Języki Programowania

Klasy i obiekty.

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

2

Plan wykładu

 Klasy i ich sygnatury


Tworzenie obiektów

 konstruktor
 konstruktor z parametrami

 Metody i ich rodzaje



zwracanie wyników



przekazywanie parametrów

 ochrona danych

 Komentarze

 automatyczna generacja dokumentacji

 Dziedziczenie

 podklasy
 biblioteki klas, klasy wbudowane, klasa String
 pakiety klas



Aplety języka Java

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

3

Obiekty i klasy

 Obiekty



Obiekty są małymi programami (lub fragmentami programów)



Obiekty współpracują ze sobą w celu wykonania określonego
zadania



Obiekty zawierają dane (pola –

fields

)



Obiekty zawierają procedury przetwarzania danych, czyli
metody (

methods

)

 Klasy



Klasy są „fabrykami” obiektów



Każda klasa produkuje ściśle określony rodzaj (typ) obiektów



Każdy obiekt należy do jednej, określonej klasy

 Klasa obejmuje obiekty tego samego rodzaju, utworzone

według tego samego pierwowzoru klasy



Klasa jest wzorcem budowy obiektów

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

4

Obiekty i klasy



Każda klasa może być opisana
przez podanie

 konstruktora


zbiór metod zdefiniowanych

wewnątrz klasy

 Konstruktor tworzy nowy obiekt

danej klasy



Metody powodują wykonanie

określonej czynności

Malarz

Konstruktor:

Malarz()

Metody:

void rysujDom()

void rysujPortret(string)

void kasujPiksel()

void zmienKolor()

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

5

Konto bankowe jako obiekt



Tworzymy obiekt, którego
zadaniem jest modelowanie konta
bankowego

 Co to jest konto bankowe?



ma swój numer



zawiera nazwisko właściciela



zawiera informację o stanie
środków na koncie



Jakie operacje (metody) można
określić dla konta bankowego?

 podaj stan konta


dokonaj wypłaty z konta



dokonaj wpłatę na konto

 dokonaj przelewu na inne konto

bankowe

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

6

Konto bankowe jako klasa



Klasa

Konto

zawiera trzy pola (

fields

)

określające numer konta, właściciela i
stan konta



Każdy obiekt utworzony przez tę klasę
ma swoje własne pola odpowiadające
polom klasy, w których obiekty
przechowują swoje wartości pól



Przykłady trzech obiektów klasy

Konto

:

class

Konto

{

int

numer;

String

wlasciciel;

int

stanKonta;

}

Ćwiczenie:

zdefiniuj klasę

Konto

w BlueJ i utwórz trzy obiekty tej klasy o nazwach:

konto1

,

konto2

i

moje_konto

. Wykonaj inspekcję obiektu

moje_konto

i sprawdź, że:

int numer = 0

,

String wlasciciel = <null>

,

int stanKonta = 0

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

7

Typy pól w języku Java



int

jest typem

prymitywnym

(primitive type

) języka Java



wartości zmiennych (pól) typu prymitywnego są pamiętane bezpośrednio w
obszarze pola



inne typy prymitywne języka Java:



boolean



char



byte



short



long



float



double



String

jest typem obiektu, a więc klasą języka Java, tak samo jak

wcześniej zdefiniowane klasy Malarz czy Konto



W polu typu obiektowego nie przechowuje się wartości, ale link (referencję, czyli
adres) do miejsca w pamięci, gdzie ta wartość się znajduje



Pola typu obiektowego przed inicjalizacją zawierają

<null>

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

8

Odwołanie przez adres



Zmienne typów

prymitywnych

zawierają wprost podaną

wartość

zmiennej, natomiast

obiekty

zawierają

adres

miejsca pamięci, gdzie

ulokowane są pola danych obiektu (

!!!

)



Nazwa obiektu jest zatem tylko adresem (wskaźnikiem) położenia
obiektu. Do obiektów odwołujemy się więc przez adres (

reference

), a

do zmiennych typów prymitywnych przez wartość (

value

)



Jeśli

num1

jest zmienną typu

int

, a

name1

obiektem klasy

String

,

to wówczas możemy narysować diagram:

“Steve Jobs”

name1

num1 52

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

9

Przypisanie =



Operacja przypisania

kopiuje

wartość podaną z prawej

strony przypisania do miejsca wskazanego z lewej
strony



Dla typów prymitywnych

num1 38

num2 96

przed

num2 = num1;

num1 38

num2 38

po

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

10

Przypisanie dla obiektów



Jeśli

name1

i

name2

są nazwami obiektów (np. klasy

String

), to przypisanie dotyczy

adresów

, a nie wartości

(

!!!

