metodou add(Component c). N´ avrh vzhledu aplikace. S pouˇzit´ım layout manager˚ u m˚ uˇzeme navrhovat i znaˇcnˇe vzhledovˇe sloˇzitá grafická rozhran´ı tvoˇren´ a velk´ ym mnoˇzstv´ım komponent. Tento postup je vˇsak pomˇernˇe n´ aroˇcn´ y, vytvoˇren´ı takového rozhran´ı zabere spoustu ˇcasu. Je proto vhodné ho prov´ adˇet nˇekter´ ym z n´ astroj˚ u pro RAD obsahuj´ıc´ıho tzv. GUI buildery. Do této skupiny patˇr´ı napˇr. JBuilder nebo NetBeans. V praxi se prov´ ad´ı pˇri “ruˇcn´ım” n´ avrhu rozdˇelen´ı okna na nˇekolik r˚ uzn´ ych ˇc´ ast´ı, které obsahuj´ı malé mnoˇzstv´ı ˇ komponent. Vzhled kaˇzdé takto vzniklé ˇc´ asti je navrhov´ an samostatnˇe. Casto nevystaˇc´ıme s jedn´ım layout managerem, m˚ uˇzeme je proto vz´ ajemnˇe kombinovat. My budeme ˇcinnost layout manager˚ u ilustrovat pouze na jednoduch´ ych pˇr´ıkladech. 10.1.6.1

FlowLayout

FlowLayout pˇredstavuje nejjednoduˇsˇs´ı layout manager. V pˇredch´ azej´ıc´ıch kapitol´ ach jsme se s n´ım jiˇz sezn´ amili. Pˇripomeˇ nme si, ˇze jednotlivé komponenty uspoˇr´ ad´ av´ a do ˇr´ adky za souˇcasného vycentrov´ an´ı; mezi komponentami jsou ponech´ any mezery. Pokud se jiˇz komponenty na ˇr´ adek nevejdou, pokraˇcuje se na dalˇs´ım ˇr´ adku. V´ yˇska ˇr´ adku je d´ ana nejvyˇsˇs´ı komponentou. Komponenty mohou b´ yt zarovn´ any také nalevo nebo napravo. K dispozici je nˇekolik konstruktor˚ u FlowLayout(); FlowLayout(typ_zarovnani); FlowLayout(typ_zarovnani, vod_mezera, svisla_mezera); Typ zarovnán´ı lze zvolit prostˇrednictv´ım konstant: FlowLayout.CENTER, FlowLayout.RIGHT, FlowLayout.LEFT. Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad. public class Okno extends JFrame{ public Okno() { this.setSize(320,240); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.RIGHT,5,5)); JButton but1=new JButton("Ahoj"); this.getContentPane().add(but1); JButton but2=new JButton("Druhe"); this.getContentPane().add(but2); JButton but3=new JButton("Treti"); this.getContentPane().add(but3); JButton but4=new JButton("Ctvrte"); this.getContentPane().add(but4); JButton but5=new JButton("Pate"); this.getContentPane().add(but5); JButton but6=new JButton("Seste"); this.getContentPane().add(but6); this.setVisible(true); } Zmˇenou typu zarovn´ an´ı dostaneme n´ asleduj´ıc´ı v´ ysledek.


Obr´ azek 10.24: Zmˇena zarovn´ an´ı komponent pˇri Flow Layoutu. 10.1.6.2

GridLayout

GridLayout pˇredstavuje layout manager, kter´ y jednotlivé komponenty zarovn´ av´ a do mˇr´ıˇzky tvoˇrené stejnˇe velk´ ymi poli. Komponenta se pomyslnˇe rozdˇel´ı na stejnˇe velké ˇc´ ast´ı tvoˇrené rovnobˇeˇzkami z hranami formul´ aˇre, do kaˇzdého d´ılu je um´ıstˇena jedna komponenta. Pokud jsou vˇsechna pol´ıˇcka v ˇr´ adku zaplnˇena, pˇrecház´ı se na dalˇs´ı ˇr´ adek. Velikost jednoho pol´ıˇcka je nastavena na z´ akladˇe nejvˇetˇs´ı komponenty. Uved’me opˇet nˇekteré d˚ uleˇzité konstruktory. GridLayout(); GridLayout(radky, sloupce); GridLayout(radky, sloupce, vod_mezera, svisla_mezera); Prvn´ı konstruktor umoˇzn´ı vloˇzit pouze jednu komponentu roztaˇzenou pˇres celé okno. Pokud pouˇzijeme druh´ y konstruktor, budou se jednotlivé komponenty dot´ ykat, tj. mezery mezi nimi budou stejné. Pouˇzijeme stejn´ y k´ od jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe, pouze zmˇen´ıme layout manager. V prvn´ım pˇr´ıpadˇe pouˇzijeme konstruktory GridLayout(3,2), ve druhém pˇr´ıpadˇe GridLayout(3,2,10,10). V´ ysledky budou vypadat takto.

Obr´ azek 10.25: Pouˇzit´ı dvou konstruktor˚ u tˇr´ıdy GridLayout. 10.1.6.3

BorderLayout

Border Layout pˇredstavuje layout manager, kter´ y jednotlivé komponenty umist’uje podle svˇetov´ ych stran na z´ akladˇe hodnot konstant BorderLayout.NORTH, BorderLayout.SOUTH, BorderLayout.EAST, BorderLay-

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E out.WEST, BorderLayout.CENTER. Komponenty nejsou, na rozd´ıl od pˇredch´ azej´ıc´ıch spr´ avc˚ u, ˇrazeny podle podle poˇrad´ı. Velikosti jednotliv´ ych komponent jsou r˚ uzné: severn´ı a jiˇzn´ı komponenta jsou roztaˇzeny na maxim´ aln´ı ˇs´ıˇrku, severn´ı a jiˇzn´ı komponenty na maxim´ aln´ı v´ yˇsku, velikost stˇredové komponenty se nemˇen´ı. Pouˇzit´ı nalezne napˇr. pˇri navrhov´ an´ı ovl´ adac´ıch tlaˇc´ıtek pro pohyb kurzoru. K dispozici jsou dva konstruktory: BorderLayout(); BorderLayout(vod_mezera, svisla_mezera); Pˇri pouˇzit´ı prvn´ıho konstruktoru nejsou mezi jednotliv´ ymi komponentami mezery, u druhého konstruktoru lze nastavit vodorovné a svislé rozestupy mezi komponentami. Zdrojov´ y k´ od lze zapsat napˇr. takto public Okno() { this.setSize(320,240); this.setTitle("Okno"); this.setLayout(new GridLayout()); this.setLayout(new BorderLayout(10,10)); JButton but1=new JButton("Ahoj"); this.getContentPane().add(but1, BorderLayout.NORTH); JButton but2=new JButton("Druhe"); this.getContentPane().add(but2, BorderLayout.SOUTH); JButton but3=new JButton("Treti"); this.getContentPane().add(but3, BorderLayout.EAST); JButton but4=new JButton("Ctvrte"); this.getContentPane().add(but4, BorderLayout.WEST); JButton but5=new JButton("Pate"); this.getContentPane().add(but5, BorderLayout.CENTER); this.setVisible(true); } V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.26: Pouˇzit´ı dvou konstruktor˚ u tˇr´ıdy BorderLayout. Pozn´ amka: CardLayout manager nebudeme z d˚ uvodu omezené pouˇzitelnosti uv´ adˇet, GridBackLayout manager je pomˇernˇe sloˇzit´ y. Z´ ajemce se s nimi m˚ uˇze sezn´ amit v dostupné literatuˇre. Pro v´ yvoj sloˇzitˇejˇs´ıch GUI aplikac´ı budeme pouˇz´ıvat n´ astroje RAD, nemus´ıme tak ztr´ acet ˇcas a energii pˇri n´ avrhu grafického vzhledu, uˇsetˇren´ y ˇcas a prostˇredky mohou b´ yt vˇenov´ any na zdokonalov´ an´ı aplikace.

10.1.7

Modely v Javˇ e

V GUI Javy je ˇcasto vyuˇz´ıvan´ ym postupem pr´ ace s modelem. Model pˇredstavuje implementaci nˇejakého rozhran´ı jinou (napˇr. grafickou) tˇr´ıdou. Pˇres toto rozhran´ı pˇristupuje grafick´ a tˇr´ıda ke sv´ ym metod´ am. Pouˇzit´ı model˚ u umoˇzn ˇuje d˚ uslednˇe oddˇelit grafick´ y n´ avrh aplikace od funkˇcn´ı ˇc´ asti.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Modely se pouˇz´ıvaj´ı nejen pro pr´ aci s grafikou, setk´ ame se s nimi i pˇri manipulac´ıch s bˇeˇzn´ ymi komponentami. Koncept rozhran´ı v Javˇe je tvoˇren tˇremi skupinami rozhran´ı: • Základn´ı rozhran´ı. • Abstraktn´ı implementace rozhran´ı. • V´ ychoz´ı implementace rozhran´ı. Z´ akladn´ı rozhran´ı pro pr´ aci s modely pˇredstavuj´ı napˇr. TableModel, ListModel, ... Abstraktn´ı implementace (implementace rozhran´ı abstraktn´ı tˇr´ıdou) pouˇz´ıv´ ame v pˇr´ıpadech, kdy chceme pˇredefinov´ avat funkcionalitu rozhran´ı (napˇr. AbstractTableModel), v´ ychoz´ı implementaci rozhran´ı (implementace rozhran´ı neabstraktn´ı tˇr´ıdou) v pˇr´ıpadech, kdy funkcionalitu rozhran´ı nemˇen´ıme napˇr. DefaultTableModel). Problematika model˚ u v Javˇe jde nad r´ amec z´ akladn´ıho kurzu, proto se o n´ı zmiˇ nujeme pouze velmi struˇcnˇe. Modely umoˇzn ˇuj´ı také pracovat s ud´ alostmi. Pokud dojde k jakékoliv zmˇenˇe v datech modelu, je tato informace oznámena vˇsem zaregistrovan´ ym posluchaˇc˚ um. Modely se pouˇz´ıvaj´ı ˇcasto pˇri pr´ aci s n´ asleduj´ıc´ımi komponentami: • JList (Seznam) • JTable (Tabulka) • JTree (Strom) Uved’me pro u ´plnost, ˇze s tˇemito komponentami m˚ uˇzeme pracovat i “klasicky”, tj. bez pouˇzit´ı model˚ u.

10.1.8

Pˇ rehled nejpouˇ z´ıvanˇ ejˇ s´ıch komponent

V této kapitole se sezn´ am´ıme s nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ymi vizu´ aln´ımi komponentami a jejich ud´ alostmi. Jsou potomky tˇr´ıdy javax.Swing.*, kromˇe této tˇr´ıdy mus´ıme pˇripojit i tˇr´ıdu java.awt.event.*. N´ azev komponenty zaˇc´ınaj´ıc´ı na p´ısmeno J je souˇcasnˇe i n´ azvem tˇr´ıdy, kterou komponenta pˇredstavuje. Zopakujme, ˇze starˇs´ı komponenty z rozhran´ı AWT maj´ı podobné n´ azvy, pouze nezaˇc´ınaj´ı p´ısmenkem J. Spoleˇcnou vlastnost´ı vˇsech komponent popsan´ ych v kapitol´ ach 10.8.1-10.8.8 je to, ˇze nemohou b´ yt zobrazeny samostatnˇe (pˇredstavuj´ı z´ akladn´ı komponenty). Nen´ı moˇzné vytvoˇrit program, kter´ y zobraz´ı pouze jednu tuto komponentu (napˇr. JLabel) bez hlavn´ıho okna. 10.1.8.1

JLabel

Tato komponenta je pouˇz´ıv´ ana jako popis. Neobsahuje -li ˇz´ adn´ y text, je neviditeln´ a. Komponentˇe lze nastavit barvu popˇred´ı nebo barvu pozad´ı. Standardnˇe je v n´ı text zarovn´ an smˇerem vlevo. Vˇetˇsinou je pouˇz´ıvána jako komponenta “statick´ a”, kdy zpravidla neoˇsetˇrujeme jeho ud´ alosti, ale pouze s n´ım popisujeme jiné komponenty. Existuj´ı tˇri z´ akladn´ı konstruktory tˇr´ıdy JLabel. JLabel(); JLabel(String text); JLabel (String text, JLabel alignment);

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Zarovn´ an´ı lze ovlivnit tˇremi konstantami: JLabel.LEFT, JLabel.RIGHT, JLabel.CENTER, JLabel.LEADING, JLabel.TRAILING. Pˇrehled nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıch metod spolu se struˇcn´ ym popisem jsou um´ıstˇeny v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Metoda

Popis

setText()

Nastaven´ı textu zobrazovan´ eho labelem

getText()

Z´ısk´ an´ı textu zobrazovan´ eho labelem.

setHorizontalAlignment()

Nastaven´ı horizont´ aln´ıho zarovn´ an´ı textu v labelu.

getHorizontalAlignment()

Z´ısk´ an´ı horizont´ aln´ıho zarovn´ an´ı textu v labelu.

setVerticalAlignment()

Nastaven´ı vertik´ aln´ıho zarovn´ an´ı textu v labelu.

getVerticalAlignment()

Z´ısk´ an´ı vertik´ aln´ıho zarovn´ an´ı textu v labelu.

Tabulka 10.3: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JLabel. Praktické pˇr´ıklady uv´ adˇet nebudeme, pouˇzit´ı JLabelu je trivi´ aln´ı. Nav´ıc jsme si pr´ aci s touto komponentou v pˇredchoz´ım textu jiˇz vyzkouˇseli. 10.1.8.2

JButton

JButton neboli tlaˇc´ıtko pˇredstavuje jednu z nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ıch komponent, zpravidla slouˇz´ı ke spouˇstˇen´ı nˇejaké akce. K dispozici jsou dva z´ akladn´ı konstruktory: JButton(); JButton(String text); Tlaˇc´ıtko po svém stisknut´ı generuje ud´ alost, kterou je nutné odchytit prostˇrednictv´ım rozhran´ı ActionListener za pouˇzit´ı metody actionPerformed. Pˇredhled metod pouˇz´ıvan´ ych u tlaˇc´ıtka. Metoda

Popis

setText()

Nastaven´ı popisu tlaˇ c´ıtka.

getText()

Z´ısk´ an´ı popisu tlaˇ c´ıtka.

Tabulka 10.4: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JButton.

10.1.8.3

JCheckBox

JCheckBox pˇredstavuje zaˇskrt´ avac´ı pole, m˚ uˇze nab´ yvat logické hodnoty true/false (realizované zaˇskrtnu-

t´ım/odˇskrtnut´ım). CheckBoxy je moˇzno seskupovat, komponenty jsou na sobˇe nez´ avislé; mohou b´ yt zaˇskrtnuty/odˇskrtnuty v libovolné kombinaci. Z´ akladn´ı konstruktory vypadaj´ı takto: JCheckBox(); JCheckBox(String text); JCheckBox(String text, boolean status); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı JCheckBox bez popisu a bez zaˇskrtnut´ı, druh´ y s popisem a bez zaˇskrtnut´ı, tˇret´ı s popisem a moˇznost´ı volby zaˇskrtnut´ı. Pˇrehled metod pouˇz´ıvan´ ych u check box˚ u nalezeneme v n´ asleduj´ıc´ı tabulce

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Metoda

Popis

setText( text)

Nastaven´ı popisu checkboxu.

getText()

Z´ısk´ an´ı popisu checkboxu.

setSelected(boolean status)

Nastaven´ı stavu checkboxu.

isSelected()

Z´ısk´ an´ı stavu checkboxu.

Tabulka 10.5: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JCheckBox. Pˇri zmˇenˇe stavu checkboxu je generov´ ana ud´ alost, kterou lze odchytit prostˇrednictv´ı rozhran´ı ItemListener za pouˇzit´ı metody itemStateChanged(). Pod´ıvejme se na n´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad, kter´ y bude zobrazovat stav zaˇskrtnut´ı dvou JCheckBox˚ u ve dvou JLabelech. V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.27: Uk´ azka pr´ ace s checkboxy. Zdrojov´ y k´ od pˇr´ıkladu, vyuˇz´ıv´ ame GridLayout. public class Checkboxy extends JFrame { private JCheckBox c1, c2; private JLabel l1,l2; public Checkboxy(int vyska, int sirka) { this.setSize(vyska, sirka); this.setTitle("Checkboxy"); c1=new JCheckBox("Prvn´ ı"); c2=new JCheckBox("Druhy"); l1=new JLabel(c1.getText()); l2=new JLabel(c2.getText()); this.getContentPane().add(c1); this.getContentPane().add(c2); this.getContentPane().add(l1); this.getContentPane().add(l2); this.setLayout(new GridLayout(2,2)); c1.addItemListener(new ItemListener() { public void itemStateChanged(ItemEvent e) { l1Changed(e); } }); c2.addItemListener(new ItemListener() { public void itemStateChanged(ItemEvent e) { l2Changed(e); } }); } public void l1Changed(ItemEvent e) {

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E if(c1.isSelected()) l1.setText("Zaˇ skrtnuto"); else l1.setText("Odˇ skrtnuto"); } public void l2Changed(ItemEvent e) { if(c2.isSelected()) l2.setText("Zaˇ skrtnuto"); else l2.setText("Odˇ skrtnuto"); } } 10.1.8.4

JRadioButton

Tato komponenta se sv´ ym tvarem podob´ a JCheckBoxu, tlaˇc´ıtko je vˇsak kulaté. Od check box˚ u se odliˇsuje zp˚ usobem v´ ybˇeru, v pˇr´ıpadˇe skupiny radio button˚ u m˚ uˇze b´ yt v jednom okamˇziku vybr´ ano pouze jedno tlaˇc´ıtko. Radiobuttony mohou b´ yt pouˇz´ıv´ any samostatnˇe nebo sdruˇzov´ any do skupiny prostˇrednictv´ım komponenty JButtonGroup. Pokud um´ıst´ıme radio buttony na formul´ aˇr, aniˇz je sdruˇz´ıme do skupiny, mohou b´ yt vyb´ır´ any nezávisle na sobˇe (nevˇed´ı vz´ ajemnˇe o svém stavu). To, ˇze je sdruˇz´ıme do skupiny, zp˚ usob´ı, ˇze vybran´ y radiobutton ”informuje” ostatn´ı radio buttony skupiny, takˇze jiˇz nemohou b´ yt n´ aslednˇe vybr´ any. K dispozici je vˇetˇs´ı mnoˇzstv´ı konstruktor˚ u, uved’me tyto: JRadioButton(); JRadioButton(String text); JRadioButton(String text, boolean selected); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı prázdn´ y nevybran´ y radio button, druh´ y konstruktor nevybran´ y radio button s popisem, tˇret´ı konstruktor radio button s popisem, u kterého m˚ uˇzeme zvolit v´ ychoz´ı stav. V praxi postupujeme nejˇcastˇeji tak, ˇze vytvoˇr´ıme poˇzadovan´ y poˇcet radio button˚ u a n´ aslednˇe kaˇzd´ y z nich pˇriˇrad´ıme do skupiny. Pˇrehled nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych metod u JRadioButton˚u. Metoda

Popis

isSelected()

Z´ısk´ an´ı stavu checkboxu.

setSelected()

Nastaven´ı stavu checkboxu.

Tabulka 10.6: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JRadioButton. Pˇri pr´ aci s tˇr´ıdou ButtonGroup je k dispozici jedin´ y konstruktor ButtonGroup(); vytv´ aˇrej´ı pr´ azdnou skupinu radiobutton˚ u. Nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı metody pˇri pr´ aci s tˇr´ıdou ButtonGroup. Metoda

Popis

add(AbstractButton b)

Pˇrid´ an´ı tlaˇ c´ıtka do skupiny.

remove(AbstractButton b)

Odstranˇ en´ı tlaˇ c´ıtka ze skupiny.

getButtonCount()

Zjist´ı poˇ cet kompnent ve skupinˇ e.

getSelection()

Vrac´ı odkaz na zvolen´ e tlaˇ c´ıtko.

isSelected(ButtonModel m)

Z´ısk´ an´ı stavu tlaˇ c´ıtka.

setSelected(ButtonModel m, boolean status)

Nastaven´ı stavu tlaˇ c´ıtka.

