Java Programarea in limbajul Java 2004 Lecturer Gavrila

Java Programarea in limbajul Java 2004 Lecturer: Gavrila Cristian 1

Cuprins I. Notiuni de programare orientata obiect II. Organizarea claselor in pachete. Clase fundamentale III. Mostenirea claselor IV. Clase abstracte si interfete V. Polimorfismul VI. Lucrul cu fisiere VII. Tratarea exceptiilor VIII. Colectii de obiecte IX. Interfete grafice folosind AWT. Applet-uri X. Fire de executie 2

Introducere : Cuprins 1. Limbaje de programare orientate obiect 2. Obiecte si clase de obiecte 3. Reprezentarea claselor de obiecte 4. Incapsularea 5. Relatii intre obiecte 3

Introducere : Limbaje de programare ■ Hardware – echipamentele fizice necesare calculatorului pentru a executa un set de instructiuni Procesorul � Memoria � Componente si subansamble electronice � ■ Software – instructiunile care controleaza partea hardware Sisteme de operare – controleaza direct partea hardware, ofera diverse servicii aplicatiilor � Aplicatii – editoare de text, browsere internet, jocuri � 4

Introducere : Limbaje de programare ■ ■ Programele contin instructiuni detaliate pentru a controla partea hardware Programele sunt scrise intr-un limbaj de programare Exista o multime de limbaje de programare Alegerea unui limbaj de programare depinde de � � ■ Cunostintele programatorului Uneltele disponibile pentru acel limbaj Caracteristicile hardware Tipul de problema pe care dorim sa o rezolvam Singurul limbaj inteles de calculator este cod masina (secventa de 0 si 1) 5

Introducere : Limbaje de programare Clasificarea limbajelor de programare ■ Limbaje de nivel scazut � ■ Asamblare Limbaje de nivel inalt � Limbaje imperative ➔ � Limbaje obientate obiect ➔ ■ C, Pascal, FORTRAN, COBOL C++, Java, C#, Smalltalk Limbaje de nivel foarte inalt � Limbaje functionale ➔ � LISP Limbaje declarative ➔ Prolog 6

Introducere : Limbaje de programare ■ ■ ■ Orice program trebuie “tradus” in cod masina Asamblare – translatarea unui program din limbaj de asamblare in cod masina Compilare – translatarea unui program dintr-un limbaj de nivel inalt in cod masina Interpretare – translatarea unui program dintr-un limbaj de nivel inalt in cod masina instructiune cu instructiune, pe masura executiei Linkeditare – legarea unui program cod masina de alte programe pe care le foloseste 7

Introducere : Limbaje de programare ■ Alfabet – multimea tuturor simbolurilor folosite intr -un limbaj � ■ Lexic – regulile de formare a cuvintelor unui limbaj � � ■ ■ ■ Cuvinte cheie – for, if, class Identificatori – nume de variabile, functii, clase Vocabular – multimea tuturor cuvintelor unui limbaj Sintaxa – regulile de formare a propozitiilor unui limbaj � ■ a, b, c, . . . , 1, 2, 3, “, ; , . if (conditie) then instructiuni 1 else instructiuni 2; Limbaj – multimea tuturor propozitiilor ce pot fi formate Semantica – semnificatia propozitiilor limbajului 8

Introducere : Limbaje de programare Limbajele de programarea au fost puternic influentate de partea hardware a calculatorului. Incepand cu limbajele de asamblare, apoi cu FORTRAN, COBOL, ALGOL, C, etc, majoritatea limbajelor de programare privesc programul ca o insiruire de instructiuni, eventual grupate in functii si biblioteci, fortand programatorul sa gandeasca in termenii calculatorului. Apare necesitatea unor limbaje de programare mai generale, a caror model de rezolvare a problemelor sa nu fie legat de partea hardware (arhitectura von Neumann). 9

Introducere : Limbaje de programare ■ Programarea orientata obiect Impartirea problemei in componente – obiecte care indeplinesc anumite functii � Asamblarea aplicatiei din diferite componente � Obiectele comunica prin trimiterea de mesaje � 10

Introducere : Ce este Java? ■ Java este un limbaj de programare: Orientat obiect � Portabil � Independent de arhitectura sistemului � Interpretat � Dinamic � Sigur � Robust � Performant � Distribuit � 11