)

name2 = name1;

name1

name2

przed

:

"Steve Jobs"

"Steve Wozniak"

name1

name2

po

:

"Steve Jobs"

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

11

Aliasy (aliases)



Dwie lub więcej referencji do tego samego obiektu są
nazywane

aliasami

(

aliases

)



Oznacza to, że ten sam obiekt może być wskazany
przez wiele nazw



Aliasy mogą być użyteczne, ale należy je stosować z
dużą ostrożnością, bo często prowadzi to do błędów w
programach



Pamiętaj:

zmiana obiektu przez jedną z referencji

zmienia obiekt dla wszystkich referencji, ponieważ w
pamięci jest to realnie jeden i ten sam obiekt

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

12

Zwalnianie pamięci

(

garbage collection

)



Jeśli obiekt nie ma żadnej ważnej referencji oznacza to,
że jest niewykorzystywany (program nie może mieć do
niego dostępu)



Taki obiekt jest bezużyteczny i nosi nazwę

garbage



Java wykonuje automatyczną inspekcję obiektów i
wykrywa obiekty bezużyteczne, po czym likwiduje je w
pamięci automatycznie zwracając pamięć do innych
potrzeb. Proces ten nosi nazwę

garbage

collection



W innych językach programista sam odpowiada za
zwalnianie pamięci po bezużytecznych obiektach

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

13

Metody



We wcześniejszym przykładzie klasy i obiektów
dotyczących kont bankowych zdefiniowaliśmy
na razie pola



Pozostaje zdefiniować jeszcze metody



podajStanKonta

(observer zwracany typ int)



wplata

(mutator

– void)



wyplata

(mutator

– void)



przelew

(mutator

– void)



Metody dzielą się na dwa rodzaje:



observer

– metody, które zwracają wartość

wyprodukowaną przez obiekt. Wartość może być
typu int, String itp. Metody tego typu nie zmieniają stanu obiektu



mutator

– metody, które zmieniają stan obiektu, nie dostarczają informacji o

obiekcie



W wyjątkowych sytuacjach metoda może być jednocześnie observerem i
mutatorem (należy tego jednak unikać)

 Inne terminy: observer -

getter

, mutator -

setter

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

14

Metody zwracające wynik



Metoda

podajStanKonta

zwraca wynik typu

int

będący

wartością pola

stanKonta

int

podajStanKonta

( )

{

return

stanKonta;

}

Typ zwracanego

wyniku

Nazwa metody

Lista parametrów

(tutaj pusta)

Zwróć jako wynik

(rezultat) ...

Wartość pola

stanKonta

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

15

Metody z parametrem



Metoda

wplata

wymaga podania argumentu (parametru) typu

int

będącego wartością kwoty wpłaty

void

wplata

(int kwota)

{

stanKonta

+=

kwota;

}

Typ zwracanego

wyniku (brak)

Nazwa metody

Parametr typu

int

Stan konta

zwiększ o ...

kwotę

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

16

Sygnatura metody



Nagłówek metody nazywany jest również

sygnaturą

. Dla sygnatury

istotny jest tylko typ zwracanej wartości i typy parametrów

void

wplata

(int kwota)

{

stanKonta

+=

kwota;

}

int

podajStanKonta

( )

{

return

stanKonta;

}

void

przelew

(Konto odbiorca, int kwota)

{

//

... Zajmiemy sie tym później

;

}

void (int)

int ( )

void (Konto, int)

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

17

Klasa

Konto



Należy zwrócić uwagę na sposób
formatowania nawiasów
klamrowych w ciele metody



Istnieje wiele konwencji, ale ta jest
powszechna i wygodna



Jeśli kursor znajdzie się za klamrą
edytor pokazuje w szarej obwódce
jej partnera co ułatwia sprawdzanie
poprawności struktury nawiasów

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

18

Uruchamiamy metodę

Kompilujemy klasę

Konto

i konstruuje-

my obiekt tej klasy nadając mu nazwę
np.

konto1

Wywołujemy metodę

wplata

Pojawia się okno, w którym należy
podać wartość parametru metody
(kwotę wpłaty)
Następnie możemy uruchomić metodę

podajStanKonta

, aby sprawdzić, czy

wpłata została dokonana

Ćwiczenie:

uzupełnij klasę

Konto

o

metodę

wyplata

(podobna do

wplata

,

ale zamiast

+=

należy użyć operacji

-=

)

Włącz inspektora obiektu i dokonuj
wpłat oraz wypłat obserwując „na żywo”
stan konta.

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

19

Przelewy

void

przelew

(

Konto

odbiorca,

int

kwota)

{

wyplata(kwota);

odbiorca.wplata(kwota);

}

Aby dokonać przelewu metoda

przelew

musi otrzymać dwa parametry:

• konto odbiorcy
• kwotę przelewu

Podczas

wywołania

metody

parametry formalne

metody otrzymują wartości

parametrów aktualnych

przelew

(

konto7

,325)

wyplata

(325);

konto7

.wplata(325);

Wywołanie:

Powoduje wywołanie
metody innego
obiektu

Obiekty komunikują się ze sobą. W tym przykładzie obiekt

konto7

otrzymuje komunikat aby wywołać metodę

wplata

z parametrem

o wartości

325.

Sprawdź jak to działa w BlueJ

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

20

Konstruktor



Konstruktor służy do generowania nowych obiektów danej klasy



Dotąd wszystkie nowe obiekty klasy

Konto

były tworzone w taki

sposób, że



numer = 0



wlasciciel = <null>



Za metodę Konstruktor odpowiada klasa



Konstruktor obiektów danej klasy (np.

Konto

) ma taką samą

nazwę (czyli

Konto

). Należy pamiętać o rozróżnieniu małych i

dużych liter



Konstruktor nie zwraca żadnej wartości; wynikiem jego działania
jest nowy obiekt danej klasy. Konstruktor nie zawiera zatem
słowa return



Dla każdej klasy istnieje domyślny konstruktor, który inicjalizuje
pola tworzonego obiektu tak, że pola typu

int

otrzymują

wartość

0

, natomiast pola typu obiektowego (np.