Tabulka 10.7: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JButtonBroup.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Pˇri zmˇenˇe stavu radiobuttonu je generov´ ana ud´ alost, kterou lze odchytit prostˇrednictv´ı rozhran´ı ItemListener za pouˇzit´ı metody itemStateChanged(). Pr´ aci s radiobuttony si uk´ aˇzeme na n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu: na formul´ aˇri bude trojice radiobutton˚ u sdruˇzen´ ych v buttongroup a jeden label informuj´ıc´ı, které tlaˇc´ıtko bylo stlaˇceno. Nové radiobuttony vytvoˇr´ıme pomoc´ı konstrukce JRadioButton rb1=new JRadioButton("Prvni"); JRadioButton rb2=new JRadioButton("Druhy"); JRadioButton rb3=new JRadioButton("Treti"); Poˇzadujeme, aby mohlo b´ yt stisknuto pouze jedno z tˇechto tlaˇc´ıtek. Vytvoˇr´ıme proto nov´ y buttongroup a pˇrid´ ame do nˇej vytvoˇrené radiobuttony. ButtonGroup bm=new ButtonGroup(); bm.add(rb1); bm.add(rb2); bm.add(rb3); V´ ysledek vypad´ a takto

Obr´ azek 10.28: Pr´ ace s radio buttony. Zdrojov´ y k´ od k pˇr´ıkladu. public class Radiobuttony extends JFrame { private JRadioButton rb1, rb2, rb3; private JLabel l; public Radiobuttony(int vyska, int sirka) { this.setSize(vyska, sirka); this.setTitle("Radiobuttony"); rb1=new JRadioButton ("Prvn´ ı"); rb2=new JRadioButton ("Druhy"); rb3=new JRadioButton ("Treti"); l=new JLabel(); this.getContentPane().add(rb1); this.getContentPane().add(rb2); this.getContentPane().add(rb3); this.getContentPane().add(l);

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E this.setLayout(new GridLayout(4,1)); rb1.addItemListener(new ItemListener() { public void itemStateChanged(ItemEvent e) { rb1Changed(e); } }); rb2.addItemListener(new ItemListener() { public void itemStateChanged(ItemEvent e) { rb2Changed(e); } }); rb3.addItemListener(new ItemListener() { public void itemStateChanged(ItemEvent e) { rb3Changed(e); } }); } public void rb1Changed(ItemEvent e) { if(rb1.isSelected()) l.setText("Prvni"); } public void rb2Changed(ItemEvent e) { if(rb2.isSelected()) l.setText("Druhy"); } public void rb3Changed(ItemEvent e) { if(rb3.isSelected()) l.setText("Treti"); } } 10.1.8.5

JTextField

Komponenta pˇredstavuje editaˇcn´ı pol´ıˇcko, do kterého mohou b´ yt zad´ av´ any jednoˇr´ adkové u ´daje z kl´ avesnice. Potvrzen´ı u ´daj˚ u je provedeno stiskem kl´ avesy Enter. Zad´ avan´ y text m˚ uˇze b´ yt delˇs´ı neˇz ˇs´ıˇrka JTextFieldu. Komponenta se pouˇz´ıv´ a, pokud potˇrebujeme od uˇzivatele z´ıskat vstupn´ı u ´daje nutné pro bˇeh programu. Kaˇzd´ y text field by mˇel b´ yt pops´ an pomoc´ı labelu tak, aby jeho v´ yznam byl jasn´ y (v programu by se nemˇely vyskytovat nepopsané text fieldy). K dispozici jsou n´ asleduj´ıc´ı konstruktory. JTextField(); JTextField(String text); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı pr´ azdn´ y textfield, druh´ y konstruktor textfield obsahuj´ıc´ı zadan´ y text. Pˇrehled ˇcasto pouˇz´ıvan´ ych metod komponenty JTextField.


Popis

setText(String text)

Nastaven´ı popisu.

getText()

Z´ısk´ an´ı popisu.

setEditable(bool b)

Nastaven´ı, zda komponenta je/nen´ı read only.

Tabulka 10.8: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JBTextField. Po stisku kl´ avesy Enter je generov´ ana ud´ alost, kterou lze odchytit prostˇrednictv´ı rozhran´ı ActionListener za pouˇzit´ı metody actionPerformed(). Pr´ ace s JTextFieldem bude ilustrov´ ana na pˇr´ıkladu, kdy do dvou vygenerovan´ ych text field˚ u zad´ ame ˇc´ısla, jejich souˇcet bude zobrazen v JLabelu. Za pouˇzit´ı metody setText() inicializujeme v´ ychoz´ı hodnoty v textfieldech na 0. public class Textfieldy extends JFrame { private double prvni,druhe,soucet; private JLabel l1,l2,l3; private JTextField t1, t2; private JButton b; public Textfieldy(int vyska, int sirka) { this.setSize(vyska,sirka); this.setTitle("Scitani cisel"); this.setLayout(new GridLayout(3,2)); l1=new JLabel("Prvni cislo"); l2=new JLabel("Druhe cislo"); t1=new JTextField(); t2=new JTextField(); t1.setText("0"); t2.setText("0"); b=new JButton("Soucet"); l3=new JLabel(); this.getContentPane().add(l1); this.getContentPane().add(l2); this.getContentPane().add(t1); this.getContentPane().add(t2); this.getContentPane().add(b); this.getContentPane().add(l3); this.setVisible(true); t1.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { prvniZadej(e); } }); t2.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { druheZadej(e); } });

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E b.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { soucet(e); } }); } public void prvniZadej(ActionEvent e) { this.prvni=Integer.parseInt(t1.getText()); } public void druheZadej(ActionEvent e) { this.druhe=Integer.parseInt(t2.getText()); } public void soucet(ActionEvent e) { soucet=this.prvni+this.druhe; l3.setText(String.valueOf(soucet)); } } Pouˇ zit´ı ud´ alosti FocusLost Pohodlnˇejˇs´ı pro uˇzivatele by bylo, kdyby po zad´ an´ı nebyl nucen potvrzovat hodnotu stiskem kl´ avesy Enter. Pokud bychom u obou text field˚ u neoˇsetˇrovali ud´ alost ActionEvent ale FocusLost, odpadlo by potvrzov´ an´ı. Vyuˇzijeme rozhran´ı FocusListener. Tento pˇr´ıstup je bˇeˇznˇe vyuˇz´ıván v praxi. Vˇsimnˇeme si, ˇze mus´ıme pˇredefinovat i druhou metodu, focusGained(). t1.addFocusListener(new FocusListener() { public void focusLost(FocusEvent e) { prvniZadej(e); } public void focusGained(FocusEvent e) {}; }); t2.addFocusListener(new FocusListener() { public void focusLost(FocusEvent e) { druheZadej(e); } public void focusGained(FocusEvent e){}; }); V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.29: Souˇcet dvojice ˇc´ısel s pouˇzit´ım JTextField˚ u.


Popis

addItem(Object o)

Pˇrid´ an´ı poloˇ zky do seznamu na posledn´ı pozici.

insertItem(Object o, int

Pˇrid´ an´ı poloˇ zky do seznamu na

position)

uvedenou pozici.

getItem()

Z´ısk´ an´ı poloˇ zky na poˇ zadovan´ e pozici.

getSelectedItem()

Z´ısk´ an´ı oznaˇ cen´ e poloˇ zky.

removeAllItems()

Odstranˇ en´ı vˇsech poloˇ zek seznamu.

removeItemAt(int position)

Odstranˇ en´ı poˇ zadovan´ e poloˇ zky seznamu.

getItemCount()

Poˇ cet poloˇ zek seznamu.

getSelectedIndex()

Index oznaˇ cen´ e poloˇ zky.

setSelectedIndex()

Oznaˇ cen´ı poˇ zadovan´ e poloˇ zky seznamu.

setEditable(boolean b)

Nastaven´ı, zda poloˇ zky combo boxu mohou b´ yt editovateln´ e.

Tabulka 10.9: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JButton. 10.1.8.6

JComboBox

Komponenta JComboBox pˇredstavuje rozbalovac´ı seznam. Seznam je tvoˇren jednotliv´ ymi poloˇzkami setˇr´ıdˇen´ ych podle pˇredem zn´ amého kl´ıˇce. Viditeln´ a je pouze jedna ˇr´ adka, po kliknut´ı na ˇsipku se seznam rozbal´ı a umoˇzn´ı zvolit kliknut´ım nˇekterou z poloˇzek seznamu. Pouˇzit´ı je podobné jako v pˇr´ıpadˇe radio button˚ u, komponenta je vhodn´ a pro v´ ybˇer z vˇetˇs´ıho mnoˇzstv´ı variant. V takovém pˇr´ıpadˇe pˇri pouˇzit´ı radio button˚ u vznikaj´ı okna pˇr´ıliˇs velk´ ych rozmˇer˚ u, na které se pak jiˇz nevejdou dalˇs´ı komponenty. Combo boxy mohou m´ıt pomˇernˇe odliˇsn´ y vzhled i zp˚ usob pr´ ace s nimi. Jejich poloˇzky mohou b´ yt editovatelné popˇr. lze poloˇzky pˇrid´ avat i za bˇehu programu. My se budeme zab´ yvat nejbˇeˇznˇejˇs´ı variantou-needitovateln´ ymi combo boxy. Poloˇzky combo boxu jsou ˇc´ıslov´ any, lze k nimi pˇristupovat za pouˇzit´ı indexu; prvn´ı poloˇzka má index 0. Tˇr´ıda m´ a k dispozici nˇekolik konstruktor˚ u JComboBox(); JComboBox(Object o); JComboBox(BVector v); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı pr´ azdn´ y combo box, druh´ y naplnˇen´ y poloˇzkami pˇredstavovan´ ymi objekty tˇr´ıdy Object, tˇret´ı naplnˇen´ y poloˇzkami z dynamické datové struktury vector. Pˇrehled ˇcasto pouˇz´ıvan´ ych metod komponenty JComboBox nalezneme v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Pˇri pr´ aci s combo boxem je nejˇcastˇeji pouˇz´ıv´ ano rozhran ActionListener. Metoda actionPerformed() je vyvol´ ana v okamˇziku, kdy uˇzivatel zvol´ı nˇekterou z poloˇzek combo boxu nebo po editaci nˇekteré poloˇzky stiskne kl´ avesu Enter. Uprav´ıme pˇr´ıklad pracuj´ıc´ı s radio buttony, m´ısto radiobuttonu pouˇzijeme combo box. Uk´ azka zdrojového k´ odu. public class Comboboxy extends JFrame { private JLabel l; private JComboBox c; public Comboboxy(int vyska, int sirka) {

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E this.setSize(vyska, sirka); this.setTitle("ComboBox"); c=new JComboBox(); c.addItem("Prvni"); c.addItem("Druhy"); c.addItem("Treti"); l=new JLabel(); this.getContentPane().add(c); this.getContentPane().add(l); this.setLayout(new FlowLayout()); c.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { cVyber(e); } }); this.setVisible(true); } public void cVyber(ActionEvent e) { l.setText(c.getSelectedItem().toString()); } } V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.30: Pr´ ace s JComboBoxem. 10.1.8.7

JList

Jedn´ a se o v´ıceˇr´ adkovou komponentu pˇredstavuj´ıc´ı seznam. Na rozd´ıl od JComboBoxu umoˇzn ˇuje trvale zobrazit cel´ y seznam a nejen pouze jednu jeho poloˇzku. V pˇr´ıpadˇe, ˇze je délka seznamu vˇetˇs´ı neˇz délka komponenty nebo ˇs´ıˇrka poloˇzky vˇetˇs´ı neˇz ˇs´ıˇrka komponenty, pro listov´ an´ı jsou pouˇzity scrollbary. V´ ybˇ er ze seznamu. Pro v´ ybˇer ze seznamu je pouˇz´ıv´ ana instance tˇr´ıdy ListSelectionModel. V´ ybˇer ze seznamu lze prov´ adˇet tˇremi zp˚ usoby: • V´ ybˇer jedné poloˇzky • V´ ybˇer souvislého intervalu v´ıce poloˇzek • V´ ybˇer nesouvislého intervalu v´ıce poloˇzek. Nejˇcastˇeji je pouˇz´ıv´ ana prvn´ı varianta. Zp˚ usob v´ ybˇeru lze nastavit metodou setSelectionMode(int const) za poˇzit´ı jedné ze tˇr´ı n´ıˇze uveden´ ych konstant: SINGLE_SELECTION, SINGLE_INTERVAL_SELECTION, MULTIPLE_INTERVAL_SELECTION. Uk´ azky variant v´ ybˇer˚ u nalezneme na n´ asleduj´ıc´ım obr´ azku.


Obr´ azek 10.31: Vlevo jednoduchý výbˇer, uprostˇred souvislý výbˇer, vpravo nesouvislý výbˇer. Tˇr´ıda m´ a k dispozici nˇekolik konstruktor˚ u, uvedeme: JList(); JList(vector v); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı pr´ azdn´ y seznam, druh´ y seznam naplnˇen´ y poloˇzkami vectoru. Pˇ rid´ av´ an´ı poloˇ zek do seznamu.

Pˇrid´ av´ an´ı poloˇzek do seznamu je moˇzné prov´ adˇet dvˇema zp˚ usoby.

• S pouˇzit´ım modelu. • Bez pouˇzit´ı modelu. V dalˇs´ım v´ ykladu naznaˇc´ıme struˇcnˇe obˇe varianty. Tˇr´ıda JList obsahuje mnoho metod, pˇrehled nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych nalezneme v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Metoda

Popis

addElement(Object o)

Pˇrid´ an´ı poloˇ zky do seznamu (s vyuˇ zit´ım modelu). Pˇrid´ an´ı poloˇ zky do seznamu (bez vyuˇ zit´ı

add(Component c)

modelu). setVisibleRowCount(int rows)

Nastaven´ı poˇ ctu souˇ casnˇ e viditeln´ ych ˇr´ adek seznamu.

getVisibleRowCount()

Z´ısk´ an´ı poˇ ctu souˇ casnˇ e viditeln´ ych ˇr´ adek seznamu.

setSelectedMode(ListModel l)

Nastaven´ı zp˚ usobu v´ ybˇ eru poloˇ zek na jednu ze tˇr´ı v´ yˇse uveden´ ych.

setSelectedIndex(int)

Nastaven´ı vybran´ e poloˇ zky seznamu.

setSelectedIndices(int[])

Nastaven´ı v´ıce vybran´ ych poloˇ zek seznamu.

getSelectedIndex()

Index vybran´ e poloˇ zky v seznamu.

int[] getSelectedIndices()

Index vybran´ ych poloˇ zek seznamu uloˇ zen´ yv poli.

getSelectedValues()

Vrac´ı seznam vˇsech oznaˇ cen´ ych hodnot.

setListData(Object o)

Do seznamu vloˇ z´ı poˇ zadovan´ a data.

clearSelection()

Smaz´ an´ı vˇsech smazan´ ych poloˇ zek seznamu.

removeAll()

Smaz´ an´ı vˇsech poloˇ zek seznamu.

isSelectionEmpty()

Zjist´ı, zda byla vybr´ ana nˇ ejak´ a poloˇ zka.

Tabulka 10.10: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JList. Pˇri pr´ aci se seznamy jsou pouˇz´ıv´ ana dvˇe rozhran´ı ActionListener a ItemListener. Ud´ alost ItemEvent je generov´ ana pˇri jednom kliknut´ı na poloˇzku seznamu, ud´ alost ActionEvent pˇri dvojkliku na nˇekterou z poloˇzek seznamu.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu vytvoˇr´ıme dva seznamy. V druhém seznamu budou zn´ azornˇeny vˇsechny poloˇzky, které budou v prvn´ım seznamu zv´ yraznˇeny. V tomto pˇr´ıpadˇe budeme tedy pro JList pouˇz´ıvat rozhran´ı ItemListener (na poloˇzky nebudeme klikat dvojklikem, ale pouze je vyb´ırat). Pˇ rid´ an´ı dat do seznamu s pouˇ zit´ım modelu. V tomto pˇr´ıpadˇe vyuˇz´ıv´ ame rozhran´ı ListModel. Jeho implementac´ı je tˇr´ıda DefaultListModel, kter´ a disponuje nˇekolika metodami pro pr´ aci s modelem. V prvn´ım kroku vytvoˇr´ıme instanci tˇr´ıdy DefaultListModel. DefaultListModel lm=new DefaultListModel(); dalˇs´ım kroku pouˇzijeme metodu addElement() a pˇrid´ ame do modelu pˇet prvk˚ u. lm.addElement("Prvni polozka"); lm.addElement("Druha polozka"); lm.addElement("Treti polozka"); lm.addElement("Ctvrta polozka"); lm.addElement("Pata polozka"); Vytvoˇr´ıme novou instanci tˇr´ıdy JList (v naˇsem pˇr´ıpadˇe dvˇe) a metodou setSelectionMode nastav´ıme zp˚ usob v´ ybˇeru poloˇzek v komponentˇe. l1=new JList(); l2=new JList(); l1.setSelectionMode(ListSelectionModel.MULTIPLE_INTERVAL_SELECTION); l2.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_INTERVAL_SELECTION); Vytvoˇren´ y model n´ aslednˇe “spoj´ıme“ se seznamem. l1.setModel(lm); Mohli bychom pouˇz´ıt i explicitn´ı konstruktor l1=new JList(lm); Pˇ rid´ an´ı dat do seznamu bez pouˇ zit´ı modelu Nejprve vytvoˇr´ıme stejnˇe jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe obˇe instance tˇr´ıdy JList. Pˇrid´ an´ı poloˇzek do seznamu provedeme takto: lm.add("Prvni"); lm.add("Druhy"); lm.add("Treti"); lm.add("Ctvrty"); lm.add("Paty"); Dalˇs´ı postup bude v obou pˇr´ıpadech stejn´ y. V handleru obsluhuj´ıc´ım ud´ alost ActionEvent zjist´ıme metodou getSelectedValues() vˇsechny zv´ yraznˇené poloˇzky a za pouˇzit´ı metody setListData(Object o) je nastav´ıme druhému seznamu.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E public void cPrevod(ActionEvent e) { Object [] o=l1.getSelectedValues(); l2.setListData(o); } V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.32: Pr´ ace se seznamem. Uk´ azka zdrojového k´ odu: public class Lists extends JFrame { private JList l1, l2; private JButton b; public Lists(int vyska, int sirka) { this.setSize(vyska, sirka); this.setTitle("List"); l1=new JList(); l2=new JList(); JScrollPane sp = new JScrollPane(l1, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); DefaultListModel lm=new DefaultListModel(); lm.addElement("Prvni polozka"); lm.addElement("Druha polozka"); lm.addElement("Treti polozka"); lm.addElement("Ctvrta polozka"); lm.addElement("Pata polozka"); b=new JButton("Napln"); l1.setModel(lm); JScrollPane sp2 = new JScrollPane(l2, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); this.getContentPane().add(l1); this.getContentPane().add(b); this.getContentPane().add(l2);; this.setLayout(new FlowLayout()); b.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { cPrevod(e);

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E } }); this.setVisible(true); } public void cPrevod(ActionEvent e) { Object [] o=l1.getSelectedValues(); l2.setListData(o); } } Scrollov´ an´ı seznamem. Pokud je seznam dlouh´ y, je vhodn´ y umoˇznit jeho scrollov´ an´ı, tj. posunován´ı obsahu seznamu prostˇrednictv´ım komponenty JScrollPane. Scrollov´ an´ı m˚ uˇze b´ yt jak vodorovné, tak svislé. Komponenta m´ a nˇekolik konstruktor˚ u, z nichˇz nejˇcastˇeji je pouˇz´ıv´ an tento JScrollPane(Component c, int vertical, int horizontal); Je vytvoˇren nov´ y scrollovac´ı panel scrolluj´ıc´ı obsahem zadané komponenty ve smˇeru horizont´ aln´ım, vertikáln´ım, obou ˇci ˇz´ adném na z´ akladˇe hodnot promˇenn´ ych vertical a horizontal. Ty mohou nab´ yvat n´ asleduj´ıc´ıch hodnot. Poloˇ zka

Popis

HORIZONTAL_SCROLLBAR_ALLWAYS

Vodorovn´ y posuvn´ık vˇ zdy.

HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED

Vodorovn´ y posuvn´ık jen kdyˇ z jepotˇreba.

HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER

Vodorovn´ y posuvn´ık nikdy

VERTICAL_SCROLLBAR_ALLWAYS

Svisl´ y posuvn´ık vˇ zdy.

VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED

Svisl´ y posuvn´ık jen kdyˇ z je potˇreba.

VERTICAL_SCROLLBAR_NEVER

Svisl´ y posuvn´ık nikdy.