Introducere : Ce este Java? ■ Versiuni Java: 1. 0, 1. 1, 1. 2, 1. 3, 1. 4. 2 � Versiunile incepand de la 1. 2 se mai numesc Java 2 � ■ Distributii � Java: Java 2 Standard Edition (J 2 SE) Java 2 Source Development Kit (J 2 SDK) ➔ Java 2 Runtime Environment (J 2 RE) ➔ Java 2 Enterprise Edition (J 2 EE) � Java 2 Micro Edition (J 2 ME) � 12

Introducere: Cuprins 1. Limbaje de programare orientate obiect 2. Obiecte si clase de obiecte 3. Reprezentarea claselor de obiecte 4. Incapsularea 5. Relatii intre obiecte 13

Obiecte (Def. ) Obiect: orice entitate fizica sau abstracta care anumite trasaturi si asupra carora se pot indrepta actiuni. Orice obiect este definit prin doua lucruri: - date, atribute - comportament, metode (Def. ) Obiect: componenta a unui sistem software care o stare definita prin atribute si un comportament definit prin metode. 14

Obiecte ■ Pentru a descoperi continutul unui obiect este util sa punem doua intrebari: Ce stie obiectul (ce cunoaste) – descoperim datele, atributele obiectului � Ce stie sa faca obiectul – descoperim comportamentul, metodele obiectului � 15

Clasele de obiecte Obiectele pot fi grupate in clase. A recunoaste un obiect inseamna a-l clasifica (a descoperi din ce clasa face parte). (Def. ) Clasa de obiecte: defineste structura (arhitectura, planul) obiectelor ce pot fi create din acea clasa. Obiectele sunt instante ale unor clase. Nu exista obiecte fara clase. 16

Date ■ Localizarea datelor: � � Stiva – aici se tin variabilele locale definite in interiorul unei metode; stiva este rapida dar presupune cunoasterea exacta la compilare a dimensiunii memoriei alocate si a timpului de viata al datelor Heap – aici se tin toate obiectele; nu este atat de rapida ca stiva dar este mult mai flexibila Zona statica – aici se tin toate datele care vor fi comune tuturor obiectelor folosind cuvantul cheie static; datele tinute aici vor avea o adresa fixa cunoscuta de toate obiectele Zona constantelor – aici se tin date care nu isi mai pot schimba valoarea dupa initializare; se foloseste cuvantul cheie final 17

Date ■ Date de obiect (date de instanta) � � � � Sunt datele (atributele) normale La crearea unui nou obiect, se aloca memorie pentru toate atributele de obiect Fiecare obiect are o copie a tuturor atributelor clasei din care a fost creat Datele de obiect apartin unui obiect si sunt tinute in heap impreuna cu obiectele Datele de obiect au aceasi durata de viata cu a obiectelor de care apartin Un obiect exista in memorie cata vreme exista cel putin o referinta la el Cand nu mai exista nici o referinta la un obiect, acel obiect devine pregatit pentru stergere, dar nu va fi sters imediat 18

Date ■ Datele de clasa (date statice) � � � Sunt atributele ce au cuvantul cheie static Sunt date care apartin clasei nu obiectelor Exista o singura copie a atributelor statice (de clasa) care este folosita de toate obiectele create din acea clasa Daca un obiect modifica un atribut de clasa, toate obiectele create din acea clasa vor vedea noua valoare a atributului Datele statice (de clasa) exista inainte de a fi creat orice obiect, ele se creaza la incarcarea claselor (la pornirea masinii virtuale Java) Datele de clasa sunt tinute in zona statica de memorie 19

Date ■ Datele de metoda � � ■ Sunt variabile declarate in interiorul unor metoda Sunt tinute pe stiva Sunt sterse la iesirea din metoda sau din blocul cel mai aproiat Daca se creaza un obiect in interiorul unei metode, obiectul este tinut in heap, dar referinta la obiect este o variabila locala de metoda si este tinuta pe stiva, deci va fi stearsa le terminarea metodei Datele constante � � � Odata ce au fost initializate nu li se mai poate schimba valoarea Au cuvantul cheie “final” in declaratie Sun tinute in zona constantelor 20