String

)

wartość

<null>

Domyślny konstruktor
klasy

Konto

Konto( )
{

}

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

21

Ulepszony konstruktor

Konto

(

int

nowyNumer,

String

nazwisko){

numer

= nowyNumer;

wlasciciel

= nazwisko;

stanKonta

= 0;

}

new

Konto

(

569123666

,

”Kowalski”

)

Definicja konstruktora

Wywołanie konstruktora

Efekt

Nowy obiekt ma
numer i właściciela
zgodnie z
parametrami
aktualnymi wywołania
konstruktora

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

22

Więcej konstruktorów



Klasa może mieć większą liczbę konstruktorów



Przykłady



Bank oferuje nowym klientom początkową kwotę (saldo) na koncie w prezencie (znany
chwyt)



Jeśli klient banku zwerbuje nowego klienta otrzymuje premię



Konstruktory wewnątrz klasy

muszą mieć

różne typy listy parametrów, czyli

różne sygnatury



Wewnątrz klasy Konto możliwe są na przykład konstruktory



Konto()

Konto()



Konto(int numer, String nazwisko)

Konto(int,String)



Konto(String nazwisko, int numer)

Konto(String,int)



Konto(int numer, String nazwisko, int prezent)

Konto(int,String,int)



Konto(int numer, String nazwisko, Konto werbujacy)

Konto(int,String,Konto)



Nie są natomiast dozwolone jednocześnie konstruktory



Konto(int numer, String nazwisko)

Konto(int,String)



Konto(int kwota, String odbiorca)

Konto(int,String)



Należy pamiętać, że nie wszystko co dozwolone ma sens

sygnatury

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

23

Ochrona danych

Konto

Pole:

int

numer

String

wlasciciel

int

stanKonta

Konstruktor:

Konto()

Konto(

int,String

)

Metoda:

int

podajStanKonta()

void

wplata(

int

)

void

wyplata(

int

)

void

przelew(

Konto,int

)

....

Użytkownik klasy

Konto

powinien mieć

dostęp do danych obiektu tej klasy tylko
przez metody

Można ochronić wybrane pola przed
dostępem z zewnątrz za pomocą słowa
kluczowego

private

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

24

Ochrona danych

cd.



Chronimy pola

wlasciciel

i

stanKonta



Użytkownik obiektu nie może
odczytać lub zmienić tych pól
inaczej jak tylko przez dostępne
metody



int podajStanKonta()



String podajWlasciciela()



wplata()



wyplata()



przelew()



zauważmy, że można odczytać

pole

wlasciciel

, ale nie można go

zmienić



Jeśli bank chce później np.:



wprowadzić opłaty od operacji



drukować protokoły i wyciągi

Musi zmodyfikować potrzebne
metody i ma pewność
bezpieczeństwa transakcji

// pola obiektu

int

numer;

private

String wlasciciel;

private

int

stanKonta;

// metody obiektu

public

int

podajStanKonta(){

return

stanKonta;

}

public

String podajWlasciciela(){

return

wlasciciel;

}

public

void

wplata(

int

kwota){

stanKonta += kwota;
}

dostępne z

zewnątrz obiektu

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

25

getters & setters



Projektując klasę zaleca się
deklarować wszystkie dane w
polach

private



Dostęp do danych z zewnątrz
powinien odbywać się tylko przez
metody

public



Przejrzystość zapewnia podział
metod na dwie grupy:



setter

– do ustawiania wartości pól



getter

– do odczytu wartości pól



zaleca się by nazwy metod
zaczynały się odpowiednio od

get

lub

set

(wcześniej tego nie

przestrzegaliśmy pisząc np.
podajStanKonta)

Date

Fields:

private int

day

private int

month

private int

year

Constructors:

Date()

Date(

int,int,int

)

Methods:

getter

public int

getDay()

public int

getMonth()

public int

getYear()

setter

public void

setDay()

public void

setMonth()

public void

setYear()

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

26

Komentarze



Java stosuje trzy rodzaje komentarzy programu źródłowego



//

komentarz do końca linii

// krótkie wyjaśnienie znaczenia operacji, metody itp..



/*

tekst zawarty w tych ogranicznikach

*/



podkreśla najtrudniejsze fragmenty kodu



ułatwia późniejsze ich zrozumienie



ułatwia czytanie kodu przez innych



/**

z teksu zawartego w tych klamrach

*/



aplikacja

javadoc.exe

wydobywa automatycznie dane na temat aplikacji



stosuje się specjalne znaczniki dla określonych danych:



@author



@date



@param



@return ....



na tej podstawie tworzy się automatycznie dokumentację oprogramowania



generowanie dokumentacji w

BlueJ

: menu

Tools

opcja

Project

Documentation

, dokumentację można obejrzeć w przeglądarce HTML

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

27

Pola statyczne



pola klasy są
oznaczone słowem
kluczowym

static



pola klasy i obiektu
będą wstępnie
inicjowane

class

Konto{

// pola klasy

static

int

stopaProcentowa = 4;

static

int

licznikKont;

// pola obiektu

int

numer;

String wlasciciel =

”Pan Dyrektor”;

int

stanKonta = 0;

Dotąd opis klasy zawierał jedynie pola, które były zawsze powielane dla
każdego tworzonego obiektu tej klasy. Obiekty dysponowały własnymi
egzemplarzami takich pól.
Niekiedy chcemy, by pole było związane z klasą, a nie z obiektem, to znaczy by
miało jedną wspólną wartość (i jeden egzemplarz w obrębie klasy). Takie pola
deklaruje się jako statyczne słowem kluczowym

static

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

28

Autoinkrementacja x++

class

Konto{

// pola klasy

static

int

stopaProcentowa = 4;

static

int

licznikKont;

// konstruktor

Konto(String nowyKlient){
wlasciciel = nowyKlient;

stanKonta = 0;

numer = licznikKont;

licznikKont++;

}

// pola obiektu

int

numer;

String wlasciciel;

int

stanKonta;

// metody obiektu
...