Tabulka 10.11: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JScrollPane. Vytvoˇr´ıme nov´ y scrollovac´ı panel, kter´ y bude pohybovat obsahem seznamu v obou smˇerech. V´ ysledek bude vypadat takto. JScrollPane sp1 = new JScrollPane(l1, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); dalˇs´ım kroku jiˇz nesm´ıme na ContentPane formul´ aˇre pˇridat seznam, ale jen novˇe vytvoˇren´ y scrollovac´ı panel. Stejn´ ym zp˚ usobem postupujeme i v pˇr´ıpadˇe druhého ListBoxu. JScrollPane sp1 = new JScrollPane(l1, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); JScrollPane sp2 = new JScrollPane(l2, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); this.getContentPane().add(sp1); this.getContentPane().add(b); this.getContentPane().add(sp2);

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Komponenty s posuvn´ıky vypadaj´ı “estetiˇctˇeji”.

Obr´ azek 10.33: Pouˇzit´ı posuvn´ık˚ u pˇri pr´ aci se seznamem.

10.1.8.8

JTable

Komponenta pˇredstavuje tabulku, ˇcasto se pouˇz´ıv´ a pro zobrazov´ an´ı v´ ysledk˚ u v´ ypoˇct˚ u, v´ ypisu seznam˚ u ˇci zad´ av´ an´ı vstupn´ıch dat. Data v tabulce mohou, ale nemus´ı b´ yt, editovateln´ a. S tabulkou se zpravidla pracuje za pouˇzit´ı dvojice model˚ u. Prvn´ı model je pouˇz´ıv´ an pro sloupce (z ˇcasového hlediska se mu nebudeme vˇenovat), druh´ y model pro celou tabulku. Model sloupce ovlivˇ nuje zp˚ usob zobrazen´ı dat ve sloupci ˇci moˇznosti jejich editace, model tabulky disponuje ˇradou metod pro pr´ aci s vlastn´ı tabulkou. Moˇznosti pr´ ace s tabulkami jsou v Javˇe velmi rozs´ ahlé (nˇekteré pas´ aˇze jsou pomˇernˇe obt´ıˇzné a komplikované), uvedeme pouze nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı informace. K dispozici je nˇekolik konstruktor˚ u JTable (); JTable (int rows,int columns); JTable (TableModel t); JTable(Object[][] data, Object[] column_names) JTable(Vector row_data, Vector column_names) Prvn´ı z konstruktor˚ u vytvoˇr´ı pr´ azdnou tabulku, druh´ y pr´ azdnou tabulku se zadan´ ym poˇctem ˇr´ adk˚ u a sloupc˚ u, ˇ tˇret´ı tabulku naplnˇenou komponentami z instance tˇr´ıdy TableModelu. Ctvrt´ y a p´ at´ y konstruktor vytvoˇr´ı tabulku naplnˇenou daty, vˇcetnˇe n´ azv˚ u sloupc˚ u. Vˇsechny poloˇzky tabulky jsou editovatelné, jednotlivé prvky tabulky mus´ı b´ yt uloˇzeny v dynamické datové struktuˇre pˇredstavované vektorem. Pˇ rid´ an´ı tabulky na JScrollPane. Pˇri pr´ aci s rozs´ ahl´ ymi tabulkami je vhodné provést jejich pˇridán´ı na JScrollPane. Uˇcin´ıme to podobn´ ym zp˚ usobem jako v pˇr´ıpadˇe seznam˚ u. ScrollPane sp = new JScrollPane(table, JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); Implementace modelu. Chceme -li vytvoˇrit vlastn´ı model tabulky, pouˇzijeme abstraktn´ı tˇr´ıdu AbstractTableModel. Astraktn´ı metody tˇr´ıdy je nutné pˇredefinovat, m˚ uˇzeme tak ovlivnit jejich funkˇcnost podlem potˇreby. V tomto pˇr´ıpadˇe je nutné pˇredefinovat n´ asleduj´ıc´ı trojici metod: getRowCount(), getColumnCount() a getValueAt(). D´ ale je vhodné pˇredefinovat metodu getColumnName() vracej´ıc´ı jméno sloupce. Chceme -li tabulku n´ aslednˇe editovat, mus´ıme pˇret´ıˇzit metody setValueAt(int row,int column) a isCellEditable(bool status). Pˇri zmˇenˇe dat je nutné tuto informaci poskytnout vˇsem zaregistrovan´ ym posluchaˇc˚ um. Pro jednoduˇsˇs´ı pˇr´ıpady, kdy vystaˇc´ıme s v´ ychoz´ı implementac´ı, je vhodnˇejˇs´ı pouˇz´ıt tˇr´ıdu DefaultTableModel. Jednotlivé ˇr´ adky jsou ukl´ ad´ any do dynamické struktury Vector. Model umoˇzn ˇuje automatické generován´ı ud´ alost´ı pˇri zmˇenˇe dat uˇzivatelem, buˇ nky tabulky lze tedy editovat.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Vytvoˇ ren´ı tabulky. V pˇr´ıkladu vˇenovaném pr´ aci s tabulkou vytvoˇr´ıme tˇr´ıdu, kter´ a je potomkem abstraktn´ı tˇr´ıdy AbstractTableModel. Tabulka bude tvoˇrena 5 sloupci, které budou zobrazovat mocniny ˇc´ısel prvn´ıch pˇet ˇclen˚ u aritmetick´ ych posloupnost´ı ˇc´ısel 1-5. Tˇr´ıdu nazveme Tabulka. Obsah tabulky tvoˇr´ı poloˇzky 2D pole typu Object, sloupce poloˇzky pole typu String. Deklarujeme odkazy na tyto promˇenné jako datové poloˇzky tˇr´ıdy. public class Tabulka extends AbstractTableModel{ private Object [][] data; String [] sloupce; .... } Jejich inicializaci provedeme v konstruktoru. Konstruktor bude explicitn´ı, abychom mu mohli pˇredat poˇcet ˇr´ adek a sloupc˚ u takto vytvoˇrené tabulky. public Tabulka(int rows, int columns) { data=new Object[rows][columns]; sloupce=new String[columns]; ... } Generov´ an´ı posloupnosti provedeme ve speci´ aln´ı metodˇe nazvané getPosloupnost(), popis sloupc˚ u v metodˇe Sloupce(). Obˇe metody budou vykon´ any v konstruktoru. public Tabulka(int rows, int columns) { data=new Object[rows][columns]; sloupce=new String[columns]; this.Sloupce(); this.getPosloupnost(); } Zdrojov´ y k´ od metod vypad´ a takto. public void getPosloupnost() { for (int i=0;i
´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Nyn´ı provedeme pˇredefinov´ an´ı vˇsech v´ yˇse uveden´ ych abstraktn´ıch metod tˇr´ıdy AbstractTableModel tak, aby poskytovaly pouˇzitelné v´ ysledky. public public public return }

int getRowCount() {return data.length;} int getColumnCount() {return data[0].length;} Object getValueAt(int rowIndex, int columnIndex) { data[rowIndex][columnIndex];

V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.34: Tabulka se z´ ahlav´ım sloupc˚ u naplnˇen´ a hodnotami.

Nastaven´ı ˇ s´ıˇ rky sloupc˚ u. U tabulky ˇcasto potˇrebujeme nastavit r˚ uzné ˇs´ıˇrky sloupc˚ u v z´ avislosti na typu ˇıˇrka je zad´ zobrazovan´ ych dat. K tomuto u ´ˇcelu slouˇz´ı metoda setPreferredWidth(int sirka). S´ avána v pixelech. Metoda je vol´ ana pro konkrétn´ı sloupec z´ıskan´ y metodou getColumn(int index). t.getColumnModel().getColumn(0).setPreferredWidth(50); Mˇenit ˇs´ıˇrku sloupc˚ u je téˇz moˇzno prov´ adˇet prostˇrednictv´ım myˇsi. Povolit ˇci zak´ azat tuto moˇznost lze provést prostˇrednictv´ım metody setAutoResizeMode(int mode). M´ od

Popis

AUTO_RESIZE_SUBSEQUENT_COLUMNS

Zmˇ ena ˇs´ıˇrky sloupce tabulky, nem´ a

AUTO_RESIZE_NEXT_COLUMN

Zmˇ ena ˇs´ıˇrky sloupce na u ´kor ˇs´ıˇrky n´ asleduj´ıc´ıho sloupce.

AUTO_RESIZE_ALL_COLUMNS

Zmˇ ena ˇs´ıˇrky sloupce ovlivn´ı ˇs´ıˇrku vˇsech ostatn´ıch sloupc˚ u.

AUTO_RESIZE_LAST_COLUMN

Zmˇ ena ˇs´ıˇrky sloupce na u ´kor ˇs´ıˇrky pˇredchoz´ıho sloupce. ˇıˇrku sloupce nen´ı moˇ S´ zn´ e mˇ enit.

vliv na sousedn´ı sloupce.

AUTO_RESIZE_OFF

Tabulka 10.12: M´ ody zmˇeny ˇs´ıˇrky sloupc˚ u u tabulky.

V´ ybˇ er ˇ r´ adk˚ u tabulky. V tabulce je moˇzno oznaˇcovat (tj. vyb´ırat) ˇr´ adky, se kter´ ymi m˚ uˇzeme v dalˇs´ıch kroc´ıch prov´ adˇet r˚ uzné manipulace. Existuj´ı tˇri moˇznosti v´ ybˇeru (shodné s komponentou JList), lze je nastavit metodou setSelectionMode(). Detekci ˇr´ adky/ˇr´ adek, které byly vybr´ any, lze provést s vyuˇzit´ım instance tˇr´ıdy ListSelectionModel. Vytvoˇr´ıme instanci tˇr´ıdy ListSelectionModel, kterou inicializujeme prostˇrednictv´ım metody getSelectionModel(). ListSelectionModel vyber=t.getSelectionModel();

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Pˇri v´ ybˇeru ˇrádky doch´ az´ı k ud´ alosti ListSelection, pro pr´ aci s n´ı vyuˇzijeme rozhran´ı ListSelectionListener. Zaregistrujeme posluchaˇce vyber.addListSelectionListener(new ListSelectionListener()); a n´ aslednˇe implementujeme abstraktn´ı metody rozhran´ı. V metodˇe vytvoˇr´ıme inicializujeme odkaz tˇr´ıdy ListSelectionModel aktu´ aln´ım modelem za pouˇzit´ı metody getSource(). Na nˇej n´ aslednˇe aplikujeme metodu isSelectionEmpty() sdˇeluj´ıc´ı, zda je v´ ybˇer pr´ azdn´ y. Pokud nen´ı, z´ısk´ ame vybranou ˇr´ adku metodou getMinSelectionIndex(). Postup je, jak vid´ıme, pomˇ ernˇe komplikovan´ y. int radka; vyber.addListSelectionListener(new ListSelectionListener() { public void valueChanged(ListSelectionEvent e) { int radka; ListSelectionModel ls=(ListSelectionModel) e.getSource(); if (!l.isSelectionEmpty()) radka=ls.getMinSelectionIndex() } });

ˇ ıslo vybrané ˇr´ C´ adky sdˇel´ıme v JLabelu, kter´ y na formul´ aˇr pˇrid´ ame. K´ od uprav´ıme, v´ ysledek vypad´ a takto: public class Tabulky3 extends JFrame{ private int radka; private JLabel l; public Tabulky3(int width, int height) { this.setSize(width, height); this.setTitle("Tabulky"); l=new JLabel(); TableModel tm=new TabulkyDataAbstract(5,5); JTable t=new JTable(tm); this.setLayout(new GridLayout(1,2)); JScrollPane sp = new JScrollPane(t,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED, JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED); this.getContentPane().add(l); t.getColumnModel().getColumn(0).setPreferredWidth(50); ListSelectionModel vyber = t.getSelectionModel(); t.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION); vyber.addListSelectionListener(new ListSelectionListener() { public void valueChanged(ListSelectionEvent e) { ListSelectionModel ls=(ListSelectionModel) e.getSource(); if (!ls.isSelectionEmpty()) { radka=ls.getMinSelectionIndex(); l.setText("Vybrany radek:"+String.valueOf(radka+1)); } } }); t.setAutoResizeMode(t.AUTO_RESIZE_SUBSEQUENT_COLUMNS); this.getContentPane().add(sp); this.setVisible(true); } }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.35: Výbˇer ˇr´ adku tabulky. Detekce zmˇ en v tabulce. Chceme -li detekovat zmˇeny v tabulce, pouˇzijeme rozhran´ı TableModelListener. Rozhran´ı implementuje jednu metodu a to tableChanged(). Tuto metodu mus´ıme pˇredefinovat. t.getModel().addTableModelListener(new TableModelListener() { public void tableChanged(TableModelEvent e) { } }); Sloupec, ve kterém se upravovan´ a buˇ nka nach´ az´ı, m˚ uˇzeme detekovat prostˇrednictv´ım metody getColumn(), ˇr´ adek, ve kterém se upravovan´ a buˇ nka nach´ az´ı, prosˇrednictv´ım metody getRow(). Upravenou hodnotu lze z´ıskat prostˇrednictv´ım metody getValueAt(int row, int column). public void tableChanged(TableModelEvent e) { int radek = e.getRow(); int sloupec = e.getColumn(); TableModel m = (TableModel)e.getSource(); Object data = model.getValueAt(row, column) } Dalˇs´ı operace s JTable jiˇz nebudeme uv´ adˇet, lze je nalézt ve specializované literatuˇre. Pˇrehled nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ım metod u komponenty JTable. 10.1.8.9

Dialogov´ a okna

Pokud potˇrebujeme v aplikaci vytvoˇrit nˇejaké dalˇs´ı okno, zpravidla k tomu nepouˇz´ıv´ ame tˇr´ıdu JFrame. Jak jsme uv´ adˇeli v´ yˇse, aplikace by mˇela disponovat jedn´ım framem. Ostatn´ı okna jsou vytv´ aˇrena formou dialogu. Pr´ ace s dialogy je podobn´ a jako s framy. Dialogov´ a okna dˇel´ıme do dvou z´ akladn´ıch skupin: • Mod´ aln´ı okna. • Nemod´ aln´ı okna. Mod´ aln´ı okno je takové okno, které pˇri otevˇren´ı z˚ ust´ av´ a neust´ ale navrchu, pˇrekryje vˇsechna ostatn´ı okna aplikace. Dokud nen´ı uzavˇreno, znemoˇzn ˇuje pr´ aci s jin´ ymi okny aplikace. Mod´ aln´ı okna se ˇcasto pouˇz´ıvaj´ı pro dialogy. Nemod´ aln´ı okna tuto vlastnost nemaj´ı, lze s nimi pracovat bez omezen´ı. Pr´ ace s dialogy je podobn´ a pr´ aci s formul´ aˇri. Dialogy jsou vhodné pro nastavov´ an´ı parametr˚ u programu, umoˇzn ˇuj´ı uˇzivateli zareagovat na ˇcinnost programu, informuj´ı ho o aktu´ aln´ım stavu programu. Dialogy lze navrhovat dle vlastn´ı potˇreby, m˚ uˇzeme vˇsak vyuˇz´ıvat nˇekteré standardizované dialogy.


Popis

getRowCount()

Z´ısk´ an´ı poˇ ctu ˇr´ adk˚ u tabulky.

getColumnCount()

Z´ısk´ an´ı poˇ ctu sloupc˚ u tabulky.

getValueAt(int row, int column)

Z´ısk´ an´ı hodnoty v zadan´ em ˇr´ adku a sloupci.

getColumnName(int column)

Z´ısk´ an´ı n´ azvu sloupce.

isCellEditable(int row, int column)

Je hodnota v zadan´ em ˇr´ adku a sloupci editovateln´ a.

setPreferredWith(int width)

Nastaven´ı poˇ zadovan´ e ˇs´ıˇrky sloupce v pixelech.

getColumn(Object o)

Vrac´ı instanci typu TableColumn.

setAutoResizeMode(int mode)

Nastaven´ı m´ odu zmˇ eny ˇs´ıˇrky sloupce myˇs´ı.

setSelectionMode(int mode)

Nastaven´ı moˇ znosti v´ ybˇ eru ˇr´ adek u tabulky (jedna, v´ıce,..)

getEditingRow()

Vrac´ı ˇ c´ıslo ˇr´ adky, kter´ a je editov´ ana.

getEditingColumn()

Vrac´ı ˇ c´ıslo sloupce, kter´ y je editov´ an.

setEditingRow()

Nastav´ı ˇ c´ıslo ˇr´ adky, kter´ a bude editov´ ana.

setEditingColumn()

Nastav´ı ˇ c´ıslo sloupce, kter´ y bude editov´ an.

setModel()

Nastaven´ı modelu pro tabulku.

Tabulka 10.13: Pˇrehled metod tˇr´ıdy JTable. Pˇ reddefinovan´ e dialogy. V knihovnˇe Swing lze nalézt ˇradu pˇreddefinovan´ ych dialog˚ u. Tˇr´ıda JOptionPane obsahuje statické metody, prostˇrednictv´ım kter´ ych lze dialogy vyvol´ avat. Pod´ıv´ ame se na nejˇcastˇeji pouˇz´ıvané dialogy. ShowMessageDialog. Tento mod´ aln´ı dialog slouˇz´ı ke sdˇelov´ an´ı zpr´ av a d˚ uleˇzit´ ych informac´ı ve smˇeru program->uˇzivatel. Je nejjednoduˇsˇs´ım dialogem, zobrazuje jediné tlaˇc´ıtko s popisem OK. Vzhled dialogu m˚ uˇze b´ yt r˚ uznˇe modifikov´ an, metoda JOptionPane.showMessageDialog() je pˇret´ıˇzena. Pouˇzijeme -li JOptionPane.showMessageDialog(JComponent c, String text); je vytvoˇren jednoduch´ y dialog zobrazuj´ıc´ı zadan´ y text. V titulku je zobrazen text “Message”, okno nedisponuje ˇz´ adnou ikonou.

Obr´ azek 10.36: ShowMessage dialog. Okno m˚ uˇze m´ıt vlastn´ı titulek, v z´ avislosti na informaci, kterou sdˇeluje; lze v nˇem zobrazovat nˇekolik typ˚ u ikon které naznaˇcuj´ı charakter okna (informaˇcn´ı, v´ ystraˇzné, chybové...). Syntaxe vypad´ a takto JOptionPane.showMessageDialog(JComponent c, String text, String nadpis, int JOptionPane); Hodnoty konstant jsou uvedeny v n´ asleduj´ıc´ı tabulce.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Konstanta

Popis

PLAIN_MESSAGE

Okno neobsahuje ˇ z´ adnou ikonu, pouze prost´ y text.

WARNING_MESSAGE

V´ ystraˇ zn´ e okno

ERROR_MESSAGE

Chybov´ e okno.

INFORMATION_MESSAGE

Informaˇ cn´ı okno.

Tabulka 10.14: Pˇrehled konstant tˇr´ıdy JOptionPane. V´ ysledky vypadaj´ı takto.

Obr´ azek 10.37: Okno s prostým textem, výstraˇzné okno, chybové okno, informaˇcn´ı okno.

showOptionDialog. Tento mod´ aln´ı dialog m´ a ˇsirˇs´ı moˇznosti neˇz pouhé zobrazen´ı zpr´ avy. Jeho vzhled i funkˇcnost mohou b´ yt v´ yraznˇeji modifikov´ any. Zobraz´ıme ho metodou JOptionPane.showMessageDialog(), kter´ a je opˇet pˇret´ıˇzena. Pop´ıˇseme ho pouze struˇcnˇe, ˇradu dalˇs´ıch informac´ı lze nalézt v dokumentaci. int s showOptionDialog(Component parent, Object text, String title, int optionType, int messageType,Icon icon, Object[] options, Object initialValue); Metoda obsahuje ˇradu parametr˚ u, jejich struˇcn´ y popis je uveden v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Parametr

Popis

Component parent

Jm´ eno nadˇrazen´ e komponenty.

Object text

Text zobrazen´ y v dialogov´ em oknˇ e.

String title

Nadpis dialogov´ eho okna.

int optionType

Typ tlaˇ c´ıtek, kter´ e budou v dialogu zobrazeny.

int messageType

Typ ikony, kter´ a je v dialogu zobrazena.

Icon icon

Ikona zobrazen´ a ve stavov´ em ˇr´ adku okna.

Object [] options

Popisy jednotliv´ ych tlaˇ c´ıtek dialogu.

