1

Języki Programowania

Tablice i typy złożone

Wejście i wyjście

Wyjątki

2

Tablica



Tablice są

obiektami

do przechowywania „dużej porcji”

informacji



Tablica jest uporządkowaną listą wartości



Ta tablica przechowuje 10

wartości które mają indeksy od

0 do 9



Tablica o rozmiarze N ma indeksy od

zera do N-1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

79 87 94 82 67 98 87 81 74 91

wyniki

Cała tablica ma

jedną nazwę

Każda wartość ma numeryczny

indeks

2

3

Tablice

– odwołanie do elementu



Do konkretnej wartości tablicy odwołujemy się

używając nazwy tablicy i indeksu w nawiasie



np. wyrażenie

wyniki[2]

odwołuje się do wartości

94

(trzecia

wartość

w

całej tablicy)



indeksy muszą być liczbą całkowitą

4

Tablice -

przykłady



przykłady odwołań do elementów tablicy (przypisanie, do obliczeń, do
wydruków)

wyniki

[2] = 89;

wyniki[pierwszy] = wyniki[pierwszy] + 2;
srednia = (wyniki[0] + wyniki[1])/2;
System.out.println („Max = " + wyniki[5]);



Wartości przechowywane w tablicy nazywane są tablicą elementów



Tablica przechowuje wiele elementów tego samego typu



Typ elementu może być

prymitywny

lub

może być

obiektem



Więc możemy utworzyć tablicę liczb int, znaków, tablicę obiektów

String

,

tablicę obiektów

Konto

, itp.

3

5

Tablice - definicja



Inny sposób
zobrazowania
tablicy

wyniki

:

wyniki

79
87
94
82
67
98
87
81
74
91



Tablica

wyniki

może być

zdefiniowana jako:

int

[]

wyniki

=

new

int

[10];



Typ pola

wyniki

jest

int

[] (tablica

liczb int)



N

ależy pamiętać, że tablica nie określa

rozmiaru elementu/obiektu, każdy
obiekt ma swój rozmiar



pole/zmienna

wyniki

jest ustawione

jako nowa tablica która może
przechowywać 10 liczb int

6

Deklarowanie tablic



Inne przykłady deklaracji tablic:

float

[] ceny =

new

float

[500];

boolean

[] flagi;

flagi = new

boolean

[20];

char

[] kody =

new

char

[1750];



„iterator” w pętli

for

może być używany do przetwarzania

tablicy elementów



Taki zapis jest tylko poprawny jeśli przetwarzamy wszystkie
elementy tablicy od najniższego do najwyższego indeksu

for

(

int

indeks :

wyniki

)

System.out.println (indeks);

objekt
wartość int

4

7

Sprawdzanie ograniczeń - Bounds Checking



Po utworzeniu tablicy, ma ona stały rozmiar



Oznacza to, że wartość indeksów musi być w granicach od 0 do N-1



interpreter Java

zgłasza:

ArrayIndexOutOfBoundsException

jeśli indeks tablicy jest poza granicami



nazywa to się automatyczne sprawdzanie ograniczeń -

bounds

checking



np.,

jeśli tablica

kody

może pomieścić 100 wartości, to ma indeksy

tylko od 0 do 99



jeśli zmienna

licznik

jest równa

100

, to referencja

kody[licznik]

spowoduje wyjątek

for

(

int

licznik=0; licznik <= 100; licznik++)

kody[licznik] = licznik*50 + epsilon;

problem

8

Sprawdzanie ograniczeń



każda tablica (obiekt) posiada pole (public) zwane

length

które

przechowuje rozmiar tablicy



do tego pola możemy odwołać się przez:

wyniki.length



pamiętaj, że pole

length

przechowuje liczbę elementów a nie

największy indeks



dopuszczalne są dwa sposoby deklaracji tablicy (nawiasy przy typie
elementów lub przy nazwie tablicy):

float

[] prices;

float

prices[];



Pierwszy z nich jest bardziej czytelny i powinien być używany

5

9

Inicjalizacja

– lista inicjalizacji



tworzenie instancji i wypełnianie tablicy w jednym kroku



wartości są podane w nawiasie i oddzielone przecinkami (muszą
być odpowiednie typy danych)



przykładu:



Kiedy używamy listy inicjalizacji:



nie używamy operatora

new

 nie podajemy rozmiaru tablicy



rozmiar tablicy jest wyznaczany przez liczbę elementów z listy



lista inicjalizacji może być użyta tylko na etapie deklaracji
tablicy

int

[] jednostki = {147, 323, 89, 933, 540,

269, 97, 114, 298, 476};

char

[] litery = {'A', 'B', 'C', 'D', ’F'};

10

Deklaracja i inicjalizacja

Inny, prostszy sposób

Tablica jest obiektem i domyślne wartości
elementów to w tym przypadku 0!

6

11

Tablice jako parametry metod



cała tablica może być przekazana jako parametr do
metody/funkcji



podobnie jak inne obiekty przekazywana jest referencja



dlatego, zmiana elementu tablicy w metodzie zmienia

tablicę „w oryginale”



elementy indywidualne tablicy mogą być też

przekazywane ale w tym przypadku są one tylko
parametrami formalnymi

12

Tablice obiektów



elementami tablicy mogą być

referencje do obiektów



poniższa deklaracja rezerwuje przestrzeń dla 5.
referencji obiektów typu

String

String

[] slowa =

new

String

[5];



to nie tworzy

obiektów

String



początkowo tablica obiektów przechowuje referencje
na

null



każdy z obiektów takiej tablicy musi być ustawiony
oddzielnie

7

13

Tablice obiektów – c.d.



tablica

slowa

po deklaracji:

slowa

-
-
-
-
-



po takiej deklaracji wydrukuje się “null”:

System.out.println (

slowa

[0]);



natomiast,

poniższa referencja spowoduje wyjątek

NullPointerException:

System.out.println(

slowa

[0].toUpperCase());

elementy null

14

Tablice obiektów – c.d.



po kilku ustawieniach obiektów:



poniższa deklaracja tworzy tablicę obiektów i wypełnia ją
referencjami

“styczen”

slowa

-
-

“luty”

“marzec”

String

[]

impreza

= {„nudna", „ciekawa", „glosna"};

8

15

Listy o zmiennej długości



załóżmy, że chcemy napisać metodę, która przetwarza
różną liczbę danych (przy kolejnych wywołaniach)



np. metoda o nazwie

srednia

która zwraca wartość

średnia z wprowadzonych elementów int

// pierwsze wywołanie metody z 3. elementami

mean1 =

srednia

(42, 69, 37);

// inne wywołanie metody z 7. elementami

mean2 =

srednia

(35, 43, 93, 23, 40, 21, 75);

16

public

double

average (

int

...

list

)

{

// whatever

}

Listy o zmiennej długości



za pomocą specjalnej składni możemy przekazać do
metody różną (dowolną) liczbę elementów z tablicy
(listy)



dla każdego wywołania, parametry są automatycznie
wprowadzane do tablicy

typ

elementów

nazwa tablicy

wskazuje zmienną (listę) o możliwie rożnej długości

9

17

Lista o zmiennej długości - przykład

// example of variable length
// parameter list

public

double

srednia (

int

... lista){

double

wynik = 0.0;

if

(lista.length != 0)

{

int

sum = 0;

for

(

int

num : lista)

sum += num;
wynik = (

double

)sum/lista.length;

}

return

wynik ;

}

18

Tablice dwuwymiarowe



deklarowana przez określenie wielkości każdego wymiaru
oddzielnie :

int

[][]

wyniki

=

new

int

[12][50];



odwołanie do elementu tablicy:

value =

wyniki

[3][6];

10

19

Tablice dwuwymiarowe

20

Tablice dwuwymiarowe

11

21

Tablice wielowymiarowe



tablica może mieć wiele wymiarów - jeśli ma więcej niż
jeden wymiar, nazywana jest tablica wielowymiarowa



każdy wymiar ma swoje pole (stałe)

length



ponieważ każdy wymiar jest tablicą odwołań do tablic,
tablice w jednym wymiarze mogą mieć różne długości



czasami nazywane nierównymi tablicami -

ragged arrays

22

Typy generyczne - generics



czasami potrzebujemy różnych typów w programie
(prymitywne, obiekty, tablice obiektów)



ale czasami jeszcze bardzie zaawansowane struktury
danych



Java wspiera takie struktury, nazywane

generics

 Collections (kolekcje

– elementy podlegają ściśle określonym

regułom)