Każde pole

xyz

typu

int

może

być autoinkrementowane

xyz++ ;

co powoduje zwiększenie
wartości pola o 1




Zwiększ aktualny numer konta
(który będzie przydzielony
następnemu klientowi) o 1

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

29

Metody statyczne



Podobnie jak pola statyczne, można w obrębie klasy definiować statyczne
metody

. Są one używane do:

 manipulacji na polach statycznych



np. do zmiany obowiązującej w banku stopy procentowej



implementacji obserwatorów (observers) niezależnych od wywoływanego
obiektu



np.

getStopaProcentowa()



zapisu konstruktorów – w tym przypadku słowo

static

pomija się (tak

robiliśmy wcześniej), ponieważ konstruktor nie zwraca wyniku, tylko
tworzy nowy obiekt

class

Konto{

static

stopaProcentowa = 3;

static

int

getStopaProcentowa()

{

return stopaProcentowa();
}
}

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

30

Wywoływanie metod



Jeśli chcemy wywołać metodę obiektu, musimy najpierw utworzyć obiekt

określonej klasy, a następnie wywołać metodę:

obiekty

slonce

sciana



Jeśli chcemy wywołać metodę klasy (metodę

statyczną

), przy wywołaniu

zamiast nazwy obiektu podajemy nazwę klasy

klasa

Konto

Square sciana = new Square();
Circle slonce = new Circle()
...
slonce.changeColor(

”yellow”);

sciana.moveHorizontal(50);

Konto

.getStopaProcentowa();



class Liczba_metoda



{



int x;



public static void main(String[] args)



{



Liczba_metoda wartosc=new Liczba_metoda();



wartosc.x=5;



wartosc.pokazLiczbe();



}



void pokazLiczbe()



{



System.out.println("Liczba x= "+x);



}



}

31

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

Wywoływanie metod cd.

class Liczba_metoda2

{

int x;

public static void main(String[ ] args)

{

Liczba_metoda2 wartosc = new Liczba_metoda2();

wartosc.x = 5;

System.out.println("Liczba x= "+wartosc.pobierzLiczbe());

}

int pobierzLiczbe()

{

return x;

}

}

32

Wywoływanie metod cd.

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

33

Używanie predefiniowanych klas



Klasa

Malarz

używała zdefiniowanych wcześniej (w częściowo

gotowym projekcie

BlueJ

o nazwie

shapes

) klas

Circle

,

Square

i

Triangle



Z kolei klasy te używają klasy

Canvas

, która definiuje obszar rysowania

na ekranie



Z predefiniowanych klas można korzystać, nawet nie znając
szczegółów ich budowy,
jeśli znamy tylko informacje
na temat sygnatury klasy
i jej metod udostępnianych
na zewnątrz

 BlueJ

podaje relacje wzajem-

nego korzystania z klas
przez inne klasy w postaci
graficznej

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

34

Wbudowane klasy



Aby ułatwić tworzenie programów Java dostarcza programiście wiele predefiniowanych
klas zebranych w bibliotekach klas dołączanych do środowiska JDK



Niektóre z predefiniowanych klas są wbudowane w język Java, inne zaś wymagają
dołączania bibliotek nazywanych pakietami (

packages

)



System



Klasa wbudowana, służy do operacji związanych z systemem komputerowym



Szczególnie przydatne jest statyczne pole

out



Zawiera ono obiekt umożliwiający wyprowadzanie danych (tzw. „

PrintStream

”)



PrintStreams

udostępniają metodę

println()

, do wyprowadzania danych (wyświetlania) w oknie

terminala

System.out.println(”Hej ludzie, co się dzieje”);
System.out.println(17+4);
System.out.println(mojeKonto);

//co to spowoduje – sprawdź!

Można też skorzystać z pakietu

java.io

i zlecać wyprowadzanie danych jak podano

poniżej

PrintStream wydruk = System.out;
Wydruk.println(”komunikat numer 25”);
Wydruk.println(”17 + 4 = ” + (17+4));

//co się wydrukuje?

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

35

Wbudowana klasa

Math



Math

 Klasa ze zbiorem



funkcji matematycznych

 np.

max

,

min

,

abs

,

random

,

sin

,

log

,

…



i stałych matematycznych



PI

,

E



klasa

Math

ma wyłącznie

statyczne

pola i metody



nie trzeba samemu tworzyć obiektów do realizacji operacji
matematycznych

System.out.println(

Math.max(3,5)

);

System.out.println(

Math.abs(x*x-10*x+1)

);

System.out.println(

Math.sqrt(Math.PI + Math.E)

);

System.out.println(

Math.random()

);

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

36

Klasa

String



String



Obiekty są ciągami (łańcuchami) znaków (ściślej –

listą znaków)



Stringi można



Sklejać ze sobą (konkatenować)



Wyprowadzać na ekran



np. z pomocą

System.out.println();



Dostępne są metody do



Określania długości stringu:

length( )



”Hello”.length()



Porównywania dwóch stringów:

equals( )