Object initialValue

V´ ychoz´ı hodnota, kter´ a m˚ uˇ ze b´ yt nastavena (souˇ c´ ast´ı okna m˚ uˇ ze b´ yt i combo box)

Tabulka 10.15: Pˇrehled parametr˚ u ShowOption dialogu. Pr´ ace s ikonami je stejn´ a jako v pˇr´ıpadˇe message dialogu, nebudeme ji proto uv´ adˇet. Typy tlaˇc´ıtek zobrazen´ ych v dialogu jsou d´ any konstantou, kter´ a m˚ uˇze nab´ yvat n´ asleduj´ıc´ıch hodnot.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Konstanta

Popis

NO_OPTION

Tlaˇ c´ıtko No

OK_CANCEL_OPTION

Tlaˇ c´ıtka OK a Cancel

OK_OPTION

Tlaˇ c´ıtko OK

YES_NO_CANCEL_OPTION

Tlaˇ c´ıtka YES, NO, CANCEL

YES_NO_OPTION

Tlaˇ c´ıtka YES, NO

CANCEL_OPTION

Tlaˇ c´ıtko CANCEL

YES_OPTION

Tlaˇ c´ıtko YES

Tabulka 10.16: Typy tlaˇc´ıtek zobrazovan´ ych v ShowOption dialogu. Uk´ azka zdrojového k´ odu: Object[] options = {"Ano","Ne","Neruˇ s mˇ e"}; int s=JOptionPane.showOptionDialog(this,M´ ate r´ adi programov´ an´ ı?", Ot´ azka",JOptionPane.YES_OPTION,JOptionPane.QUESTION_MESSAGE, null, options, options[2]); V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.38: Tˇr´ıtlaˇc´ıtkov´ a varianta. Chceme -li vzhled okna upravit, pouˇzijeme jinou variantu pˇret´ıˇzené metody showOptionDialog(). Tlaˇc´ıtka nemus´ı m´ıt vlastn´ı popis, lze pouˇz´ıt defaultn´ı hodnoty. int s=JOptionPane.showConfirmDialog(this, "M´ ate r´ adi programov´ an´ ı?", "Ot´ azka",JOptionPane.YES_NO_OPTION); Kombinace ˇceského a anglického jazyka nep˚ usob´ı dobˇre, mˇeli bychom se j´ı vyh´ ybat.

Obr´ azek 10.39: Dvoutlaˇc´ıtkov´ a ˇcesko-anglick´ a varianta. Uk´ azka tˇret´ı varianty pˇret´ıˇzené metody se dvˇema tlaˇc´ıtky: Object[] opt = {"Ano","Ne"}; int s=JOptionPane.showOptionDialog(this,"M´ ate r´ adi programov´ an´ ı?", "Ot´ azka",JOptionPane.YES_NO_OPTION,JOptionPane.QUESTION_MESSAGE, null, opt, opt[0]);


Obr´ azek 10.40: Upraven´ a dvoutlaˇc´ıtkov´ a varianta v ˇceském jazyce. Detekce stisknut´ eho tlaˇ c´ıtka. Metoda showOptionDialog() vrac´ı k´ od stisknutého tlaˇc´ıtka. M˚ uˇzeme tak detekovat, kter´ ym tlaˇc´ıtkem uˇzivatel dialog zavˇrel. if (s==JOptionPane.YES_OPTION) { //stiskl uzivatel tlacitko YES? } Vytvoˇ ren´ı vlastn´ıho dialogu. Vlastn´ı dialog lze vytvoˇrit jako instanci tˇr´ıdy JDialog. Pr´ ace s n´ım je podobn´ a, jako v pˇr´ıpadˇe formul´ aˇr˚ u, nebudeme ji tedy uv´ adˇet. Na dialog m˚ uˇzeme pˇrid´ avat dalˇs´ı komponenty, pouˇz´ıvat layout managery, atd... Dialogu je moˇzno nastavit modalitu/nemodalitu a to za pouˇzit´ı metody setModal(boolean b). Zobrazen´ı dialogu je moˇzné provést metodou setVisible(boolean b). N´ asleduj´ıc´ı k´ od vytvoˇr´ı mod´ aln´ı dialog. JDialog jd=new JDialog(); jd.setTitle("Vlastn´ ı dialog"); jd.setModal(true); jd.setVisible(true) 10.1.8.10

JFileChooser

Tento mod´ aln´ı dialog slouˇz´ı pro v´ ybˇer souboru, je jedn´ım z nejˇcastˇeji pouˇz´ıvan´ ych dialog˚ u. K dipozici je nˇekolik konstruktor˚ u JFileChooser(); JFileChooser(String directory); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı dialog zobrazuj´ıc´ı pˇri otevˇren´ı bˇeˇzn´ y adres´ aˇr (current directory), druh´ y konstruktor dialog vytv´ aˇrej´ı dialog zobrazuj´ıc´ı zadan´ y adres´ aˇr. Reˇ zimy dialogu JFileChooser m˚ uˇze pracovat ve dvou reˇzimech. Prvn´ım je reˇzim, ve kterém soubory m˚ uˇzeme otev´ırat, druh´ ym je reˇzim, ve kterém soubory m˚ uˇzeme ukl´ adat. Fyzické otevˇren´ı ani uloˇzen´ı souboru nen´ı provedeno, pouze je vr´ acen odkaz na vybran´ y soubor. Reˇzimy jsou d´ any konstantami OPEN_DIALOG nebo SAVE_DIALOG, je moˇzno nastavit metodou setDialogType(DialogType d). fc.setDialogType(JFileCooser.OPEN_DIALOG) fc.setDialogType(JFileCooser.SAVE_DIALOG) Oba dialogy se liˇs´ı n´ azvem titulku a popisem tlaˇc´ıtka.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Vytvoˇ ren´ı dialogu. Pro zobrazen´ı open dialogu je pouˇz´ıv´ ana metoda int showOpenDialog(JComponent c), pro zobrazen´ı save dialogu je pouˇz´ıv´ ana metoda int showSaveDialog(JComponent c). Metody vracej´ı k´ od stisknutého tlaˇc´ıtka. M˚ uˇzeme tak detekovat, zda uˇzivatel provedl volbu nˇejakého souboru. Vytvoˇrme open dialog zobrazuj´ıc´ı pˇri startu obsah adres´ aˇre C:\\Eclipse. JFileChooser fc=new JFileChooser("C:\\eclipse"); int fc.showOpenDialog(this); V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.41: Uk´ azka dialog˚ u v reˇzimech open a save. Chceme -li dialogu nastavit titulek, pouˇzijeme metodu setDialogTitle(String text). fc.setDialogTitle("Otevˇ ren´ ı souboru"); V´ ybˇ er souboru. Detekce vybraného souboru je moˇzné provést po stisknut´ı tlaˇc´ıtka Open/Save za pouˇzit´ı testu n´ avratové hodnoty metod showOpenDialog() nebo showSaveDialog(). Pro z´ısk´ an´ı jména vybraného souboru pouˇzijeme metodu getSelectedFile(File f). Detekci, zda bylo okno zavˇreno stiskem tlaˇc´ıtka Open/Save, provedeme za pouˇzit´ı konstant APPROVE_OPTION a CANCEL_OPTION. Konstanta

Popis

APPROVE_OPTION

Detekce, zda dialog uzavˇren Open/Save

CANCEL_OPTION

Detekce, zda dialog uzavˇren Cancel.

Tabulka 10.17: Detekce uzavˇren´ı dialogu. V´ ysledn´ y k´ od m˚ uˇze vypadat napˇr. takto if (fc.showOpenDialog(this)==fc.APPROVE_OPTION) { //nejaky kod System.out.println(fc.getSelectedFile().toString()); } Nastaven´ı masky. V oknech file chooseru nemus´ı b´ yt nutnˇe zobrazeny vˇsechny typy soubor˚ u. Typy zobrazen´ ych soubor˚ u mohou b´ yt omezeny za pouˇzit´ı pˇr´ıkazové masky. M˚ uˇzeme tak zobrazovat pouze soubory stejného typu, s jak´ ymi pracuje naˇse aplikace. Pro definici filtr˚ u slouˇz´ı tˇr´ıda FileFilter.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E 10.1.8.11

JPanel

Panel pˇredstavuje nejjednoduˇsˇs´ı typ kontejnerové komponenty. Jeho jedin´ ym u ´kolem je organizovat komponenty, které jsou v nˇem obsaˇzeny. Panely se pouˇz´ıvaj´ı pˇri n´ avrhu vzhledu okna. Za pouˇzit´ı vhodného layout manageru um´ıst´ıme na formul´ aˇr panely, na tyto panely n´ aslednˇe dalˇs´ı komponenty. Pro JPanel lze pouˇz´ıt n´ asleduj´ıc´ı konstruktory: JPanel(); JPanel(LayoutManager); Prvn´ı konstruktor vytvoˇr´ı panel s v´ ychoz´ım layout managerem (FlowLayout), druh´ y konstruktor vytvoˇr´ı panel s rozloˇzen´ım komponent dle zadaného layout manageru. Vzhled panelu a jeho okraje (borders) je moˇzno nastavit prostˇrednictv´ım metody setBorder (Border b). V Javˇe existuje nˇekolik typ˚ u border˚ u, jejich pˇrehled je uveden v n´ asleduj´ıc´ı tabulce. Border

Varianty

BevelBorder

BevelBorder.LOWERED BevelBorder.RAISED

CompoundBorder

-

EmptyBorder

-

EtchedBorder

EtchedBorder.LOWERED EtchedBorder.RASISED

LineBorder

LineBorder.createBlackLineBorder() LineBorder.createGrayLineBorder()

SoftBevelBorder

SoftBevelBorder.LOWERED SoftBevelBorder.RAISED

TitledBorder

TitledBorder.DEFAULT_POSITION TitledBorder.LEFT TitledBorder.RIGHT TitledBorder.TOP TitledBorder.BOTTOM

Tabulka 10.18: JPanel a typy border˚ u. Popis jednotliv´ ych border˚ u nebudeme z d˚ uvodu rozs´ ahlosti prov´ adˇet, uvedeme pouze dvˇe doporuˇcen´ı. Pokud budeme cht´ıt pouˇz´ıt border bez ohraniˇcen´ı pouze jako podkladovou komponentu pro jiné komponenty, pouˇzijeme EmptyBorder. Chceme -li pouˇz´ıt border ohraniˇcuj´ıc´ı komponenty na JPanelu, pouˇzijeme TitledBorder. Nastaven´ı borderu pro panel prov´ ad´ıme metodou setBorder(Border b). V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu vytvoˇr´ıme dva panely, obˇema nastav´ıme TitledBorder a kaˇzdému z nich titulek. Komponenty na formu budou vyuˇz´ıvat GridLayout. Pro vytvoˇren´ı panel˚ u pouˇzijeme implicitn´ı konstruktory. JPanel p1=new JPanel(); JPanel p2=new JPanel(); Vytvoˇr´ıme dvˇe instance tˇr´ıdy TitledBorder, v konstruktoru uvedeme titulky. TitledBorder b1=new TitledBorder("Prvn´ ı"); TitledBorder b2=new TitledBorder("Druh´ y"); Nastav´ıme polohu titulku na v´ ychoz´ı pozici, tj. vlevo nahoru.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E b1.setTitlePosition(TitledBorder.DEFAULT_POSITION); b2.setTitlePosition(TitledBorder.DEFAULT_POSITION); Obˇema panel˚ um nastav´ıme vytvoˇrené bordery. p1.setBorder(b1); p2.setBorder(b2); V´ ysledn´ y k´ od vypad´ a takto. public Panely(int width, int height) { this.setSize(width, height); this.setTitle("Panely"); this.setLayout(new GridLayout(2,1)); JPanel p1=new JPanel(); JPanel p2=new JPanel(); TitledBorder b1=new TitledBorder("Prvn´ ı"); TitledBorder b2=new TitledBorder("Druh´ y"); b1.setTitlePosition(TitledBorder.DEFAULT_POSITION); b2.setTitlePosition(TitledBorder.DEFAULT_POSITION); p1.setBorder(b1); p2.setBorder(b2); this.getContentPane().add(p1); this.getContentPane().add(p2); } V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.42: Vzhled TitleBorder. Do kaˇzdého z panel˚ u m˚ uˇzeme n´ aslednˇe pˇridat dvˇe tlaˇc´ıtka. Obˇema panel˚ um nastav´ıme opˇet BorderLayout. p1.setLayout(new GridLayout(1,2)); p2.setLayout(new GridLayout(1,2)); Vytvoˇr´ıme dvˇe tlaˇc´ıtka a metodou add() je pˇrid´ ame na panely. Pˇri pr´ aci s panely jiˇz nen´ı potˇreba pracovat s grafick´ ym kontextem komponenty prostˇrednictv´ım metody getContentPane().


Obr´ azek 10.43: Vzhled TitleBorder se ˇctveˇric´ı tlaˇc´ıtek. V´ ysledn´ y k´ od vypad´ a takto. JButton but1=new JButton but2=new JButton but3=new JButton but4=new p1.add(but1); p1.add(but2); p2.add(but3); p2.add(but4)

10.1.9

JButton("Prvni"); JButton("Druhe"); JButton("Treti"); JButton("Ctvrte");

Grafika

V této kapitole se sezn´ am´ıme se z´ aklady grafiky v Javˇe nad rozhran´ım Swing. Nauˇc´ıme se kreslit na plochu komponent, pouˇz´ıvat barvy ˇci naˇc´ıst rastrov´ a data. Budeme pracovat s tˇr´ıdou Graphics, kter´ a umoˇzn ˇ uje z´ akladn´ı grafické operace. Pro pokroˇcilejˇs´ı kresbu lze pouˇz´ıt tˇr´ıdu Graphics2D, kter´ a je také souˇc´ ast´ı Javy, jej´ı popis zde jiˇz neuv´ ad´ıme. V Javˇe m˚ uˇzeme kreslit jak 2D, tak i 3D objekty. Existuje velké mnoˇzstv´ı extern´ıch tˇr´ıd obsahuj´ıc´ıch nástroje prov´ adˇej´ıc´ı ˇradu pokroˇcil´ ych grafick´ ych operac´ı jako rendering, animaci, pr´ aci s multimédii. Java dokáˇze vyuˇz´ıvat knihovny OpenGL. Rychlost grafiky v Javˇ e. V praxi se ˇcasto setk´ av´ ame s argumentem, ˇze grafika v Javˇe je pomal´ a. Uved’me toto tvrzen´ı na spr´ avnou m´ıru. Tento nedostatek se projevoval zejména u prvn´ıch verz´ı jazyka Java, rychlost interpretovaného k´ odu byla aˇz 30 niˇzˇs´ı neˇz u kompilovaného C++. V takovém pˇr´ıpadˇe bylo moˇzno oznaˇcit grafiku v Javˇe za pomˇernˇe pomalou. V souˇcasné dobˇe je Java asi 2x pomalejˇs´ı neˇz C++ (pˇribliˇzn´ yu ´daj), grafiku v Javˇe m˚ uˇzeme povaˇzovat za pomˇernˇe rychlou. Kdy dojde k vykreslen´ı obrazu? Pˇri kreslen´ı v Javˇe za pouˇzit´ı tˇr´ıdy Graphics nem˚ uˇzeme pˇresnˇe urˇcit okamˇzik, kdy dojde k vykreslen´ı obrazu. Kresba je provedena v okamˇziku, kdy to grafické rozhran´ı povaˇzovat za nezbytné. Pˇrekreslen´ı obrazu vˇsak m˚ uˇzeme vyvolat ”umˇele” prostˇrednictv´ım metody repaint(). Tento zp˚ usob je ponˇekud nezvykl´ y, vede vˇsak uˇzivatele k tomu, ˇze nen´ı moˇzné na plochu okna kreslit bez systému v okamˇziku, kdy se mu zrovna zachce. Je zp˚ usoben t´ım, ˇze vykreslov´ an´ı nesm´ı b´ yt pˇreruˇseno ˇzádnou jinou ˇcinnost´ı, proto JVM vyˇck´ av´ a na vhodn´ y okamˇzik. Vykreslov´ an´ı prob´ıh´ a hierarchicky od komponent s vyˇsˇs´ı hierarchi´ı sestupnˇe ke komponent´ am s niˇzˇs´ı hierarchi´ı.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Double buffering. Java pro zv´ yˇsen´ı kvality podporuje vykreslov´ an´ı techniku double bufferingu. Vykreslov´ an´ı v takovém pˇr´ıpadˇe neprob´ıh´ a po pˇr´ımo na komponentˇe, ale ve specializovaném bufferu v pamˇeti. Po vykreslen´ı do bufferu je obr´ azek “pˇrenesen” na komponentu jako celek. V´ ysledkem je kvalitnˇejˇs´ı obraz neˇz pˇri klasickém pˇr´ıstupu. Kresl´ıc´ı plocha m´ a v Javˇe tvar obdéln´ıka. Pro zv´ yˇsen´ı rychlosti vykreslov´ an´ı se v Javˇe ˇcasto pouˇz´ıvá trik, kdy komponenty oznaˇc´ıme za pr˚ uhledné. Grafické rozhran´ı pak nemus´ı ztr´ acet ˇcas s jejich vykreslován´ım. Vykreslov´ an´ı prob´ıh´ a na pl´ atno komponenty, které se naz´ yv´ a Canvas. Metody pro kreslen´ı ve Swingu. Jak jsme uvedli v u ´vodu, pˇri pˇrekreslov´ an´ı je pouˇz´ıv´ an hierarchick´ y model. Ten ud´ av´ a poˇrad´ı pˇrekreslov´ an´ı jednotliv´ ych grafick´ ych kompoment na formul´ aˇri. Nejprve je vykresleno pozad´ı formul´ aˇre, n´ aslednˇe vykreslen´ı grafiky, poté okraj komponenty a jako posledn´ı komponenty s niˇzˇs´ı hierarchi´ı um´ıstˇené na této komponentˇe. Postup je realizov´ an trojic´ı metod.