Lists (rozszerzenie Collections o nowe metody)



Sets (do przechowywania nie powtarzających się elementów)

 Maps (odwzorowania

– przechowywanie pary klucz-wartość)

12

Wejście – wyjście

24

Strumienie - streams



Stream

jednokierunkowy kanał danych



wszystkie zewnętrzne peryferia używają strumieni do komunikacji

 drukarki, modemy, klawiatury, CD-ROM, itd.



odczyt danych

 Input streams

 Typowe metody

 read(), readln()

...



zapis danych

 Output streams

 Typowe metody

 write(char c), writeln(String s)

...



Wszystkie niezbędne klasy są w pakiecie

java.io

data

data

13

25

Strumienie znaków

Object

Reader

BufferedReader

InputStreamReader

FileReader

Writer

OutputStreamWriter

PrintWriter

BufferedWriter

FileWriter

………

………



Java ma wiele predefiniowanych strumieni dla zapisu i odczytu znaków.
Najbardziej przydatne są wymienione poniżej.

26

Strumienie binarne

Object

InputStream

FileInputStream

FilterInputStream

BufferedInputStream

FilterOutputStream

FileOutputStream

BufferedOutputStream

DataInputStream

OutputStream

DataOutputStream

PrintStream



... również do zapisu i odczytu

bajtów

14

27

Konsola i klawiatura



możemy użyć konsoli (ekranu) i klawiatury jako strumieni
danych



klawiatura to

InputStream

 klasa

System

definiuje pole statyczne

in

 public

class System{ static InputStream

in

; ...}



ekran to

PrintStream

 klasa

System

definiuje pole statyczne

out

 public

class System{ static PrintStream

out

; ...}

28

Wyjście (ekran) w Java



nazywane

“

Text Window

”….

System.out.print( Stuff_to_Print );

System.out.println( Stuff_to_Print );



Stuff_to_Print

może być to coś – nie tylko

String

– te dwie

metody mogą być

przeciążone

-

overloaded

15

29

Wyjście (ekran) w Java



jest też metoda

System.out.printf()

do

formatowania tekstu wyjściowego



Np.

System.out.printf("Pi to %5.2f", Math.PI);



wyświetla:

System.out.printf("Pi to %5.2f, E to %.5f",

Math.PI, Math.E);



wyświetla :

Pi to 3.14

Pi to 3.14, E to 2.71828

30

Wejście w Java



można użyć

InputStream



odnosi się do pola

System.in



ale łatwiej użyć klasy

Scanner

 ma wiele funkcjonalnych metod

16

31

Wejście w Java



Klasa

Scanner

musi być importowana:

import

java.util.Scanner;



użycie w programie:

Scanner input =

new

Scanner(System.in);



i dalej:

System.out.print("Please enter a number: ");

double

aNum = input.nextDouble();

Wyjątki

17

33

Wyjątki - exceptions



Errors

– np. dzielenie przez 0



Exceptions

– nieprawidłowe sytuacje



generowane przez metody, które zwykle dają
prawidłowy wynik, ale czasami błędny



program powinien wykryć (przechwycić -

catch

)

wyjątki i je obsłużyć w odpowiedni sposób

34

Wyjątki



aby zdefiniować metodę, która może wygenerować wyjątek, używamy
słowa kluczowego

throws

w sygnaturze metody, np.

Object find(Object[]mySet, Object x)

throws

NotFoundException

{

...