”Hello”.equals(”Hello”)



Wydzielenia i-tego znaku:

charAt( )



…

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

37

Klasa

String

(cd.)



tworzenie stringów



przez podanie treści ujętej w cudzysłowy



”Hello World”

,

”Sincerely yours \n James Bond”



w programie, z użyciem konstruktora



String pozdro = new String(”Hi guys”);



lub bezpośrednio



String pozdro = ”Hi guys”;



operator konkatenacji „

+

”



”Hello” + ” world”

daje ”

Hello world”



”bez” + ”spacji”

daje

”bezspacji”



wszystkie typy języka Java mają swoją reprezentację jako stringi:



konwersja odbywa się automatycznie od lewej do prawej



System.out.println(”1 plus 1 daje ”+(1+1));

// 1 plus 1 daje 2



System.out.println(”1 plus 1 daje ”+1+1);

// 1 plus 1 daje 11



można dokonać konwersji każdego obiektu na string



toString()

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

38

Klasa

String

(cd.)

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

39

Aplikacje Java



Aplikacja w języku Java jest kompletnym, samodzielnym programem (

stand-alone

)



Aplikacja składa się z co najmniej jednej głównej klasy

public

(w podanym

przykładzie

MojaAplikacja

) i ewentualnie ze współpracujących z nią klas

pomocniczych (w tym przykładzie taką klasą jest

AlgorytmAplikacji

)

public

class

MojaAplikacja

{
public static

void

main(String[] args){

AlgorytmAplikacji.zrobSwoje();
System.out.println("Podane argumenty");
for (

int

k=0; k<args.length; k++)

System.out.print(args[k]+" ");
}
}


public

class

AlgorytmAplikacji

{
public static

void

zrobSwoje(){

System.out.println("Pozdrowienia od algorytmu");
}

// zapis właściwej treści algorytmu aplikacji

}

Główna klasa aplikacji musi
zawierać metodę

main

o

sygnaturze podanej w
przykładzie

args

oznacza tablicę

stringów, do której trafią
argumenty aplikacji podane
przy jej uruchomieniu

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

40

Aplikacje w JDK



Tworzenie i uruchamianie aplikacji w środowisku

JDK

przebiega w

następujących etapach:



Utworzenie kodów źródłowych klas i zapisanie ich w plikach z
rozszerzeniem .

java

, w tym przykładzie



MojaAplikacja.java



AlgorytmAplikacji.java

 Skompilowanie klas kompilatorem

javac



javac MojaAplikacja.java



javac AlgorytmAplikacji.java



Na dysku pojawiają się pliki

bytecode

:



MojaAplikacja.class



AlgorytmAplikacji.class

 Uruchomienie aplikacji:



java MojaAplikacja lista_parametrów



Lista parametrów

P1, P2, P3 ...

jest opcjonalna, stosujemy ją jeśli chcemy

wprowadzić z linii poleceń argumenty do uruchamianej aplikacji. W podanym
dalej przykładzie zastosowano 4 argumenty typu String:



java MojaAplikacja jeden 2 trzy 4

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

41

Uruchomienie aplikacji w JDK



Uwaga:

należy sprawdzić, czy jest zdefiniowana ścieżka dostępu do katalogu

zawierającego kompilator

javac

i JVM

java



służy do tego polecenie

PATH

systemu operacyjnego



w podanym przykładzie, aby nie komplikować sprawy umieszczono pliki aplikacji
w tym samym katalogu co kompilator i JVM



Jako parametry podano cztery wartości:

jeden 2 trzy 4



zgodnie z sygnaturą metody

main

wszystkie parametry są traktowane jako

stringi, zatem np. 2 oznacza jednoznakowy string ”2”, a nie liczbę całkowitą 2 !!!

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

42

Aplikacja w BlueJ



Wykonać edycję klas

MojaAplikacja

i

AlgorytmAplikacji



W oknie graficznych zależności miedzy
klasami dodać przerywaną strzałkę
wskazującą, że klasa

MojaAplikacja

korzysta z klasy

AlgorytmAplikacji



Skompilować klasy i przetestować
metodę

main



Wybrać opcję

Project/Create Jar File



W rozwijanym menu wybrać jako klasę
główną

MojaAplikacja



Zapisać aplikację jako wykonywalny
plik, np. o nazwie

aplikacja_testowa

 BlueJ

utworzy w podanym katalogu

tzw. wykonywalny plik

jar

,

który

można wykonać w JDK jak poprzednio

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

43

Aplikacje spakowane

.jar



Wyprodukowana w ten sposób aplikacja została zapisana przez

BlueJ

w

tzw. formacie spakowanym

.jar

(

java archive

)



Powstał plik

aplikacja_testowa.jar

 Aplikacje

jar

można uruchomić w JDK korzystając z opcji

java

–jar

jak

pokazuje poniższy obraz konsoli poleceń DOS

 Pliki

.jar

można też rozpakować programem WinZip i uruchamiać w zwykły

sposób, bez korzystania z opcji

-jar

 W plikach

.jar

oprócz kodu skompilowanych klas można również zawrzeć dla

celów dokumentacyjnych inne elementy, np. kody źródłowe. W tym celu podczas
tworzenia plików

.jar

należy zaznaczyć odpowiednie opcje w oknie

BlueJ

 Pliki

.jar

można również tworzyć w SDK firmy Sun Microsystems

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

44

Dziedziczenie - inheritance



W języku Java można tworzyć klasy potomne –

podklasy

dziedziczące cechy klasy podstawowej –

nadklasy



Załóżmy, że chcemy utworzyć specjalne rodzaje kont bankowych

 Konta debetowe



można się na nich zapożyczyć ponad saldo konta, ale trzeba płacić odsetki



konto jest nieoprocentowane



Konta oszczędnościowe



konto jest oprocentowane



nie można się zadłużać



nie można podejmować wypłat

 Tworzymy konta



DebetKonto



LokataKonto

które są podklasami zdefiniowanej wcześniej klasy

Konto

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

45

Klasa

Konto

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

46

Dziedziczenie

cd.