Obr´ azek 10.44: Postup pˇrekreslen´ı komponenty. 1. Metoda paintComponent() je nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı metodou, kter´ a se pouˇz´ıv´ a pˇri prekreslov´ an´ı komponent. Nejprve prov´ ad´ı pˇrekreslen´ı pozad´ı, poté prov´ ad´ı vykreslen´ı grafiky. Tato metoda m˚ uˇze, a ˇcasto b´ yvá, uˇzivatelem pˇredefinov´ ana, umoˇzn ˇuje mu ovlivnit zp˚ usob vykreslov´ an´ı vlastn´ı grafiky. 2. N´ aslednˇe metoda paintBorder() provede vykreslen´ı okraje komponenty. Tato metoda by nemˇela b´ yt uˇzivatelem pˇredefinov´ av´ ana. 3. Metoda paintChildren() provede vykreslen´ı komponent na hierarchicky niˇzˇs´ı u ´rovni. Ani tato metoda by nemˇela b´ yt uˇzivatelem pˇredefinov´ ana. Princip pˇ rekreslen´ı plochy. Pˇrekreslen´ı plochy komponenty je provedeno po vyvol´ an´ı metody repaint(). Tato metoda zavol´ a nejprve metodu update(), kter´ a pˇres komponentu nakresl´ı vyplnˇen´ y obdéln´ık v barvˇe pozad´ı a tak vlastnˇe kresbu vymaˇze. N´ aslednˇe je zavol´ ana metoda paintComponent(), kter´ a provede vykreslen´ı. Vyvol´ an´ım metody repaint() dojde vˇzdy k smaz´ an´ı p˚ uvodn´ı kresby. Metoda repaint je pˇret´ıˇzená, uved’me nˇekteré prototypy: repaint(); repaint(int time); repaint(int time, int x, int y, int width, int heigh); Prvn´ı metoda provede pˇrekreslen´ı v okamˇziku, kdy to systém uzn´ a za vhodné, druh´ a v zadaném ˇcase v milisekund´ ach, tˇret´ı pˇrekresl´ı pouze oblast zadanou v´ yˇrezem v zadaném ˇcase v milisekund´ ach. 10.1.9.1

Z´ akladn´ı entity a jejich kresba

V této kapitole se sezn´ am´ıme se z´ akladn´ımi grafick´ ymi entitami a metodami jejich vykreslov´ an´ı v GUI Javy. Kaˇzd´ y sloˇzitˇejˇs´ı u ´tvar lze z tˇechto entit sloˇzit, pˇredstavuj´ı tedy z´ akladn´ı stavebn´ı jednotku v´ ykresu. Upozornˇeme, ˇze ve tˇr´ıdˇe Graphics nem˚ uˇzeme nastavit linii ˇs´ıˇrku a typ, z grafick´ ych atribut˚ u j´ı m˚ uˇzeme nastavit pouze barvu. Struˇcnˇe popiˇsme nˇekteré grafické entity:

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Linie. Pro kresbu linie je pouˇz´ıv´ ana metoda drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2). Vykresl´ı linii jdou z poˇc´ ateˇcn´ıho bodu P1 = [x1 , y1 ] do koncového bodu P2 = [x2 , y2 ]. Eliptick´ a v´ yseˇ c. Kresbu eliptické v´ yseˇce lze provést metodou drawArc(int x, int y, int sirka, int vyska, int start_uhel, int konc_uhel). Souˇradnice x, y pˇredstavuj´ı lev´ y horn´ı roh obdéln´ıka zadané ˇs´ıˇrky a délky, do kterého je v´ yseˇc veps´ ana, jsou d´ any poˇc´ ateˇcn´ı a koncov´ yu ´hel ovlivˇ nuj´ıc´ı ”délku” oblouku. Elipsa. Metoda drawOval(int x, int y, int sirka, int vyska) slouˇz´ı k vykreslen´ı elipsy vepsané do obdéln´ıku zadané ˇs´ıˇrky a délky, jsou d´ any souˇradnice levého horn´ıho rohu obdéln´ıka. Polygon. Polygon pˇredstavuje uzavˇrenou oblast definovanou lomov´ ymi body spojen´ ymi u ´seˇckami. Lze ho nakreslit metodou drawPolygon(), kter´ a je pˇret´ıˇzen´ a. Existuj´ı dvˇe varianty: drawPolygon(int [x], int [y], int pocet_vrcholu) a drawPolygon(Polygon p). V prvn´ı je polygon definov´ an polem x-ov´ ych a yov´ ych souˇradnic, druh´ y objektem typu polygon. Polyline. Polyline pˇredstavuje lomenou ˇc´ aru, lze ho nakreslit metodou drawPolyline( int [x], int [y], int pocet_vrcholu). V´ yznam parametr˚ u je stejn´ y jako u polygonu. Obd´ eln´ık. Pro kresbu obdéln´ıku slouˇz´ı metoda drawRect(int x, int y, int sirka, int vyska). V´ yznam parametr˚ u je stejn´ y jako u elipsy. 3D obd´ eln´ık. Metoda draw3DRect(int x, int y, int sirka, int vyska, boolean stav) vytvoˇr´ı plastick´ y obdéln´ık pˇripom´ınaj´ıc´ı tlaˇc´ıtko. Tlaˇc´ıtko m˚ uˇze b´ yt zam´ aˇcklé nebo nikoliv, rozhoduje o tom booleovská promˇenn´ a stav. Text. Pro um´ıstˇen´ı textu na specifické souˇradnice je pouˇz´ıv´ ana metoda drawString( String text, int x, int y). Vyplˇ nov´ an´ı entit barvou. Dalˇs´ı skupinu n´ astroj˚ u tvoˇr´ı metody pro vyplˇ nov´ an´ı nˇekter´ ych v´ yˇse uveden´ ych ´ entit barvou. Utvary jsou standardnˇe vyplˇ nov´ any stejnou barvou, jakou byly nakresleny. Pˇripomeˇ nme metody setColor( Color c) a getColor() pro nastaven´ı a z´ısk´ an´ı barvy. Pokud chceme vyplnit u ´tvar jinou barvou, neˇz je nakreslen jeho obrys, postupujeme n´ asledovnˇe. nastav´ıme barvu pro v´ yplˇ n a vypln´ıme u ´tvar, zmˇen´ıme barvu vykresl´ıme obrys u ´tvaru. Parametry metod jsou stejné jako v pˇr´ıpadˇe metod pro kresbu nevyplnˇen´ ych entit. Vyplnˇ en´ y 3D obd´ eln´ık. Metoda fill3DRect(int x, int y, int sirka, int vyska, boolean stav) nakresl´ı vyplnˇen´ y plastick´ y obdéln´ık. Vyplnˇ en´ a eliptick´ a v´ yseˇ c. Metoda fillArc(int x, int y, int sirka, int vyska, int start_uhel, int konc_uhel) slouˇz´ı k nakreslen´ı vyplnˇené eliptické oblasti. Vyplnˇ en´ a elipsa. Metoda fillOval(int x, int y, int sirka, int vyska) umoˇzn ˇuje nakreslen´ı vyplnˇené elipsy.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Vyplnˇ en´ y polygon. Pro kresbu vyplnˇeného polygonu jsou pouˇz´ıv´ any metody fillPolygon(int [x], int [y], int pocet_vrcholu) nebo fillPolygon(Polygon p). Vyplnˇ en´ y obd´ eln´ık. Metoda drawRect(int x, int y, int sirka, int vyska), slouˇz´ı pro kresbu vyplnˇeného obdéln´ıku. 10.1.9.2

Pˇ r´ıklady

Informace, které jsme z´ıskali se nyn´ı pokus´ıme aplikovat ve tˇrech pˇr´ıkladech. Pˇ r´ıklad 1. Prvn´ı z pˇr´ıklad˚ u bude generovat soustˇredné kruˇznice se stˇredem ve stˇredu okna s krokem 10 pixel˚ u. Vykreslov´ an´ı bude provedeno v tˇr´ıdˇe, kter´ a je potomkem tˇr´ıdy JComponent. Formul´ aˇr bude vytvoˇren ve tˇr´ıdˇe, kter´ a bude potomkem tˇr´ıdy JFrame. Vykreslov´ an´ı nebudeme prov´ adˇet pˇr´ımo na pl´ atno formuláˇre, ale na komponentu JPanel pˇridanou na formul´ aˇr. public class Main3 extends JFrame{ public Main3(int width, int height) { this.setSize(width,height); this.setTitle("Kruznice"); JPanel p=new JPanel(); p.add(new Draw()); this.getContentPane().add(p); p.setLayout(new BorderLayout()); p.add(new Kruznice(width,height)); this.setVisible(true); } public static void main (String [] args) { new Main3(300,200); } Vˇsimnemˇe si, ˇze na panel pˇrid´ ame metodou add() novou instanci tˇr´ıdy Kruznice, kter´ a bude zajiˇst’ovat vykreslen´ı. Tento postup lze zobecnit, instanci tˇr´ıdy prov´ adˇej´ıc´ı kresbu tedy pˇrid´ av´ ame na komponentu, na kterou se bude kreslen´ı prov´ adˇet. Implementace tˇr´ıdy Kruznice vypad´ a takto. public class Kruznice extends JComponent{ private int sirka, vyska; public Kruznice(int sirka, int vyska) { this.sirka=sirka; this.vyska=vyska; } public void paintComponent(Graphics g) { for (int i=0;(i

Obr´ azek 10.45: Vykreslen´ı soustˇredných kruˇznic. Pˇ r´ıklad 2. Pˇr´ıklad ilustruje pr´ aci s rozhran´ımi MouseListener, a MouseMotionListener. Budeme vytváˇret v´ ybˇerovou mnoˇzinu ve tvaru obdéln´ıku (tj. ohradu), jej´ıˇz rozmˇery se budou mˇenit na z´ akladˇe polohy myˇsi. Zamysleme se, pˇri kter´ ych ud´ alostech myˇsi budeme prov´ adˇet vykreslov´ an´ı ohrady. Po stisknut´ı tlaˇc´ıtka na myˇsi zjist´ıme aktu´ aln´ı pozici kurzoru, oˇsetˇrujeme handler mousePressed(). Tlaˇc´ıtko myˇsi drˇz´ıme st´ ale stisknuté, odeˇc´ıt´ ame polohu aktu´ aln´ı pozice kurzoru, tj. oˇsetˇrujeme metodu mouseDragged(), pˇri které prov´ ad´ıme vykreslov´ an´ı obdéln´ıka. Po uvolnˇen´ı tlaˇc´ıtka na myˇsi (metoda mouseReleased()) nebudeme prov´ adˇet ˇz´ adnou akci. Ohrada na ploˇse z˚ ustane aˇz do dalˇs´ıho zad´ av´ an´ı. Souˇradnice levého horn´ıho a pravého doln´ıho rohu ohrady budeme ukládat do promˇenn´ ych typu int. Ve tˇr´ıdˇe main deklarujeme potˇrebné promˇenné, vytvoˇr´ıme JPanel, kter´ y um´ıst´ıme na formul´ aˇr. Kreslen´ı bude prob´ıhat ve tˇr´ıdˇe Draw, jej´ıˇz instanci také vytvoˇr´ıme. public class Main extends JFrame{ private int x1, y1, x2, y2; private Draw d; public Main(int width, int height) { this.setSize(width, height); this.setTitle("Ohrada"); this.setLayout(new GridLayout(1,1)); JPanel p=new JPanel(); p.setBackground(Color.WHITE); p.setLayout(new BorderLayout()); d=new Draw(); p.add(d); this.getContentPane().add(p); this.setVisible(true); ... } Pro JPanel zaregistrujeme posluchaˇce, pouˇzijeme dvˇe rozhran´ı: MouseListener a MouseMotionListener. Vˇsechny jejich metody mus´ı b´ yt pˇredefinov´ any. N´ as budou zaj´ımat metody mousePressed() a mouseDragged(). V prvn´ım handleru inicializujeme souˇradnice levého horn´ıho a pravého doln´ıho rohu tak, aby byly totoˇzné, ve druhém handleru mˇen´ıme souˇradnice pouze pravého doln´ıho rohu. Pro z´ısk´ an´ı polohy kurzoru pouˇzijeme metody getX() a getY(), které vol´ ame pro parametry obou handler˚ u. p.addMouseListener(new MouseListener()

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E { public void mouseClicked(MouseEvent e) {} public void mouseEntered(MouseEvent e) {} public void mousePressed(MouseEvent e) { x1=e.getX(); y1=e.getY(); x2=e.getX(); y2=e.getY(); d.setRectangle(x1,y1, x2,y2); } public void mouseReleased(MouseEvent e){} public void mouseExited(MouseEvent e){} }); p.addMouseMotionListener(new MouseMotionListener() { public void mouseDragged(MouseEvent e) { x2=e.getX(); y2=e.getY(); d.setRectangle(x1,y1, x2,y2); repaint(); } public void mouseMoved(MouseEvent e) {} }); } Vykreslen´ı budeme prov´ adˇet v metodˇe paintComponent() tˇr´ıdy Draw. Hodnoty aktu´ aln´ıch souˇradnice obou roh˚ u jsou pˇred´ av´ any metodou setRectangle(). public class Draw extends JComponent{ private int x1,y1, x2, y2; public Draw() { } public void paintComponent(Graphics g) { g.setColor(Color.RED); g.drawRect(x1,y1,x2-x1, y2-y1); } public void setRectangle(int x1, int y1,int x2, int y2) { this.x1=x1; this.y1=y1; this.x2=x2; this.y2=y2; } }


Obr´ azek 10.46: Vykreslen´ı výbˇerové mnoˇziny. Pˇ r´ıklad 3. V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu se budeme pokouˇset vytvoˇrit program, kter´ y bude generovat u ´seˇcky s n´ ahodn´ ymi hodnotami souˇradnic koncov´ ych bod˚ u a n´ ahodnou hodnotou barvy. Souˇradnice jednotliv´ ych poˇc´ ateˇcn´ıch a koncov´ ych bod˚ u budeme ukl´ adat do dynamické datové struktury ArrayList. Poˇcet u ´seˇcek je zn´ am pˇredem, v´ ypoˇcet tedy probˇehne v cyklu for. Pˇri n´ avrhu struktury tˇr´ıd pouˇzijeme princip kompozice a to na z´ akladˇe u ´ vahy ”M´ au ´seˇcka nˇejaké body?” Nejprve vytvoˇr´ıme tˇr´ıdu Bod, bude obsahovat dvˇe datové poloˇzky pˇredstavuj´ıc´ı souˇradnice x, y bodu. public class Bod { private int x,y; public Bod(int x, int y) { this.x=x; this.y=y; } } ´ cku budou tvoˇrit poˇc´ Useˇ ateˇcn´ı a koncov´ y bod, bude m´ıt uloˇzeny informace o barvˇe. Nové instance tˇr´ıdy Usecka budou vytv´ aˇreny za pouˇzit´ı explicitn´ıho konstruktoru, kaˇzdé u ´seˇcka si nese informace o sv´ ych krajn´ıch bodech a barvˇe. Aby bylo moˇzno u ´ seˇcky moˇzno v cyklu vykreslit, ve tˇr´ıdˇe jsou implementov´ any metody (tj. gettery) vracej´ıc´ı informace o poˇc´ ateˇcn´ım, koncovém bodˇe a barvˇe u ´seˇcky. public class Usecka { private Bod start, end; private Color col; public Usecka(int x1, int y1, int x2, int y2, Color col) { this.start=new Bod (x1, y1); this.end=new Bod (x2, y2); this.col=col; } public Bod getStart(){return this.start;} public Bod getEnd(){return this.end;} public Color getColor(){return this.col;} }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Vlastn´ı generov´ an´ı u ´seˇcek prov´ ad´ı ve svém konstruktoru tˇr´ıda Generovani. Jako form´ aln´ı parametry jsou explicitn´ımu konstruktoru pˇred´ av´ any n´ asleduj´ıc´ı u ´daje: poˇcet u ´seˇcek, ˇs´ıˇrka a v´ yˇska JPanelu.Vygenerované u ´seˇcky jsou ukl´ ad´ any do ArrayListu typu Usecky. Pro generov´ an´ı n´ ahodn´ ych ˇc´ısel pouˇzijeme statickou metodu random(), kter´ a se nach´ az´ı ve tˇr´ıdˇe Math. Ve tˇr´ıdˇe jsou d´ ale implementov´ any metody vracej´ıc´ıc´ı poˇcet vygenerovan´ ych u ´seˇcek a jednu u ´seˇcku. public class Generovani { private ArrayList <Usecka> u; public Generovani(int kolik, int width, int height) { u=new ArrayList <Usecka>(); for (int i=0; i
´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E public class Main extends JFrame{ public Main(int width, int height) { this.setSize(width, height); this.setTitle("Usecky"); this.setLayout(new GridLayout(1,1)); Generovani g=new Generovani(30,width, height); JPanel p=new JPanel(); p.setBackground(Color.WHITE); p.setLayout(new BorderLayout()); p.add(new Draw(g)); this.getContentPane().add(p); p.add(new Draw(g)); this.setVisible(true); } public static void main(String[] args) { new Main(400,200); } } V´ ysledek vypad´ a takto.

Obr´ azek 10.47: Vykreslen´ı lini´ı s n´ ahodnými souˇradnicemi i barvami. Pˇr´ıklad by d´ ale bylo moˇzno vylepˇsit pˇrid´ an´ım tlaˇc´ıtka generuj´ıc´ıho po kaˇzdém stisku novou posloupnost u ´seˇcek. Na formul´ aˇr bychom pˇridali tlaˇc´ıtko. Pˇri umist’ov´ an´ı na formul´ aˇr pouˇzijeme BorderLayout, panel bude BorderLayout.CENTER, tlaˇc´ıtko BorderLayout.SOUTH. JButton b =new JButton("Generuj"); this.add(b, BorderLayout.SOUTH); b.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { Generuj(e); } }); Metoda Generuj() vypad´ a takto: public void Generuj(ActionEvent e) { g=new Generovani(30,width, height); p=new JPanel();

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E p.setBackground(Color.WHITE); p.setLayout(new BorderLayout()); p.add(new Draw(g)); this.getContentPane().add(p,BorderLayout.CENTER); p.add(new Draw(g)); this.setVisible(true); } A v´ ysledek.

Obr´ azek 10.48: Pˇredchoz´ı pˇr´ıklad doplnˇený tlaˇc´ıtkem. 10.1.9.3

Pr´ ace s obr´ azky

V programu ˇcasto pracujeme s rastry. Java nativnˇe pracuje s form´ aty JPG, PNG a GIF. Rastry mohou b´ yt pˇripojov´ any jak z lok´ aln´ıho zdroje, tak ze vzd´ aleného poˇc´ıtaˇce prostˇrednictv´ım URL. Metody pro práci s rastry nalezneme ve tˇr´ıd´ ach ImageIO, BufferedImage, ImageIcon. Tato problematika je pomˇernˇe rozsáhlá, Java disponuje ˇradou n´ astroj˚ u pro pr´ aci s rastry, omez´ıme se jen na velmi struˇcn´ y popis z´ akladn´ıch moˇznost´ı, pˇredevˇs´ım s postupem pro naˇcten´ı a uloˇzen´ı rastru. Pr´ ace s rastrem pˇredstavuje zpravidla dva kroky: prvn´ı tvoˇr´ı jeho naˇcten´ı, druh´ y jeho zobrazen´ı. Naˇ cten´ı rastru. Naˇcten´ı rastru lze provést nˇekolika zp˚ usoby. Uk´ aˇzeme dvˇe varianty, prvn´ı s vyuˇzit´ım tˇr´ıdy BufferedImage, druhou s vyuˇzit´ım tˇr´ıdy ImageIcon(). Naˇ cten´ı rastru z lok´ aln´ıho zdroje. Naˇcten´ı nejprve provedeme z lok´ alnˇe um´ıstˇeného souboru. Nejprve vytvoˇr´ıme instanci tˇr´ıdy File a inicializujeme ji cestou k souboru. Pˇripomeˇ nme, ˇze pˇri z´ apisu cesty mus´ıme pouˇz´ıvat dvojit´ a lom´ıtka, pˇri pouˇzit´ı jednoho lom´ıtka by se jednalo o ESCAPE sekvenci. File f=new File("C:\\zajic.png"); Vytvoˇr´ıme odkaz na instanci tˇr´ıdy BufferedImage BufferedImage im; Rastr naˇcteme statickou metodou tˇr´ıdy ImageIO.read(File f) a inicializujeme s n´ım odkaz im. im=ImageIO.read(f); Druhou moˇznost pˇredstavuje vyuˇzit´ı tˇr´ıdy ImageIcon. Vytvoˇr´ıme novou instanci tˇr´ıdy ImageIcon, v konstruktoru ji inicializujeme souborem s rastrem, konstruktor oˇcek´ av´ a na vstupu objekt typu String. Metodou toString() z´ısk´ ame n´ azev souboru.

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E ImageIcon i=new ImageIcon(f.toString()); V dalˇs´ım kroku vytvoˇr´ıme odkaz na instanci tˇr´ıdy Image a inicializujeme ji prostˇrednictv´ım metody getImage() naˇcteme rastr. Image im=i.getImage(); Naˇ cten´ı rastru ze vzd´ alen´ eho zdroje. Pˇri naˇc´ıt´ an´ı rastru ze vzd´ aleného zdroje vytvoˇr´ıme novou instanci tˇr´ıdy URL, kterou inicializujeme odkazem na rastr. url=new URL("http://www.natur.cuni.cz/gis/tomas/1.jpg"); Dalˇs´ı postup je stejn´ y jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe im=ImageIO.read(url); Zobrazen´ı rastru. Poté, co je rastr naˇcten, je nutné ho zobrazit. Zpravidla se pouˇz´ıv´ a komponenta JPanel. Zobrazov´ an´ı rastru prob´ıh´ a v pˇredefinované metodˇe paintComponent() za pouˇzit´ı metody drawImage(). Metoda je pˇret´ıˇzena, je k dispozici celkem 6 prototyp˚ u této metody. Nejjednoduˇsˇs´ı varianta vypad´ a takto: boolean drawImage(Image img,int x,int y, ImageObserver observer) Metoda neupravuje velikost rastru, rastr se na komponentu nemus´ı vej´ıt cel´ y, v takovém pˇr´ıpadˇe je zobrazena pouze lev´ a horn´ı ˇc´ ast rastru. Pokud bychom chtˇeli rastr zobrazit cel´ y, m˚ uˇzeme bud’ formul´ aˇr zvˇetˇsit, nebo um´ıstit JPanel na JScrollPane. Promˇenn´ a img pˇredstavuje odkaz na naˇcten´ y rastr, x, y souˇradnice levého horn´ıho rohu rastru na komponentˇe, observer objekt, kter´ y je uvˇedomˇen, je -li rastr naˇcten. V naˇsem pˇr´ıpadˇe bude k´ od pro vykreslen´ı vypadat takto: public void paintComponent(Graphics g) { g.drawImage(im,0,0,this); } Druh´ y prototyp, kter´ y uvedeme, obsahuje parametry width/height, které umoˇzn´ı stanovit novou velikost rastru. Rastr tedy m˚ uˇzeme dodateˇcnˇe zvˇetˇsit ˇci zmenˇsit. boolean drawImage(Image img, int x, int y, int sirka, int vyska, ImageObserver observer). Uloˇ zen´ı rastru. Rastr m˚ uˇzeme uloˇzit za pouˇzit´ı statické metody ImageIO.write(). Jej´ı prototyp vypadá takto: write(RenderedImage im, String format, File soubor).