Metode ■ Metode constructor � � � � Sunt metode speciale apelate atunci cand se creaza un obiect Metodele de tip constructor au exact acelasi nume cu cel al clasei de obiecte si nu au tip de returnare (nici macar void) Orice clasa are cel putin un constructor Daca nu declaram nici un constructor, compilatorul va genera un constructor default (numit null constructor) Daca declaram cel putin un constructor, compilatorul nu va mai genera null constructor Constructorii sunt folositi pentru initializarea datelor de obiect Pentru o clasa ce nu are nici un constructor public, nu se pot crea obiecte din afara clasei 21

Metode ■ Metode getter Sunt metode de tipul public int get. Nota() � Unde nota este un atribut de tip intreg � In mod normal atributele sunt private, iar pentru a avea acces in mod controlat la atributele unui obiect se folosesc metode getter � In mod normal pentru toate atributele private care dorim sa poate fi citite din afara obiectului, cream metode getter � 22

Metode ■ Metode setter Sunt metode de tipul public void set. Nota(int nota) � Unde nota este un atribut de tip intreg � In mod normal atributele sunt private, iar pentru a modifica in mod controlat atributele unui obiect se folosesc metode setter � In mod normal pentru toate atributele private care dorim sa poate fi cscrise din afara obiectului, cream metode setter � 23

Metode ■ Metode generale Sunt toate celelalte tipuri de metode � Orice metoda primeste unele argumente si returneaza un rezultat � Metodele sunt in mod normal metode de instanta (apartin unor obiecte) ■ Daca apare cuvantul cheie “static” in declaratia metodei, atunci metoda este de clasa (poate fi apelata fara a avea creat un obiect de acea clasa) ■ 24

Introducere: Cuprins 1. Limbaje de programare orientate obiect 2. Obiecte si clase de obiecte 3. Reprezentarea claselor de obiecte 4. Incapsularea 5. Relatii intre obiecte 25

UML In faza de proiectare a unei aplicatii orientate obiecte, avem nevoie de niste conventii pentru desenarea claselor. UML – Unified Modeling Language: este limbajul vizual folosit pentru modelarea sistemelor informatice Descrie sistemele sub forma unor diagrame. Pentru programarea orientata obiect, cea mai importanta diagrama este diagrama de clase. 26

UML : Diagrama de clase • O clasa este reprezentata ca un dreptunghi cu trei zone care contin: – Numele clasei – Atributele clase – Metodele clasei Animal nume : String; tip : String; varsta : int; get. Nume() : String; set. Nume(nume : String) : void; get. Tip() : String; 27

Introducere: Cuprins 1. Limbaje de programare orientate obiect 2. Obiecte si clase de obiecte 3. Reprezentarea claselor de obiecte 4. Incapsularea 5. Relatii intre obiecte 28

Incapsularea ne permite sa privim obiectul ca pe o “cutie neagra”. Prin incapsulare putem restrictiona sau putem permite accesul altor obiecte asupra atributelor sau metodelor unui obiect. 29

Incapsularea ■ In Java incapsularea se realizaza prin urmatoarele cuvinte cheie care se pot aplica atributelor sau metodelor: public – in UML “+” : orice alt obiect are acces � private – in UML “-” : nici un alt obiect nu are acces � protected – in UML “#” : doar obiectele derivate au acces � “ “ (default, package) – in UML “ “ : doar obiectele din acelasi pachet (director) au acces � 30

Introducere: Cuprins 1. Limbaje de programare orientate obiect 2. Obiecte si clase de obiecte 3. Reprezentarea claselor de obiecte 4. Incapsularea 5. Relatii intre obiecte 31

Relatii intre obiecte ■ Relatia de dependenta: Un obiect foloseste alt obiect (depinde de alt obiect) � Este cea mai generala relatie intre obiecte � Celalalt obiect nu apare ca atribut al primului ci e folosit doar in metode � Administrator Cusca 32

Relatii intre obiecte ■ Relatia de asociere: Un obiect “stie despre” alt obiect � Nu exista relatie de incluziune intre obiecte � Celalat obiect apare ca atribut al primului obiect � Roluri si multiplicitate � Tara Presedinte 33

Relatii intre obiecte ■ Relatia de agregare: Un obiect “contine” alt obiect � Al doilea obiect este un atribut al primului obiect � Masina Motor 34

Relatii intre obiecte ■ Relatia de mostenire: Un obiect “este” alt obiect � Clasa de baza se mai numeste clasa parinte � Clasa fiu mosteneste atributele si metodele clasei parinte � Clasa fiu poate adauga atribute si metode noi (extinde clasa de baza) � Mamifere Feline 35