Podklasy i ich obiekty mają swoiste właściwości



Dziedziczą

pola i metody nadklasy, które

nie są prywatne



A więc automatycznie konta debetowe i lokacyjne mają

 pola:

numer, stanKonta, wlasciciel

 metody:

podajStanKonta, wplata, wyplata



Mogą mieć dodatkowe pola:



Konta lokacyjne mogą mieć nowe pola

 oprocentowanie

stopaProcLokaty

 kiedy ostatnio naliczono odsetki (od kiedy trwa okres odsetkowy)



Konta debetowe mogą mieć dodatkowe pola



wysokość odsetek za zadłużenie



limit zadłużenia



od kiedy powstało zadłużenie



Mogą mieć dodatkowe metody:



Konta lokacyjne

 naliczone odsetki



Konta debetowe

 naliczone karne odsetki

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

47

Podklasy



Przy pomocy słowa kluczowego

extends

klasa dziedziczy cechy

innej klasy:

class

LokataKonto

extends

Konto{

...

static

int stopaProcLokaty = 3;

int

ostatniDzienNaliczOdsetek;

int

getStopaProcLokaty

(){

return

stopaProcLokaty;

}

void

naliczOdsetki

(){

...

class

DebetKonto

extends

Konto{

...

static

int stopaProcKredytu = 13;

int

ostatniDzienOkresuRach;

int

limit=10000;

int

getLimit

(){

return

limit;

}

void

naliczKosztKredytu

(){

...

public class Podklasa extends Nadklasa

{

String witaj;

Podklasa()

{

witaj="Dzień dobry";

}

public static void main(String[] args)

{

Podklasa t= new Podklasa();

System.out.println(t.witaj+" "+t.imie+"!");

}

}

class Nadklasa

{

String imie = "Janek";

}

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

48

Podklasy cd.

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

49

super



Odwołanie z podklasy do nadklasy

 podklasa nie dziedziczy konstruktora z nadklasy


na samym początku podklasy trzeba zbudować konstruktora



często robi się to przez wykorzystanie konstruktora nadklasy, z
wykorzystaniem odwołania

super

, jak pokazuje poniższy przykład



odwołanie

super

może być stosowane również w celu dostępu do

innych elementów nadklasy np. metod

class

LokataKonto

extends

Konto{

// przejmujemy konstruktora
// z nadklasy

LokataKonto(String x){

super

(x);

ostatniDzienNaliczOdsetek = 0;
}
...
}

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

50

Dostęp do nadklasy



pola

private

są chronione



niedostępne również z podklas



muszą wystarczyć metody

getter

i

setter



pola

protected



dostępne z podklasy



niedostępne z innych klas



niechronione pola



dostępne ze wszystkich klas
całego pakietu



niedostępne z klas innych
pakietów



są prywatne dla pakietu

Konto

Pole:

static

protected

int

stopaProc

protected

int

stanKonta

String

wlasciciel

private int

numer

Metoda:
getter

public int

getStanKonta()

public int

getWlasciciel()

public int

getNumer()

public boolean

czyRokPrzest()

setter

public void

wplata(

int

)

public void

przelew(Konto,

int

)

public void

wyplata(

int

)

...

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

51

Dostęp z podklasy

Konto

Pole:

static

protected

int

stopaProc

protected

int

stanKonta

String

wlasciciel

private int

numer

Metoda:
getter

public int

getStanKonta()

public int

getWlasciciel()

public int

getNumer()

public boolean

czyRokPrzest()

setter

public void

wplata(

int

)

public void

przelew(Konto,

int

)

public void

wyplata(

int

)

...

class

LokataKonto

extends

Konto{

void

naliczOdsetki

(){

wplata(

stanKonta * stopaProc

);

} //

OK

void

drukujWyciag

(){

System.out.println(

wlasciciel

);

//OK.

System.out.println(numer);

// błąd!

System.out.println(stanKonta);

//OK.

}
...

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

52

this



słowo kluczowe

this

oznacza aktualny obiekt

 this(), this(...)

oznaczają konstruktory aktualnej klasy



poniższy przykład ilustruje użycie this do budowy konstruktorów

public

Konto(){

/* ten fragment kodu powinien znaleźć się również
* w innych ewentualnych konstruktorach klasy Konto
*/

numerKonta = licznikKont;
licznikKont++;
}

public

Konto(String nazwisko){

this

();

// wołamy konstruktora bez parametrów

wlasciciel = nazwisko;
}

public

Konto(String nazwisko,

int

kwota){

this

(nazwisko);