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Pr´ ace s pixely S jednotliv´ ymi pixely rastru lze manipulovat prostˇrednictv´ım metody setRGB(int x, int y, int color). Metoda umoˇzn ˇ uje nastavit pixelu zvolenou barvu, barva je vyj´ adˇrena prostˇrednictv´ım hodnoty int. Rastr se chov´ a jako matice, x pˇredstavuje ˇr´ adkov´ y index, y sloupcov´ y index. Hodnotu barvy ve zvoleném pixelu lze z´ıskat metodou int getRGB(int x, int y), metoda vrac´ı ˇc´ıslo typu int. Chceme -li z´ıskat hodnoty jednotliv´ ych barevn´ ych sloˇzek, pouˇzijeme n´ asleduj´ıc´ı k´ od: c=getRGB(x,y); int red = (c & 0x00ff0000) > > 16; int green = (c & 0x0000ff00) > > 8; int blue = c & 0x000000ff; Velikost rastru lze zjistit metodami getWidht() a getHeight(). Pouˇz´ıvaj´ı se, pokud chceme v cyklu procházet rastrem po pixelech. V n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkladu otevˇreme rastr nach´ azej´ıc´ı se ve vzd´ aleném zdroji. Rastr zobraz´ıme, vˇsem pixel˚ um nastav´ıme hodnotu barevn´ ych sloˇzek n´ asledovnˇe Rnov = R/3, Gnov = G, Bnov = B/3. Naˇcten´ı rastru provedeme v metodˇe loadImage(). public void loadPicture() { try { url=new URL("http://www.natur.cuni.cz/gis/tomas/1.jpg"); im=ImageIO.read(url); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } Pro z´ısk´ an´ı hodnot barevn´ ych sloˇzek pouˇzijeme metodu getRGB(). Na z´ akladˇe poˇzadavku zad´ an´ı uprav´ıme hodnoty barevn´ ych sloˇzek R a B, vytvoˇr´ıme novou instanci tˇr´ıdy Color a pomoc´ı getRGB() pˇrevedeme jej´ı hodnotu na ˇc´ıslo typu int, tuto hodnotu nastav´ıme pro pixel metodou setRGB(). public void editPicture() { for (int i=0;i > 16; int green = (c & 0x0000ff00) > > 8; int blue = c & 0x000000ff; red=red/3; blue=blue/3; Color ce=new Color(red,green,blue); im.setRGB(i,j,ce.getRGB()); } } }

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E Upraven´ y rastr n´ aslednˇe uloˇz´ıme public void savePicture() { File soubor=new File("C::\\Temp\\Pokus.jpg"); try { ImageIO.write(im, "jpg", soubor); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } Pro zobrazen´ı pouˇz´ıv´ ame metodu drawImage(), velikost rastru nastav´ıme stejnou jako velikost JPanelu, na které vykreslen´ı rastru prov´ ad´ıme. Pro nastaven´ı velikosti pouˇzijeme explicitn´ı konstruktor. public class Obrazek extends JComponent{ private int width, height; private URL url; private BufferedImage im; public Obrazek(int width, int heigth) { this.width=width; this.height=heigth; } public void loadPicture() { try { url=new URL("http://www.natur.cuni.cz/gis/tomas/1.jpg"); im=ImageIO.read(url); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public void editPicture() { for (int i=0;i > 16; int green = (c & 0x0000ff00) > > 8; int blue = c & 0x000000ff;

´ UZIVATELSK ˇ ´ ROZHRANÍ KAPITOLA 10. JAVA, GRAFICKE E red=red/3; blue=blue/3; Color ce=new Color(red,green,blue); im.setRGB(i,j,ce.getRGB()); } } } public void savePicture() { File soubor=new File("C::\\Temp\\Pokus.jpg"); try { ImageIO.write(im, "jpg", soubor); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public void paintComponent(Graphics g) { g.drawImage(im,0,0, width,height, this); } } Nyn´ı vytvoˇr´ıme formul´ aˇr s grafick´ ym n´ avrhem, rastr zobraz´ıme v JPanelu. public class MainObrazek extends JFrame { public MainObrazek(int width, int height) { this.setSize(width, height); this.setTitle("Obrazek"); JPanel p=new JPanel(); p.setLayout(new BorderLayout()); Obrazek o=new Obrazek(width, height); o.loadPicture(); o.editPicture(); p.add(o); this.getContentPane().add(p); this.setVisible(true); } public static void main(String [] arg) { new MainObrazek(400,400); } } Uk´ azka p˚ uvodn´ıho a upraveného rastru.


Obr´ azek 10.49: Vlevo p˚ uvodn´ı, vpravo upravený rastr.

Kapitola 11

Aplety Aplet (v anglickém jazyce applet) pˇredstavuje aplikaci menˇs´ıho rozsahu um´ıstˇenou do WWW strany, která bˇeˇz´ı v oknˇe prohl´ıˇzeˇce. Aplet je spouˇstˇen po naˇcten´ı WWW strany, nem˚ uˇze tedy bˇeˇzet samostatnˇe bez prohl´ıˇzeˇce. Dˇr´ıve aplety pˇredstavovaly jedno z typick´ ych vyuˇzit´ı Javy, v souˇcasné dobˇe se Java pouˇz´ıvá na ”serióznˇejˇs´ı” typy aplikac´ı. Aplety jsou proto pouˇz´ıvány sp´ıˇse pro oˇziven´ı WWW stránek ˇci ukázku jednoduch´ ych algoritm˚ u. Aplety, na rozd´ıl od bˇeˇzn´ ych aplikac´ı, maj´ı nˇekterá omezen´ı bezpeˇcnostn´ıho charakteru: • aplet nem˚ uˇze spouˇstˇet programy na domovském serveru. • aplet nem˚ uˇze zapisovat do soubor˚ u v poˇc´ıtaˇci, na kterém je spuˇstˇen. • aplet nem˚ uˇze navazovat spojen´ı jinam neˇz na domovsk´ y server. Aplety mohou b´ yt digit´ alnˇe podeps´ any, v takovém pˇr´ıpadˇe nˇekterá z bezpeˇcnostn´ıch omezen´ı neplat´ı. Problematikou digitálnˇe podepsan´ ych aplet˚ u se tento materiál nezab´ yvá. Pokud budeme aplet pˇrekládat, je nutné vz´ıt v u ´ vahu, ˇze uˇzivatel nemus´ı m´ıt k dispozici posledn´ı verzi JDK, a applet mu nemus´ı fungovat. Aplety lze vytváˇret nad grafick´ ym rozhran´ım AWT i Swing. Rozhran´ı AWT je podporováno vˇsemi prohl´ıˇzeˇci, o rozhran´ı Swing to neplat´ı. Navzdory naˇs´ım snah´ am bude v kaˇzdém prohl´ıˇzeˇci aplet vypadat trochu jinak. V této kapitole se budeme zab´ yvat pouze aplety vytvoˇren´ ymi v grafickém rozhran´ı Swing. Applety maj´ı nˇekteré zaj´ımavé vlastnosti: mohou pˇrehr´ avat multimedi´ aln´ı soubory, mohou volat veˇrejné metody jin´ ych applet˚ u um´ıstˇen´ ych na stejné WWW stranˇe.

11.1

Struktura appletu

Aplet m˚ uˇze b´ yt tvoˇren jednou nebo v´ıce tˇr´ıdami, v´ ychoz´ı tˇr´ıda je odvozená od tˇr´ıdy javax.Swing.JApplet. Opˇet plat´ı zásada, ˇze jméno tˇr´ıdy mus´ı b´ yt totoˇzné se jménem souboru, ve kterém je tˇr´ıda uloˇzena. Instance tˇr´ıdy JApplet pˇredstavuje pr´ azdn´ y formul´ aˇr, na nˇej mohou b´ yt pˇridávány dalˇs´ı komponenty. Applet má podobnou strukturu jako ”bˇeˇzn´ y” program, liˇs´ı se na “prvn´ı pohled” t´ım, ˇze nemus´ı obsahovat metodu main(). Odliˇsnost´ı je vˇsak v´ıce, jak si ˇcasem uk´ aˇzeme.

11.1.1

ˇ Zivotn´ ı cyklus appletu

Aplet se v pr˚ ubˇehu svého bˇehu dost´ av´ a do nˇekolika stav˚ u, které jsou doprovázeny volán´ım nˇekter´ ych speciáln´ıch metod. Tyto stavy jsou ovlivnˇeny nikoliv appletem samotn´ ym, ale prohl´ıˇzeˇcem. B´ yvaj´ı oznaˇcovány

161

KAPITOLA 11. APLETY liter´ arn´ım tvarem “ˇzivotn´ı cyklus” apletu. Metody jsou ve vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u deklarov´ any jako public, uˇzivatelem by mˇely b´ yt pˇredefinov´ any. Konstruktor. Konstruktor apletu je vol´ an poté, co byla naˇctena www str´ anka s apletem. Konstruktory nejsou v appletech témˇeˇr pouˇz´ıv´ any, jejich funkce nahrazuj´ı jiné metody, napˇr. init(). metoda init(). Nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ı metoda, je vol´ ana po vykon´ an´ı konstruktoru. Jej´ım c´ılem je proveden´ı inicializace apletu, supluje tedy funkci konstruktoru. K´ od v n´ı by mˇel b´ yt chr´ anˇen pro pˇr´ıpad vzniku v´ yjimky, nejˇcastˇeji je pouˇz´ıv´ ana konstrukce try-catch. Metoda je vol´ ana pro aplet pouze jedenkr´ at. Kaˇzd´ y applet by mˇel obsahovat metodu init(). metoda start(). Po proveden´ı metody init() je applet spuˇstˇen metodou start(). Metoda je vykonána vˇzdy, kdyˇz se aplet stane v oknˇe prohl´ıˇzeˇce viditeln´ y. Na rozd´ıl od pˇredchoz´ı metody m˚ uˇze b´ yt pro aplet vol´ ana opakovanˇe. ˇ metoda stop(). Cinnost apletu je metodou stop ukonˇcena. Dojde k tomu, kdyˇz aplet pˇrestane b´ yt v oknˇe prohl´ıˇzeˇce viditeln´ y. Pokud se aplet stane opˇet viditeln´ y, je vykon´ ana metoda start(), kter´ a aplet spust´ı. Metoda start() m˚ uˇze b´ yt pro aplet vol´ ana opakovanˇe, je vlastnˇe protˇejˇskem metody stop(). Pouˇz´ıvá se ˇcasto v pˇr´ıpadˇe, kdy applet prov´ ad´ı v´ ypoˇcetnˇe n´ aroˇcné ˇcinnosti, napˇr. animace. metoda destroy(). Metoda je vol´ ana pˇri uvolnˇen´ım apletu z pamˇeti, m´ a podobnou funkci jako destruktor. Pro aplet je vol´ ana pouze jednou. metoda paint(Graphics g). Jej´ı funkce je podobn´ a jako v pˇr´ıpadˇe metody paintComponent(). Metoda je vol´ ana v pˇr´ıpadˇe, kdy je nutno pˇrekreslit obsah okna. Na objekt tˇr´ıdy Graphics lze kreslit bˇeˇzn´ ymi metodami. metoda jbInit(). Metoda, kter´ a je deklarov´ ana jako priv´ atn´ı, je pouˇz´ıv´ ana pˇri inicializaci komponent.

11.2

Tvorba appletu

V této kapitole se budeme snaˇzit vytvoˇrit jednoduch´ y aplet, kter´ y provede seˇcten´ı dvou ˇc´ısel zadan´ ych do textfield˚ u. Spuˇstˇen´ı v´ ypoˇctu se provede stiskem tlaˇc´ıtka; jedn´ a se o modifikaci pˇr´ıkladu z kapitoly 1.8.5. Vytvoˇr´ıme tˇr´ıdu AppletScitani, kter´ a bude potomkem tˇr´ıdy JApplet. Datové poloˇzky tˇr´ıdy budou stejné. public class AppletScitani extebds JApplet{ private int prvni, druhe, soucet; private JLabel l1,l2,l3; private JTextField t1, t2; private JButton b; public Form() {}; Vˇsimnˇeme si, ˇze v konstruktoru nen´ı um´ıstˇen ˇz´ adn´ y v´ ykonn´ y k´ od. Vytvoˇr´ıme metodu init(), kter´ a bude obsahovat v´ ykonn´ y k´ od um´ıstˇen´ y v chr´ anˇeném bloku try-catch pro pˇr´ıpad, ˇze by inicializace neprobˇehla u ´spˇeˇsnˇe. Velikost appletu je nastavena na 200 x 100 pixel˚ u.

KAPITOLA 11. APLETY public void init() { try { this.setSize(200,100); this.setLayout(new GridLayout(3,2)); l1=new JLabel("Prvni cislo"); l2=new JLabel("Druhe cislo"); t1=new JTextField(); t2=new JTextField(); t1.setText("0"); t2.setText("0"); b=new JButton("Soucet"); l3=new JLabel(); this.getContentPane().add(l1); this.getContentPane().add(l2); this.getContentPane().add(t1); this.getContentPane().add(t2); this.getContentPane().add(b); this.getContentPane().add(l3); this.setVisible(true); Za pouˇzit´ı metody setText() inicializujeme v´ ychoz´ı hodnoty v textfieldech na 0, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe by mohlo doj´ıt k v´ yjimce. Pr´ ace s ud´ alostmi bude ˇreˇsena stejnˇe. Hodnoty obou sˇc´ıtanc˚ u budou z´ısk´ any pˇri události FocusEvent, vlastn´ı sˇc´ıt´ an´ı probˇehne po stisku tlaˇc´ıtka, v´ ysledn´ y text bude zobrazen v labelu. t1.addFocusListener(new FocusListener() { public void focusLost(FocusEvent e) { prvniZadej(e); } public void focusGained(FocusEvent e){}; }); t2.addFocusListener(new FocusListener() { public void focusLost(FocusEvent e) { druheZadej(e); } public void focusGained(FocusEvent e){}; }); b.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { soucet(e); } }); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public void prvniZadej(FocusEvent e) {

KAPITOLA 11. APLETY this.prvni=Integer.parseInt(t1.getText()); } public void druheZadej(FocusEvent e) { this.druhe=Integer.parseInt(t2.getText()); } public void soucet(ActionEvent e) { soucet=this.prvni+this.druhe; l3.setText(String.valueOf(soucet)); } } Vˇsimli jsme si, ˇze oproti ”klasické” aplikaci se zdrojov´ y k´ od takˇrka neliˇs´ı. Pouze k´ od, kter´ y byl p˚ uvodnˇe um´ıstˇen v konstruktoru, pˇreˇsel do metody init(). V naˇsem pˇr´ıpadˇe jsme nepouˇzili metodu stop(), applet neprov´ adˇel ˇz´ adné v´ ypoˇcetnˇe n´ aroˇcné operace.