// wołamy konstruktora z parametrem

stanKonta = kwota;
}

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

53

Podklasy w BlueJ

Strzałki z ciągłymi liniami wskazują, że
klasy

LokataKonto

i

DebetKonto

są

podklasami klasy

Konto

Każdy obiekt podklasy:
-

zawiera dodatkowe metody

- dziedziczy wszystkie metody nadklasy

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

54

Overriding

– przedefiniowanie



Metody nadklasy mogą być

przedefiniowane

w podklasie,



można jest zdefiniować z tą samą nazwą, ale z inną treścią; nowa
definicja „przesłania” definicję z nadklasy, stąd nazwa

overriding



przykład: overriding metody

wyplata

 w podklasie

LokataKonto

, które nie dopuszcza debetu, przed

wypłatą należy sprawdzić, czy kwota wypłaty nie przekracza stanu
konta

class

LokataKonto

extends

Konto{

...

void

wyplata

(int kwota){

if

(getStanKonta() >= kwota)

super

.

wyplata

(kwota);

}
...

metoda

wyplata

nadklasy, czyli klasy

Konto

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

55

Klasy

– podklasy



Kiedy modelować klasę jako podklasę istniejącej już klasy?



Tylko wtedy, gdy ma to sens



każde koło to figura



każda figura to geometryczny obiekt



każde konto oszczędnościowe jest kontem



każdy samochód osobowy jest samochodem ...



Tylko wtedy, gdy każdy obiekt nowej podklasy może być uważany za
szczególny przypadek obiektu istniejącej klasy



kwadrat jest szczególnym prostokątem



koło jest szczególną elipsą



student jest szczególną osobą



Tylko wtedy, gdy metody nadklasy mają także sens w podklasie

 makeVisible()

ma sens w klasie

Figura

i w podklasie

Prostokat

 getPole()

ma sens w klasie

Prostokat

i w podklasie

Kwadrat

 getStanKonta()

ma sens w klasie

Konto

i w podklasie

LokataKonto

public class Wyjatek2

{ static void pauza() throws Exception{ }

public static void main(String[] args) throws Exception

{ String wyjatki[] ={"dzielenie","tablica"};

for (int i = 0; i < 2; i++)

{ try

{ wygeneruj(wyjatki[i]);

System.out.println("Wyjatek przy operacji typu:\"" + wyjatki[i] + "\" nie zostal

wygenerowany");

}

catch (Exception e)

{ System.out.println("Przy operacji typu \"" + wyjatki[i] + "\" wystapil wyjatek: \n" +

e.getClass() + "\n Z

nastepujaca informacja: " + e.getMessage());

}

}

pauza();

}

56

Obsługa wyjątków

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

static int wygeneruj(String s) throws Exception

{ try

{ if (s.equals("dzielenie"))

{ int i = 0;

return i/i;

}

if (s.equals("tablica"))

{ int t[] =new int[5] ;

return t[6];

}

return 0;

}

finally

{ System.out.println("\n[wygeneruj(\"" + s +"\") zakonczone]");

}

}

}

57

Obsługa wyjątków cd.

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

58

Klasy wbudowane - rozszerzenia



Termin

rozszerzenie

klasy oznacza stworzenie na jej podstawie podklasy i

ewentualnie dodanie nowych elementów



Java dysponuje olbrzymią biblioteką wbudowanych klas



Wszystkie klasy, z wyjątkiem klas zdefiniowanych jako

final

można

rozszerzać



aby napisać aplet tworzy się podklasę wbudowanej klasy

Applet

, która

zawiera metody:



wizualizacji apletu w przeglądarce stron www



uruchamiania i zatrzymywania apletu gdy okno przeglądarki jest odświeżane



pisania i rysowania w obszarze apletu, korzystania z przycisków i menu



aby zbudować w swojej aplikacji graficzny interfejs użytkownika (

GUI

–

Graphical User Interface

) korzysta się z klas



Graphics, Event, Menu, Color, Window, Button, ...

które są umieszczone w pakiecie

java.awt

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

59

Pakiety



Klasy języka Java są zebrane
i udostępniane w pakietach
(

packages

)



System pakietów ma budowę
hierarchiczną

 java.awt



java.awt.color



java.awt.image

 java.awt.image.renderable



java.awt.font



Najbardziej przydatne pakiety



java.lang



zawiera klasy elementów języka

 Obiekt, System, Math, String, ...



java.applet



java.io



operacje wejścia/wyjścia



java.util



collections



formatowane wejście (Scanner),
data, czas, itp..



java.net



komunikacja, usługi sieciowe



java.awt



Abstract Windowing Toolkit

.

Narzędzia do komunikacji z
użytkownikiem (GUI)

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

60

Dokumentacja pakietów

Sun Microsystems dostarcza szczegółową dokumentację
pakietów i zawartych w nich klas w

API documentation

.

Pliki można otwierać w oknie przeglądarki

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

61

Korzystanie z pakietów



Korzystanie z klas zdefiniowanych w pakietach polega na podaniu w
programie pełnej hierarchii nazw z interesującą nas klasą na końcu



java.awt

.

Graphics



java.awt.event

.

MouseAdapter



Można też „otworzyć” pakiet i korzystać z zawartych w nim klas



import

java.awt

.

Graphics

;



Aby otworzyć wszystkie klasy pakietu stosuje się

wildcards

:



import

java.awt.*;



import

javax.swing.*;



Linia importowania pakietu (

import

) musi

znajdować się na początku klasy



Samo użycie linii

import

niczego nie

importuje. Jest to tylko informacja dla
kompilatora, by po natrafieniu na
nieznany identyfikator szukał definicji
we wskazanym pakiecie

Przykład:

import

java.awt.color.*;

import

java.io.*;

class

MyClass{...}

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

62

Scanner

– java.util



Scanner

otwiera strumień

wejściowy z pliku lub
terminala



Metodą

next( )

Scanner

wczytuje kolejne słowo z
wejścia



Metodą

nextint( )

wczytuje

nastepny

int



Scaner znalazł

coś innego

,

sygnalizowany jest

błąd

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

63

Klasa Applet



Przeglądarka WWW korzysta z klasy Applet



tworzy aplet

new Applet(...)



inicjuje aplet metodą

init( )



uruchamia go

start( )



po przełączeniu na inna stronę wyłącza aplet

stop( )



po powrocie do strony włącza znowu aplet

start( )



Za każdym razem gdy trzeba narysować aplet na ekranie



przy starcie



przy każdej zmianie wielkości lub pozycji okna

wołana jest metoda

paint( )

z sygnaturą

void paint(Graphics g)



Programowanie apletu polega na modyfikacji (redefinicji)
metod

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

64

Własny Aplecik

import

java.applet.Applet

;

import

java.awt.*

;

public

class Aplecik

extends

Applet

{

public

void

paint(Graphics g){

g.drawLine(50,50,200,300);
g.drawString("poczatek ...",50,50);
g.setColor(Color.blue);
g.drawString("...koniec",200,300);
g.drawOval(100,100,50,80);
}
}



Rozszerzamy klasę



java.applet.Applet



Redefiniujemy



paint()



Używamy klasy



java.awt.Graphics



java.awt.Color

Metody (paint, init, start, stop, destroy) będą wywołane na zewnątrz
przez przeglądarkę



klasy i metody przeglądarki muszą być typu

public

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

65

BlueJ

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

66

Aplecik na stronie WWW



Dodanie apletu do strony
WWW w kodzie HTML



Między znacznikami:

<Applet></Applet>



Ważniejsze parametry:

code, width, height



Kod apletu w

Aplecik.class

R. Pełka: Języki Programowania, 2008

67

Aplecik w przeglądarce

To tylko mały aplecik

Cóż, dosyć ładnie ...

import java.awt.*;

import java.applet.*;

public class Czcionki extends Applet

{

Font serif;

Font sansSerif;

Color colorrgb = null;

public void init()

{

serif= new Font("Serif", Font.BOLD, 28);

dialog= new Font("Dialog", Font.BOLD, 28);

}

public void paint(Graphics g)

{

g.setFont(serif);

g.drawString("Czcionka Serif pogrubiona", 50, 40 );

g.setColor(Color.blue);

g.setFont(dialog);

g.drawString("Czcionka Dialog w kolorze niebieskim", 50, 160 );

}

}

68

Text w apletach

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

Zdarzenia wiążą się z obsługą urządzeń wejściowych. Są nimi obiekty informujące

o dokonanej określonej akcji. Informacja taka trafia do obiektu określanego
mianem odbiorcy (listener).

Dla myszki: - zdarzenia to MouseEvent

- interfejs to MouseListener

-

rejestracja zdarzenia po wywołaniu metody: addMouseListener

Dla innych urządzeń w miejsce wyrazu Mouse należy umieścić właściwe określenie.

Metody:

mouseClicked(MouseEvent e) -

wywoływana po kliknięciu przyciskiem

mousePressed(MouseEvent e) -

wywoływana po wciśnięciu przycisku

mouseReleased(MouseEvent e) -

wywoływana po zwolnieniu przycisku

mouseEntered(MouseEvent e) -

wywoływana po najechaniu kursorem na obszar

komponentu

mouseExited(MouseEvent e) -

wywoływana po opuszczeniu przez kursor obszaru

komponentu

69

Obsługa zdarzeń

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

Program odbiera akcję zwolnienia klawiszy myszki, co

powoduje narysowanie punktu oraz pobranie i wypisanie
jego współrzędnych.

import java.awt.*;

import java.applet.*;

import java.awt.event.*;

public class Myszka extends Applet implements MouseListener

{

Point p;

String wsp="";

public void init()

{

addMouseListener(this);

}

70

Obsługa zdarzeń cd.

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

public void paint(Graphics g)

{

//g.drawLine(p.x, p.y, p.x, p.y);

g.drawOval(p.x, p.y, 10, 5);

g.fillOval(p.x, p.y, 10, 5);

g.drawString(wsp, 20, 20);

}

public void mouseClicked(MouseEvent e){}

public void mousePressed(MouseEvent e){}

public void mouseReleased(MouseEvent e)

{

p = e.getPoint();

wsp = "x = " + p.x + " y = " + p.y;

repaint();

}

public void mouseEntered(MouseEvent e){}

public void mouseExited(MouseEvent e){}

}

71

Obsługa zdarzeń cd.

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

Obsługiwane są pliki o różnych rozszerzeniach (midi, wave, au, aiff, …).

import java.applet.*;

public class Muza extends Applet

{

public void start()

{

play (getDocumentBase(), "muzyka.mid");

}

}

72

Dźwięki

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

import java.applet.*;

public class Muza2 extends Applet

{ AudioClip muzyczka;

public void init()

//wymagana ścieżka dostępu do pliku

{

muzyczka = getAudioClip(getDocumentBase(), "muzyka.mid");

}

public void start()

{

muzyczka.loop();

//wykonywanie w pętli

}

public void stop()

{

muzyczka.stop();

//zakończenie odtwarzania

}

}

73

A. Poniecki

: Języki Programowania, 2012

Dźwięki cd.