11.3

Spuˇ stˇ en´ı appletu

Applet neobsahuje metodu main(), nem˚ uˇze b´ yt spouˇstˇen klasicky z pˇr´ıkazového ˇr´ adku. Aby aplet mohl bˇeˇzet, je nutné nejprve vytvoˇrit HTML soubor, kter´ y bude obsahovat pˇr´ıkaz pro spuˇstˇen´ı appletu. Aplet je volán uveden´ım názvu pˇreloˇzené tˇr´ıdy z tagu <APPLET>, mus´ı obsahovat nˇekteré dalˇs´ı informace, napˇr. u ´ daje o velikosti apletu. Pokud vytv´ aˇr´ıme aplety v nˇekterém z v´ yvojov´ ych prostˇred´ı, jsou pˇr´ısluˇsné HTML soubory generovány automaticky, nemus´ıme je vytv´ aˇret “ruˇcnˇe”. Jméno HTML souboru m˚ uˇze b´ yt libovolné, nijak nesouvis´ı s apletem. V jednom souboru m˚ uˇze b´ yt v´ıce neˇz jeden aplet. N´ asleduj´ıc´ı pˇr´ıklad ukazuje jednoduchou WWW str´ anku s k´ odem pro spuˇstˇen´ı apletu. <TITLE> Sˇ c´ ıt´ an´ ı dvou ˇ c´ ısel. Applet prov´ adˇ ej´ ıc´ ı sˇ c´ ıt´ an´ ı dvou ˇ c´ ısel.
<APPLET CODEBASE="." CODE="AppletScitani.class" NAME="Muj prvni applet" WIDTH=200 HEIGHT=100 HSPACE=0 VSPACE=0 ALIGN=left Popisem HTML k´ odu se zab´ yvat nebudeme, uvedeme v´ yznam jednotliv´ ych poloˇzek um´ıstˇen´ ych uvnitˇr tagu <APPLET>. Vˇsechny poloˇzky nejsou povinné, kaˇzd´ y applet by mˇel obsahovat poloˇzky , , <WIDTH>, . KAPITOLA 11. APLETY CODEBASE. Tato poloˇzka obsahuje cestu (ve formˇe URL), ve které se nach´ azej´ı jednotlivé pˇreloˇzené tˇr´ıdy (popˇr. JAR soubory). Nemusej´ı b´ yt um´ıstˇeny standardnˇe, tj. ve stejném podadres´ aˇri jako HTML soubory, ale v libovolné sloˇzce. Pokud se nach´ azej´ı ve stejné sloˇzce, pouˇzijeme oznaˇcen´ı aktu´ aln´ıho adres´ aˇre ”.”, nebo tuto poloˇzku m˚ uˇzeme vynechat. Jednotlivé u ´rovnˇe cesty jsou oddˇelov´ any znakem /. CODE. Pˇredstavuje jméno tˇr´ıdy appletu, kter´ a bude spuˇstˇena. Standardnˇe se jedn´ a o tˇr´ıdu, kter´ a je potomkem tˇr´ıdy JApplet. NAME. Pˇredstavuje jméno apletu, lze vyuˇz´ıt pˇri vz´ ajemné komunikaci dvou aplet˚ u. ˇıˇrka okna apletu v pixelech. WIDTH. S´ ˇıˇrka okna apletu v pixelech. HEIGHT. S´ HSPACE. Odsazen´ı apletu v pixelech zleva. VSPACE. Odsazen´ı apletu v pixelech shora. ALIGN. Zarovn´ an´ı apletu vzhledem k WWW str´ ance. K dispozici jsou n´ asleduj´ıc´ı moˇznosti: left, right, top, bottom,absmiddle. PARAM. Aplet m˚ uˇze naˇc´ıtat extern´ı parametry a jejich hodnoty. K dispozici jsou n´ asleduj´ıc´ı hodnoty: NAME a VALUE. Jejich naˇcten´ı je prov´ adˇeno z vlastn´ıho appletu metodou getParametr(). K´ od v tagu <APPLET>. Naˇcten´ım parametru z´ısk´ ame jeho hodnotu, k´ od ve vlastn´ım appletu vypad´ a takto. String filename=getParametr(file); ALT. Text, kter´ y je zobrazen v pˇr´ıpadˇe, kdy prohl´ıˇzeˇc nem´ a moˇznost spouˇstˇet aplety. ARCHIVE. Název JAR archivu (viz d´ ale). Tento parametr se ˇcasto pouˇz´ıv´ a pouˇz´ıv´ a u aplet˚ u pracuj´ıc´ıch s GUI. 11.3.1 Java archivy Zkratka JAR pˇredstavuje Java Archiv. Pˇredstavuje zp˚ usob distribuce soubor˚ u *.class, které jsou algoritmem ZIP zkomprimov´ any do jednoho souboru. Souˇc´ ast´ı JAR mohou b´ yt i dalˇs´ı soubory, napˇr. rastry ˇci multimedi´ aln´ı soubory, konfiguraˇcn´ı soubory, atd... Pouˇz´ıv´ an´ı archiv˚ u pˇrin´ aˇs´ı nˇekolik v´ yhod, velice struˇcnˇe se s nimi sezn´ am´ıme: 1. Zmenˇsen´ı velikosti dat. Tato v´ yhoda se projev´ı zejména u aplet˚ u, kdy pˇren´ aˇs´ıme menˇs´ı mnoˇzstv´ı dat. Vyuˇzit´ım komprese se velikost souboru sn´ıˇz´ı cca. na polovinu, d˚ usledkem je rychlejˇs´ı naˇcten´ı appletu. KAPITOLA 11. APLETY 2. Vˇsechny potˇrebné soubory jsou ”sbaleny” do jednoho archivu. T´ yk´ a se to zejména pˇr´ıpad˚ u, kdy program vyuˇz´ıvá anonymn´ı vnitˇrn´ı tˇr´ıdy, tj. pˇri pouˇzit´ı grafického rozhran´ı. Pˇrekladem takového programu vzniká “vˇetˇs´ı” poˇcet pˇreloˇzen´ ych soubor˚ u class. 3. Jméno Java archivu nen´ı z´ avislé na n´ azvu jednotliv´ ych tˇr´ıd, m˚ uˇze b´ yt pojmenov´ an podle naˇsich pˇredstav. 4. Jednoduché spouˇstˇen´ı programu. Pro spuˇstˇen´ı Java archivu nen´ı nutno tento archiv rozbalovat, lze ho spustit jedin´ ym pˇr´ıkazem. Archiv s n´ azvem Pokus lze spustit bud’ dvojklikem na n´ azev archivu nebo z pˇr´ıkazové ˇr´ adky takto: java -jar "Pokus.jar" Popiˇsme pro u ´plnost i druhou variantu spuˇstˇen´ı programu: soubory obsaˇzené v Java archivu nejprve rozbal´ıme a n´ aslednˇe spust´ıme. Tento postup vˇsak nen´ı v praxi pouˇz´ıv´ an, je ponˇekud nepohodln´ y. Uved’me pˇrehled pˇr´ıkaz˚ u pouˇz´ıvan´ ych pro pr´ aci s JAR soubory. Vytvoˇ ren´ı archivu. Pro vytvoˇren´ı archivu je pouˇzit pˇr´ıkaz java -jar cf nazev_archivu jmena_souboru N´ azev archivu mus´ı b´ yt uveden vˇcetnˇe pˇr´ıpony jar. Jména soubor˚ u mohou b´ yt oddˇelena ˇc´ arkami nebo lze pouˇz´ıt masku souboru ve tvaru hvˇezdiˇckové konvence. java -jar cf archiv.jar main.class,form.class java -jar cf archiv.jar *.class Prvn´ı pˇr´ıkaz vytvoˇr´ı archiv ze dvou zadan´ ych soubor˚ u, druh´ y ze vˇsech soubor˚ u s pˇr´ıponou *.class v aktuáln´ım podadres´ aˇri. Rozbalen´ı archivu. Rozbalen´ı archivu vˇcetnˇe automatického vytvoˇren´ı vˇsech potˇrebn´ ych podadresáˇr˚ u lze provést pˇr´ıkazem java -jar xf nazev_archivu V´ ypis soubor˚ u v archivu. Soubory a adres´ aˇre obsaˇzené v archivu lze vypsat pˇr´ıkazem java -jar tf nazev_archivu 11.3.2 JAR soubory a aplety Java applety obsahuj´ıc´ı komponenty GUI jsou ˇcasto distribuov´ any ve formˇe JAR soubor˚ u. V takovém pˇr´ıpadˇe je do HTML souboru nutno pˇridat sekci ARCHIVE s uveden´ım jména archivu. Poloˇzka CODE bude st´ ale obsahovat spouˇstˇec´ı tˇr´ıdu apletu. CODE="AppletScitani.class" ARCHIVE="archiv.jar" Archiv se m˚ uˇze nach´ azet i v nˇekterém z podadres´ aˇr˚ u, mus´ıme k nˇemu tedy uvést cestu CODE="AppletScitani.class" ARCHIVE="applets/archiv.jar" KAPITOLA 11. APLETY Pozor ! Pokud vytv´ aˇr´ıme aplet za pouˇzit´ı GUI builder˚ u, pˇri n´ avrhu metodou drag and drop jsou mnohdy pouˇz´ıvány nestandardn´ı konstrukce ˇci komponenty, pˇr´ısluˇsné knihovny mus´ı b´ yt pˇripojeny k distribuované aplikace, v opaˇcném pˇr´ıpadˇe by neˇsla spustit. Typick´ ym pˇr´ıkladem je v´ yvojové prostˇred´ı NetBeans, které vyuˇz´ıv´ a tzv. swing layout. K naˇs´ı aplikaci mus´ıme pˇripojit archiv swing-layout-1.0.jar. Zpravidla ho pˇribalujeme do stejné sloˇzky, ve které se nach´ azej´ı pˇreloˇzené soubory. ARCHIVE="swing-layout-1.0.jar" Spuˇ stˇ en´ı appletu Applet spust´ıme prostˇrednictv´ım pˇr´ısluˇsného HTML souboru. Pokud jsme vˇsechny potˇrebné kroky vykonali spr´ avnˇe, v´ ysledek m˚ uˇze vypadat takto. Obr´ azek 11.1: Uk´ azka apletu v prohl´ıˇzeˇci Opera. Pokud jsme nˇekde udˇelali chybu (nejˇcastˇeji ˇspatné zad´ an´ı cesty k apletu), v´ ysledek bude vypadat takto: Obr´ azek 11.2: Problém pˇri pr´ aci s apletem. 11.3.3 Applet viewer Pr´ ace s appletem ve webovém prohl´ıˇzeˇci nen´ı pˇr´ıliˇs pohodln´ a. Jej´ı nejvˇetˇs´ı nev´ yhodou je fakt, ˇze pˇr´ıpadné zmˇeny ve zdrojovém k´ odu appletu se v prohl´ıˇzeˇci neprojev´ı ani pˇri opakovaném naˇcten´ı www strany s appletem. Prohl´ıˇzeˇc tedy mus´ıme restartovat. Existuje aplikace, kter´ a se pouˇz´ıv´ a pro zobrazov´ an´ı applet˚ u s názvem appletviewer. Appletviewer se pouˇz´ıv´ a pro zobrazen´ı appletu uvedeného HTML k´ odu str´ anky, veˇsker´ y HTML k´ od strany ignoruje. Spust´ıme ho n´ asleduj´ıc´ım pˇr´ıkazem appletviewer nazev_html_souboru. KAPITOLA 11. APLETY Applet viewer se tedy pouˇz´ıv´ a jako ladic´ı n´ astroj pro zobrazov´ an´ı applet˚ u v pr˚ ubˇehu jejich n´ avrhu. Aplet zobrazen´ y v applet vieweru vypad´ a takto: Obr´ azek 11.3: Aplet prov´ adˇej´ıc´ı souˇcer dvou ˇc´ısel. Appletviewer m˚ uˇzeme oˇs´ alit. Pokud do zdrojového k´ odu pˇrid´ ame na jeho zaˇc´ atek ve formˇe jednoˇr´ adkov´ ych koment´ aˇr˚ u n´ asleduj´ıc´ı text //<APPLET //CODEBASE="." //CODE="AppletScitani.class" //NAME="Muj prvni applet" //WIDTH=200 //HEIGHT=100 //HSPACE=0 //VSPACE=0 //ALIGN=left // budeme moci appletviewererem spouˇstˇet pˇr´ımo soubor AppletScitani.class. 11.3.4 Spouˇ stˇ en´ı appletu jako aplikace ˇ Casto poˇzadujeme, aby program bylo moˇzno spustit jako aplet i aplikaci. Tento poˇzadavek lze vyˇreˇsit velmi jednoduˇse, do appletu pˇrid´ ame metodu main(). Tato metoda je appletem ignorov´ ana, z´ aroveˇ n vˇsak umoˇzn´ı spouˇstˇen´ı apletu jako aplikace. Je vhodné pˇripomenout, ˇze aplet pro kreslen´ı vyuˇz´ıv´ a metodu paint(), aplikace paintComponent(). Pokus´ıme se vytvoˇrit aplikaci generuj´ıc´ı graf funkce sinus ve formˇe apletu i aplikace. public class AppletSinus extends JApplet { public AppletSinus() {} public void initcomponents() {} public void paint(Graphics g) { double step=0.1, x,y,xo,yo; x=100/3; xo=x; y=0; yo=0; for (double i=0;i<4*Math.PI;i=i+step) { y=i*200/8; x=100/3-Math.sin(i)*200/8; KAPITOLA 11. APLETY g.drawLine((int)yo,(int)xo,(int)y,(int)x); xo=x; yo=y; } } public static void main(String[] args) { JFrame f=new JFrame(); f.setTitle("Sinus"); f.setVisible(true); f.getContentPane().add(new Draw()) } } Vˇsimnˇeme si, ˇze v tomto pˇr´ıpadˇe metoda init() neobsahuje ˇz´ adn´ y k´ od. Nen´ı potˇreba vytv´ aˇret ˇz´ adné komponenty ani oˇsetˇrovat ud´ alosti. Tˇr´ıda Draw prov´ adˇej´ıc´ı kreslen´ı vypad´ a takto: public class Draw extends JComponent{ public void paintComponent(Graphics g) { double step=0.1, x,y,xo,yo; x=100/3; xo=x; y=0; yo=0; for (double i=0;i<4*Math.PI;i=i+step) { y=i*200/8; x=100/3-Math.sin(i)*200/8; g.drawLine((int)yo,(int)xo,(int)y,(int)x); xo=x; yo=y; } } } Applet i aplikaci si m˚ uˇzeme prohlédnout na n´ asleduj´ıc´ıch obr´ azk´ ach. Obr´ azek 11.4: Aplet generuj´ıc´ı sinusoidu. Vlevo v aplet vieweru, vpravo v prohl´ıˇzeˇci. Kapitola 12 Java a datab´ aze Podobnˇe, jako vˇetˇsina vyˇsˇs´ıch jazyk˚ u, um´ı i Java pracovat s databázov´ ymi systémy. K tomu, abychom mohli z Javy pˇristupovat k datab´ azovému serveru, ukládat a naˇc´ıtat data, potˇrebujeme JDBC (Java DataBase Connectivity). JDBC je API pro program´ atory v programovac´ım jazyku Java, které definuje jednotné rozhran´ı pro pˇr´ıstup k relaˇcn´ım datab´ azov´ ym systém˚ um. JDBC je souˇcást´ı Javy SE od JDK 1.1. Pro pˇr´ıstup ke konkrétn´ımu datab´ azovému serveru je potˇreba JDBC ovladaˇc, kter´ y poskytuje tv˚ urce databázové platformy. K pˇr´ıstupu k jednotliv´ ym datab´ azov´ ym server˚ um nám tedy slouˇz´ı JDBC ovladaˇce, které jsou specifické pro kaˇzdou datab´ azovou platformu: * MySQL: com.mysql.jdbc.Driver, * Oracle: oracle.jdbc.driver.OracleDriver, * MS Access: sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver, a pˇripojovac´ı ˇretˇezec, kter´ y je podobnˇe jako ovladaˇc závisl´ y na pouˇzité datbázové platformˇe: * MySQL: jdbc:mysql://server/jm´ eno_datab´ aze?characterEncoding=UTF-8 * Oracle: jdbc:oracle:thin:@server:port:jm´ eno_datab´ aze Obr´ azek 12.1: Schéma komunikace Javy s datab´ azovým serverem. 170 ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE * MS Access: jdbc:odbc:Driver={Microsoft Access Driver (*.mdb)}; DBQ="[soubor datab´ aze]; DriverID=22; READONLY=false} Nyn´ı se pokus´ıme vytvoˇrit jednoduchou konzolovou aplikaci, kter´ a bude pracovat s datab´ azov´ ym systémem. ´ C´ılem aplikace bude spr´ ava (ukl´ ad´ an´ı, maz´ an´ı, atd.) bod˚ u definovan´ ych pravo´ uhl´ ymi souˇradnicemi x, y. Ulo1 ˇziˇstˇem souˇradnic nebudou datové poloˇzky tˇr´ıdy, ale datab´ azov´ y systém. MySQL bude pro tuto jednoduchou aplikaci plnˇe dostaˇcuj´ıc´ı. Pro komunikaci s datab´ azov´ ym serverem budeme potˇrebovat vhodn´ y ovladaˇc. Ovladaˇce jsou k dispozici na webové adrese http://dev.mysql.com/downloads/connector/. Pro naˇsi aplikaci je vhodn´ y ovladaˇc Connector/J 5.0, kter´ y je tˇreba st´ ahnout a zaˇclenit do aplikace. Pˇ rid´ an´ı ovladaˇ ce. Pˇrid´ an´ı a zaˇclenˇen´ı ovladaˇce pro konunikace s datab´ azov´ ym serverem lze provést kliknut´ım pravého tlaˇc´ıtka na n´ azev projektu a poloˇzku Properties. V z´ aloˇzce Libraries pˇrid´ ame pomoc´ı tlaˇc´ıtka Add JAR/Folder soubor ovladaˇce pro komunikaci MySQL s Javou. V tomto pˇr´ıpadˇe se jedn´ a o soubor mysql-connector-java-5.0.7-bin.jar. Potvrzen´ım se vybran´ a knihovna ovladaˇce pˇrid´ a do CLASSPATH projektu. Bez knihovny ovladaˇce pˇridané do CLASSPATH se n´ am nepodaˇr´ı pˇripojit k datab´ azovému serveru MySQL!2 12.1 Komunikace s datab´ azov´ ym syst´ emem Z´ akladem aplikace bude komunikace s datab´ azov´ ym systémem MySQL. Nadefinujeme tˇr´ıdu MySQLDatabase, kter´ a bude m´ıt nˇekolik promˇenn´ ych: server, db, user, password a encoding. Do tˇechto promˇenn´ ych budeme ukl´ adat parametry konstruktoru tˇr´ıdy. Pokud je MySQL nainstalov´ ano na lok´ aln´ım poˇc´ıtaˇci, bude se serverem localhost nebo IP adresa 127.0.0.1. Pokud MySQL na lok´ aln´ım poˇc´ıtaˇci nainstalov´ ano nen´ı, je tˇreba zadat IP adresu nebo n´ azev vzd´ aleného poˇc´ıtaˇce, na kterém je MySQL nainstalov´ ano. Mus´ıme téˇz nadefinovat datab´ azi, ke které se budeme pˇripojovat, tu budeme ukl´ adat do promˇenné db. User a password reprezentuj´ı pˇrihlaˇsovac´ı u ´ daje a encoding umoˇzn ˇuje nastavit k´ odov´ an´ı, v kterém budeme komunikovat s datab´ az´ı (t´ yká se pr´ ace s ˇretˇezci). public class MySQLDatabase { private private private private private String String String String String server; db; user; password; encoding; public MySQLDatabase(String server, String db, String user, String password, String encoding) { this.server = server; this.db = db; this.user = user; this.password = password; this.encoding = encoding; 1 Jde o malou” volnˇ e staˇ zitelnou open-source datab´ azovou platformu. Souˇ c´ ast´ı instalace je nav´ıc velmi ˇsikovn´ y administr´ ator ” phpMyAdmin. 2 Uveden´ y postup plat´ı pouze pro v´ yvojov´ e prostˇred´ı NetBeans. V ostatn´ıch v´ yvojov´ ych prostˇred´ıch je vˇsak postup vˇ etˇsinou velmi podobn´ y. ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE } } Konstruktor je velmi jednoduch´ y, slouˇz´ı k inicializaci datov´ ych poloˇzek tˇr´ıdy. Pokus´ıme se nyn´ı definovat metodu, pomoc´ı které bychom se mohli pˇripojit k MySQL. Tˇr´ıdy a metody pro pr´ aci s datab´ azov´ ymi systémy jsou k dispozici v bal´ıˇcku java.sql. Souˇc´ ast´ı tohoto bal´ıˇcku je i tˇr´ıda Connection, jej´ıˇz instanci bude vracet metoda getConnectionToMySQL(). Tato metoda tedy nav´ aˇze kontakt s datab´ azov´ ym serverem a vr´ at´ı kontakt v podobˇe objektu tˇr´ıdy Connection. public Connection getConnectionToMySQL() { Connection conn = null; try { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver").newInstance(); conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://"+ this.server +"/" + this.db + "?characterEncoding=" + this.password + "&user=" + this.user + "&password=" + this.password); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException ex) { ex.printStackTrace(); } catch (InstantiationException ex) { ex.printStackTrace(); } catch (IllegalAccessException ex) { ex.printStackTrace(); } return conn; } Vˇsimnˇeme si, kolik v´ yjimek je zapotˇreb´ı oˇsetˇ rit. V´ yjimka SQLException se t´ yk´ a vˇetˇsiny tˇr´ıd z bal´ıˇcku java.sql. V´ yjimky ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException se t´ ykaj´ı ovladaˇce JDBC. 12.2 Z´ısk´ av´ an´ı metadat o datab´ azi Abychom co nejlépe oˇsetˇrili ukl´ ad´ an´ı bod˚ u do datab´ aze, vytvoˇr´ıme si ve tˇr´ıdˇe MySQLDatabase metodu, která bude zjiˇst’ovat, zda v datab´ azi existuje tabulka daného jména. Metoda existTable() bude vracet bud’ hodnotu true nebo false a parametrem bude promˇenn´ a tableName typu String. public boolean existTable(String tableName) { Connection conn = null; ResultSet tables; boolean existuje = false; try { conn = getConnectionToMySQL(); DatabaseMetaData dbm = conn.getMetaData(); tables = dbm.getTables(null, null, tableName, null); if (tables.next()) { ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE existuje = true; } else { existuje = false; } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { if (conn != null) { try { conn.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } conn = null; } } return existuje; } Metoda existTable() se nejprve pomoc´ı metody getConnectionToMySQL() pˇripoj´ı k MySQL. Poté vytvoˇr´ı objekt tˇr´ıdy DatabaseMetaData pomoc´ı metody getMetaData(). Jak n´ azev napov´ıd´ a tˇr´ıda DatabaseMetaData je urˇcena pro z´ısk´ av´ an´ı informac´ı o datab´ azi, ke které jsme pˇripojeni. Metoda getTables() zjiˇst’uje, zda se v datab´ azi naléz´ a tabulka, dan´ a parametrem metody. Tˇr´ıda DatabaseMetaData ale obsahuje dalˇs´ı uˇziteˇcné metody: • getAttributes() - metoda vrac´ı seznam atribut˚ u dané tabulky, • getPrimaryKeys() - metoda vrac´ı seznam atribut˚ u dané tabulky, které jsou z´ aroveˇ n prim´ arn´ı kl´ıˇce, • supportsTransactions() - metoda zjist´ı, zda datab´ azov´ y systém podporuje transakce, • supportsSavepoints() - metoda vrac´ı hodnotu true, pokud datab´ azov´ y systém pˇri ne´ uspˇeˇsné transakci podporuje n´ avrat do nˇejakého stavu (nastaveného pomoc´ı bodu n´ avratu - savepointu) v pr˚ ubˇehu transakce. T´ımto m´ ame vytvoˇrenu tˇr´ıdy MySQLDatabase, kter´ a n´ am bude usnadˇ novat tvorbu tˇr´ıdy bod˚ u. 12.3 Vkl´ ad´ an´ı dat do datab´ aze Tˇr´ıda Point bude obsahovat dvˇe datové poloˇzky tˇr´ıdy, explicitn´ı konstruktor a nˇekolik metod. Datov´ ymi poloˇzkami instance budou: private int ID_bodu; private MySQLDatabase db = new MySQLDatabase("localhost", "points", "root", "", "UTF-8"); ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE V promˇenné ID bodu bude uloˇzena hodnota jedineˇcn´ a pro kaˇzd´ y bod a my ji podle této promˇenné v databázi bod˚ u jednoznaˇcnˇe identifikujeme. Tvorbu tˇechto jedineˇcn´ ych hodnot nech´ ame na stranˇe datab´ aze: ID_bodu INTEGER NOT NULL AUTO_INCREMENT, PRIMARY KEY (ID_bodu) T´ımto se nám pro kaˇzd´ y bod v datab´ azi vytvoˇr´ı jedineˇcné ˇc´ıslo pˇredstavuj´ıc´ı identifik´ ator bodu. Abychom ale toto ˇc´ıslo mohli uloˇzit do datové poloˇzky tˇr´ıdy, je tˇreba pouˇz´ıt metodu tˇr´ıdy Statement se dvˇema parametry: stmt.executeUpdate("...", Statement.RETURN_GENERATED_KEYS); rset = stmt.getGeneratedKeys(); rset.next(); this.ID_bodu = rset.getInt(1); Prvn´ım parametrem je SQL pˇr´ıkaz, druh´ ym je objekt tˇr´ıdy Statement. Pomoc´ı metody getGeneratedKeys() umoˇzn ˇuje n´ avrat ResultSetu s automaticky vygenerovan´ ymi hodnotami. Konstruktor tˇr´ıdy Point má tˇri parametry - souˇradnice bodu x, y, z. Tyto souˇradnice jsou pˇr´ımo v tˇele konstruktoru ukl´ ad´ any do datab´ aze: public Point(double x, double y, double z) { // testovani, zda existuje tabulka ’body’, pokud ne, jeji vytvoreni if (db.existTable("body")) { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rset = null; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); stmt.executeUpdate("INSERT INTO body (X, Y, Z) VALUES (" + x + ", " + y + ", " + z + ");", Statement.RETURN_GENERATED_KEYS); rset = stmt.getGeneratedKeys(); rset.next(); this.ID_bodu = rset.getInt(1); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); rset.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } } else { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rset = null; ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); stmt.executeUpdate("CREATE TABLE body (ID_bodu INTEGER NOT NULL AUTO_INCREMENT, X DOUBLE PRECISION, Y DOUBLE PRECISION, Z DOUBLE PRECISION, Datum_zalozeni TIMESTAMP NOT NULL, Popis VARCHAR(254), PRIMARY KEY (ID_bodu))"); stmt.executeUpdate("INSERT INTO body (X, Y, Z) VALUES (" + x + ", " + y + ", " + z + ");", Statement.RETURN_GENERATED_KEYS); rset = stmt.getGeneratedKeys(); rset.next(); this.ID_bodu = rset.getInt(1); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); rset.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } } } Tˇelo konstruktoru se hned na zaˇc´ atku vˇetv´ı na dva pˇr´ıpady. Vyuˇz´ıv´ a existTable() tˇr´ıdy MySQLDatabase ke zjiˇstˇen´ı, zda v datab´ azi points existuje tabulka body, do n´ıˇz se budou ukl´ adat souˇradnice vytvoˇreného bodu. Pokud tabulka existuje, je nav´ az´ ano pˇripojen´ı k datab´ azi a uloˇzeno do objektu conn. Pomoc´ı tohoto objektu a metody createStatement() je poté vytvoˇren objekt stmt tˇr´ıdy Statement. Metody této tˇr´ıdy umoˇzn ˇ uj´ı komunikovat s datab´ az´ı pomoc´ı SQL pˇr´ıkaz˚ u. Tˇr´ıda Statement obsahuje nˇekolik z´ akladn´ıch metod: • executeQuery() - Metoda je urˇcena pro SQL pˇr´ıkazy, jejichˇz v´ ysledkem je relace (tabulka). N´ avratov´ ym typem je objekt typu ResultSet, pomoc´ı nˇehoˇz poté m˚ uˇzeme pˇristupovat k samotn´ ym dat˚ um. Pˇr´ıklad: – stmt.executeQuery("SELECT X, Y, Z FROM body WHERE ID_bodu = 2;"); • executeUpdate() - Metoda, jej´ımˇz parametrem jsou SQL pˇr´ıkazy pro vkl´ ad´ an´ı, aktualizaci a mazán´ı z´ aznam˚ u v datab´ azi. Tato metoda téˇz vyhodnot´ı SQL pˇr´ıkazy pro vytv´ aˇren´ı nov´ ych tabulek ˇci zmˇenám v jejich struktuˇre. N´ avratov´ ym typem metody executeUpdate() je integer. Pro SQL pˇr´ıkazy pro manipulaci s daty vrac´ı metoda poˇcet ovlivnˇen´ ych z´ aznam˚ u. Pro pˇr´ıkazy DDL (Data Definition Language) vrac´ı 0. Pˇr´ıklad: – stmt.executeUpdate("CREATE TABLE body (ID_bodu INTEGER);"); – stmt.executeUpdate("DELETE FROM body WHERE ID_bodu = 2;"); • execute() - Pokud nev´ıme nebo nen´ı zn´ amo, jestli SQL pˇr´ıkaz bude vracet relaci nebo poˇcet ovlivnˇen´ ych z´ aznam˚ u, m˚ uˇzeme pouˇz´ıt tuto metodu. Bude-li v´ ysledkem relace, vr´ at´ı metoda hodnotu true a relaci je moˇzné z´ıskat pˇr´ıkazem: ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE – ResultSet resultSet = stmt.getResultSet(); Kdyˇz bude v´ ysledkem poˇcet ovlivnˇen´ ych z´ aznam˚ u, vr´ at´ı metoda false a poˇcet ovlivnˇen´ ych záznam˚ u bude k dispozici v promˇenné updatesCount: – int updatesCount = stmt.getUpdatesCount(); • addBatch() a executeBatch() - Tyto dvˇe metody jsou urˇceny pro d´ avkové zpracov´ an´ı. Pˇr´ıklad: – – – – stmt.addBatch("DELETE FROM body WHERE ID_bodu = 2;"); stmt.addBatch("DELETE FROM body WHERE ID_bodu = 3;"); stmt.addBatch("DELETE FROM body WHERE ID_bodu = 12;"); int[] results = stmt.executeBatch(); Tˇr´ıdy Connection, Statement i ResultSet obsahuj´ı také metodu close(), kter´ a uzavˇre vytvoˇrené objekty. 12.4 V´ ybˇ er dat z datab´ aze Pomoc´ı konstruktoru jsme tedy schopni souˇradnice vytv´ aˇreného bodu do datab´ aze uloˇzit. Nyn´ı se pokus´ıme uloˇzené souˇradnice naopak z datab´ aze pˇreˇc´ıst. K tomuto u ´ˇcelu si vytvoˇr´ıme metodu getCoordinates(), která bude vracet pole typu double, v nˇemˇz budou uloˇzeny souˇradnice bodu. public double[] getCoordinates() { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rset = null; double[] coordinates = new double[3]; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); rset = stmt.executeQuery("SELECT X, Y, Z FROM body WHERE ID_bodu = " + this.ID_bodu + ";"); while (rset.next()) { coordinates[0] = rset.getDouble(1); coordinates[1] = rset.getDouble(2); coordinates[2] = rset.getDouble(3); } } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); rset.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } return coordinates; } ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE Obdobnˇe jako u konstruktoru, i v této metodˇe je tˇreba nejprve nav´ azat spojen´ı s datab´ az´ı pomoc´ı funkce getConnectionToMySQL() a vytvoˇrit objekt tˇr´ıdy Statement. Vzhledem k tomu, ˇze v´ ysledkem SQL pˇr´ıkazu bude relace, pouˇzijeme metodu executeQuery(). SQL pˇr´ıkaz vyb´ır´ a z datab´ aze vˇsechny body, které se rovnaj´ı ID_bodu (hodnotu ID_bodu jsme z´ıskali a uloˇzili v konstruktoru). V´ ysledkem dotazu bude pr´ avˇe jeden z´ aznam, protoˇze ID_bodu je pro kaˇzd´ y bod jedineˇcné. Tento v´ ysledek uloˇz´ıme do objektu tˇr´ıdy ResultSet. K jednotliv´ ym z´ aznam˚ um pak m˚ uˇzeme pˇristupovat pomoc´ı metody next(), kter´ a vrac´ı hodnotu true a posouvá aktu´ aln´ı ˇctec´ı pozici vˇzdy o jeden z´ aznam v relaci n´ıˇze. Pokud jiˇz v relaci nen´ı ˇz´ adn´ y dalˇs´ı z´ aznam, vr´ at´ı metoda next() hodnotu false. Jednotlivé souˇradnice z´ısk´ ame metodou tˇr´ıdy ResultSet getDouble(). Parametrem této metody je poˇrad´ı sloupce v relaci. K souˇradnic´ım lze pˇristupovat i asociativnˇe pomoc´ı stejné metody: coordinates[0] = rset.getDouble("X"); Metod pro z´ısk´ av´ an´ı samotn´ ych dat uloˇzen´ ych v datab´ azov´ ych tabulk´ ach m´ a tˇr´ıda ResultSet celou ˇradu. Mezi nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı patˇr´ı: • getString(), • getInt(), • getDate() a dalˇs´ı. 12.5 Vymaz´ an´ı dat z datab´ aze Maz´ an´ı z´ aznam˚ u prob´ıh´ a podobn´ ym zp˚ usobem jako vkl´ ad´ an´ı nov´ ych z´ aznam˚ u. Liˇs´ı se pouze pouˇzit´ ym SQL pˇr´ıkazem. Pouˇzijeme tedy podobnˇe jako v konstruktoru metodu executeUpdate(). public void destroy() { Connection conn = null; Statement stmt = null; int smazan = 0; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); smazan = stmt.executeUpdate("DELETE FROM body WHERE ID_bodu = " + this.ID_bodu + ";"); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } if (smazan == 1) { ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE System.out.println("Bod byl uspesne smazan"); } else { System.out.println("Vymaz se nezdaril"); } } Vˇsimnˇeme si, ˇze pokud se podaˇr´ı z´ aznam z datab´ aze vymazat, vr´ at´ı metoda executeUpdate() hodnotu 1. M˚ uˇzeme tedy na konzoli vypsat, zda se vymaz´ an´ı povedlo ˇci nikoli. 12.6 Aktualizace dat v datab´ azi Kdyˇz jsme v konstruktoru vytv´ aˇreli tabulku s body, vytvoˇrili jsme v n´ı i sloupec Popis, ale doposud jsme do nˇej ˇz´ adné u ´daje nevloˇzili. Nap´ıˇseme metodu, pomoc´ı n´ıˇz budeme schopni k vytvoˇrenému bodu pˇridat koment´ aˇr. public void addComment(String comment) { Connection conn = null; Statement stmt = null; int aktualizovan = 0; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); aktualizovan = stmt.executeUpdate("UPDATE body SET Popis = ’" + comment + "’ WHERE ID_bodu = " + this.ID_bodu + ";"); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } if (aktualizovan == 1) { System.out.println("Popis byl uspesne pridan"); } else { System.out.println("Popis se nezdarilo vlozit"); } } Jak vid´ıme, metoda pro pˇrid´ an´ı popisu funguje na stejném principu jako pˇredchoz´ı metoda. Jedin´ a odliˇsnost je v pouˇzitém SQL pˇr´ıkazu. ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE 12.7 Dalˇ s´ı pˇ r´ıklady Povedlo se nám vytvoˇrit jednoduchou aplikaci, pomoc´ı n´ıˇz m˚ uˇzeme vytv´ aˇret body pouh´ ym definov´ an´ım jejich souˇradnic. Aplikaci lze d´ ale rozˇsiˇrovat a vylepˇsovat. Metodu pro pˇrid´ an´ı koment´ aˇre k bodu jiˇz m´ ame hotovou, pokus´ıme se uloˇzen´ y koment´ aˇr vytisknout na konzoli. Pouˇzijeme k tomu metodu getComment(). public String getComment() { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rset = null; String popis = null; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); stmt.execute("SET NAMES ’cp852’"); rset = stmt.executeQuery("SELECT Popis FROM body WHERE ID_bodu = " + this.ID_bodu + ";"); while (rset.next()) { popis = rset.getString(1); } } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } return popis; } Do datab´ azové tabulky téˇz ukl´ ad´ ame informaci o tom, kdy byl bod vytvoˇren. Metoda getCreationDate() dok´ aˇze tuto informaci z datab´ aze pˇreˇc´ıst a vypsat. public String getCreationDate() { Connection conn = null; Statement stmt = null; ResultSet rset = null; String datum = null; Timestamp timeStampTemp = null; try { conn = db.getConnectionToMySQL(); stmt = conn.createStatement(); rset = stmt.executeQuery("SELECT Datum_zalozeni FROM body WHERE ID_bodu = " + this.ID_bodu + ";"); while (rset.next()) { timeStampTemp = rset.getTimestamp(1); ´ KAPITOLA 12. JAVA A DATABAZE } } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } finally { try { conn.close(); stmt.close(); rset.close(); } catch (SQLException ex) { ex.printStackTrace(); } } return timeStampTemp.toString(); } 12.8 Z´ avˇ er Na z´ avˇer si na jednoduchém pˇr´ıkladu uk´ aˇzeme, jak by mohla vypadat pr´ ace s vytvoˇrenou tˇr´ıdou Point. Komunikace s datab´ az´ı prob´ıh´ a na pozad´ı, uˇzivatel se o ni nemus´ı starat. Point bod2 = new Point(142.5, 1217.45, 1274.45); double[] souradnice = bod2.getCoordinates(); for (int i = 0; i < souradnice.length; i++) { System.out.print(souradnice[i]); System.out.print(" "); } System.out.println(); System.out.println(bod2.getCreationDate()); bod2.addComment("Nˇ ejak´ y koment´ aˇ r"); System.out.println(bod2.getComment()); bod2.destroy(); Na jednoduché konzolové aplikace jsme si tedy uk´ azali, ˇze pr´ ace s datab´ azov´ ym systémem je v Javˇe jednoduch´ a a srozumiteln´ a. Dalˇs´ı informace o Java ve spojen´ı s datab´ azov´ ymi systémy jsou dostupné napˇr´ıklad na webov´ ych str´ ank´ ach firmy Sun (http://java.sun.com/products/jdbc/learning.html). Index FocusLost, 127 Fonty, 114 for, 38 foreground, 113 Form´ aln´ ı parametry, 43 form´ atovan´ y v´ ystup, 29 form´ atovan´ y vstup, 30 Formul´ aˇ re, 99 3D obd´ eln´ ık, 148 Abstraktn´ ı tˇ r´ ıdy, 66 Aktualizace dat v datab´ azi, 178 Anonymn´ ı vnitˇ rn´ ı tˇ r´ ıdy, 85 aplet, 161 Applet viewer, 167 Aritmetick´ e oper´ atory, 26 ArrayList, 90 AWT, 95 Garbage collector, 11 gettery, 57 Grafika, 146 GridLayout, 118 background, 113 Bajtov´ y k´ od, 10 Barvy, 112 Blok, 31 BorderLayout, 118 break, 40 Handler, 108 if-else, 34 Implementace rozhran´ ı, 78 Implementace v´ ıce rozhran´ ı, 81 Implicitn´ ı konstruktor, 53 Implicitn´ ı konverze, 24 informaˇ cn´ ı komponenty, 98 Inicializace pole, 32 Inkrementace a dekrementace, 27 Interaktivn´ ı komponenty, 98 Celoˇ c´ ıseln´ e datov´ e typy, 20 CLASSPATH, 16 content pane, 104 continue, 40 cyklus, 37 cyklus appletu, 161 D´ elka pole, 32 Dˇ ediˇ cnost, 61 Deklarace metody, 43 Detekcezmˇ en v tabulce, 138 Dialogov´ a okna, 138 do while, 39 dokumentaˇ cn´ ı koment´ aˇ re, 16 Double buffering, 147 JAR, 165 Java arch´ ıvy, 165 Javadoc, 17 JCheckBox, 121 JComboBox, 128 JDBC, 170 JDK, 9 Jednoduch´ y pˇ r´ ıkaz, 31 JFileChooser, 142 JLabel, 120 JList, 129 JPanel, 144 JRadioButton, 123 JRE, 9 JTable, 134 JTextField, 125 JVM, 10 Elipsa, 148 Eliptick´ a v´ yseˇ c, 148 Error, 70 Exception, 70 Explicitn´ ı konstruktor, 53 Explicitn´ ı konverze, 24 fin´ aln´ ı metody, 65 fin´ aln´ ı tˇ r´ ıdy, 65 FlowLayout, 117 181 INDEX Kombinov´ an´ ı v´ yjimek, 74 Komunikace s datab´ azov´ ym serverem, 171 konstanta ˇ retˇ ezcov´ a, 22 Konstruktor, 52 Kontejnerov´ e komponenty, 97 Kontejnery, 88 Konverze z´ akladn´ ıch datov´ ych typ˚ u, 25 Kop´ ırov´ an´ ı pole, 33 kvalifikace tˇ r´ ıdy, 18 poloha komponenty, 114 Polygon, 148 Polyline, 148 Polymorfismus, 67 POSITIVE INFINITY, 23 primitivn´ ı datov´ e typy, 11 Promˇ enn´ a rozhran´ ı, 80 Promˇ enn´ e tˇ r´ ıdy, 55 propagace v´ yjimky, 71 Layout managery, 105 Linie, 148 List, 89 Listener, 107 Logick´ y datov´ y typ, 22 Lok´ aln´ ı promˇ enn´ e, 45 look and feel, 101 RAD, 9 Re´ aln´ e datov´ e typy, 22 rekurze, 46 Relaˇ cn´ ı oper´ atory, 27 rodiˇ covsk´ a tˇ r´ ıda, 61 Rozhran´ ı a dˇ ediˇ cnost, 82 Ruˇ sen´ ı objekt˚ u, 52 RuntimeException, 70 Map, 92 Matematick´ e metody, 28 metodoa chr´ anˇ en´ ych blok˚ u, 72 Metody, 42, 43 Metody tˇ r´ ıdy, 56 N´ avˇ eˇ st´ ı, 36 N´ avratov´ y typ, 44 Naˇ cten´ ı rastru z lok´ aln´ ıho zdroje, 155 Naˇ cten´ ı rastru ze vzd´ alen´ eho zdroje, 156 Nastaven´ ı souborov´ e masky, 143 NEGATIVE INFINITY, 23 oˇ setˇ ren´ ı ud´ alosti, 108 Obd´ eln´ ık, 148 objekty jako parametry, 58 Odkaz this, 54 odvozen´ a tˇ r´ ıda, 62 Oper´ ator ?, 35 Pˇ red´ av´ an´ ı hodnotou, 43 Pˇ red´ av´ an´ ı odkazem, 44 pˇ redefinov´ an´ ı metody, 64 pˇ rekreslen´ ı komponenty, 147 pˇ ret´ ıˇ zen´ ı metody, 64 Pˇ retˇ eˇ zov´ an´ ı metod, 47 Pˇ retypov´ an´ ı, 24 Pˇ retypov´ an´ ı pˇ redka a potomka, 67 Pˇ riˇ razovac´ ı pˇ r´ ıkaz, 24 packages, 18 PATH, 15 podm´ ınka ´ upln´ a, 34 podm´ ınka ne´ upln´ a, 34 Pole, 31 Pole objekt˚ u, 57 Scrollov´ an´ ı seznamem, 133 Set, 91 settery, 57 ShowMessageDialog, 139 showOptionDialog, 140 Skuteˇ cn´ e parametry, 43 Sloˇ zen´ y pˇ r´ ıkaz, 31 Sm´ ıˇ sen´ e konverze, 25 Souˇ radnicov´ y syst´ em komponent, 104 Spuˇ stˇ en´ ı appletu, 164 statick´ e promˇ enn´ e, 11 Swing, 95 switch, 36 Tˇ elo tˇ r´ ıdy, 48 Tˇ r´ ıda, 47 teˇ ckov´ a notace, 50 Text, 148 Throwable, 70 Top-level komponenty, 97 TreeMap, 93 TreeSet, 92 Ud´ alostmi ˇ r´ ızen´ e programov´ an´ ı, 96 V´ ıcerozmˇ ern´ e pole, 33 V´ ybˇ er dat z datab´ aze, 176 velikost komponenty, 114 Vkl´ ad´ an´ ı dat do datab´ aze, 173 vlastn´ ı v´ yjimky, 76 Vnitˇ rn´ ı tˇ r´ ıda, 82 Vnitˇ rn´ ı tˇ r´ ıda a rozhran´ ı, 84 Vymaz´ an´ ı dat z datab´ aze, 177 Vytvoˇ ren´ ı objektu, 50 INDEX Vyvol´ an´ ı v´ yjimky, 74 while, 37 Z´ ısk´ av´ an´ ı metadat o datab´ azi, 172 Z´ akladn´ ı komponenty, 97 Zamˇ eˇ ren´ ı komponenty, 101 Znakov´ y typ, 21 Zobrazen´ ı rastru, 156 Literatura [1] Eckel B. : Mysl´ıme v jazyce Java, Grada Publishing, 2000 [2] Herout P.: Java, grafické uˇzivatelské prostˇred´ı a ˇceˇstina, Kopp, 2001 [3] Herout P.: Uˇcebnice jazyka Java, Java, Kopp, 2001 [4] Chapman S. J.: Zaˇc´ın´ ame programovat v jazyce Java, Computer Press, 2001 [5] Pecinovsk´ y R.: Mysl´ıme objektovˇe v jazyku Java, Grada publishing, 2006 [6] Virius M.: Java pro zelen´ aˇce, Neocortex, 2001 [7] Creating a GUI with JFC/Swing, http://java.sun.com/docs/books/tutorial/uiswing/index.html 184

Java pro geoinformatiky. Tomáš Bayer, Michal Schneider

Recommend Documents