}



Wyjątek mogą zawierać dodatkowe informacje

 tekst
 ...
 inne dane



więc wyjątki są

Obiektami

i Java ma odpowiednie klasy do ich obsługi

18

35

Wyjątki w Java

36

Przestępstwo bankowe jako wyjątek

public

class

AlarmException

extends

Exception {

int

kwota;

String zlodziej;
String ofiara;

AlarmException(String zlodziej,String ofiara,

int

kwota){

this

.zlodziej=zlodziej;

this

.ofiara=ofiara;

this

.kwota=kwota;

}
}



zwykle w bankach jest wszystko dobrze
ale czasami ktoś może chcieć ukraść
pieniądze; definiujemy więc wyjątek

AlarmException



Potrzebujemy znać:



złodzieja



ofiarę



kwotę

19

37

Pułapka na złodzieja

void

przelew(Konto odbiorca,

int

kwota)

throws

AlarmException{

if

(kwota >= 0) {

wyplata(kwota);
odbiorca.wplata(kwota);
}

else

throw new

AlarmException(

this

.wlasciciel,

odbiorca.wlasciciel, -kwota);
}



złodzieje będą próbować ukraść pieniądze przez
transfer negatywnej kwoty



aktywacja wyjątku – pułapki może wyglądać tak:

38

Wyjątki – zarządzać lub wyjść



istnieją dwa sposoby traktowania wyjątków



obsługa

wyjątku

w metodzie w której wystąpił

try

{ ... }

catch

(...){ ... }



delegowanie (przesłanie) wyjątku poza metodę

throws



delegowanie jest najprostszym sposobem ale jeśli
kolejna metoda zrobi to samo, to mamy:

run time

error

i wyjście z programu z odpowiednim

komunikatem

20

39

Obsługa wyjątków

public

class

MojeFinanse{

static

String wlasciciel = ”J. Bond”;

static

Konto mojeAktywa =

new

Konto(wlasciciel);

static

Konto akcje =

new

Konto(wlasciciel);

public static

void

sprzedaj(

int

kwota){

try

{

mojeAktywa.przelew(akcje,kwota);
}

catch

(AlarmException k){

System.out.println(

”Zlapany ”

+ k.zlodziej);

System.out.println(

”ukradl ”

+k.kwota+

” ”

+k.ofiara);

}
}

jeśli wszystko OK

jeśli wyjątek

40

Więcej wyjątków



metody mogą zgłaszać więcej wyjątków

 delegowanie

myMethod()

throws

AlarmException, IOException{ ... }



obsługa

try

{...normal processing...}

catch

(AlarmException k) {...handler...}

catch

(IOException e){...handler}

...

finally

{...space for...}



opcjonalne wyrażenie

finally

oznacza działanie po obsłudze

wszystkich wyjątków

21

41

Pliki I/O



Pliki

zapewniają wygodny sposób przechowywania i

ponownego zapisywania w pamięci większej ilości
danych



Trzy rodzaje plików:



Text

(znaki)



Binary

(bajty)



Random access



omówienie tylko plików tekstowych, więcej w

Java

documentation

42

Zapis do pliku



Utworzenie

strumienia do zapisu



FileWriter

myLetter =

new

FileWritter(”C:/Examples/Jane.txt”);



taki plik będzie



automatycznie utworzony lub (jeśli już istnieje)



nadpisany (nową zawartością)



Zapis

 myLetter.write(”Hello Jane,

\n

need coal

\n

”);

 myLetter.write(”Your uncle

\n

Sam”);



Zamknięcie

pliku

 myLetter.close();

22

43

Zapis do pliku

import

java.io.*;

public

class

LetterToJane{

static void

piszList(){

try

{ FileWriter myLetter =

new

FileWriter(

”C:\\examples\\Jane.txt”

);

myLetter.write(

”Hello Jane\nneed coal\n”

);

myLetter.write(

”always Yours\nuncle Sam”

);

myLetter.close();
}

catch

(IOException e){ }

}
}

DOS wymaga ”\\”
w nazwie ścieżki

\n – nowa linia

44

Czytanie z pliku



utworzenie

strumienia do czytania z pliku

 FileReader aLetter =

new

FileReader(”Jane.txt”);



FileReader reads data as integers by default



czytanie

liczby int

 int number;
 number = aLetter.read();
 while(number != -1){..do something..; number=aLetter.read();}

 czytanie char

 char ch;
 ch = (char)aLetter.read();



zamknięcie

pliku

 aLetter.close();



poza wyjątkiem

IOException

należy zwrócić uwagę na:

 FileNotFoundException

23

45

Czytanie pliku -

przykałd

import

java.io.*;

public

class

JaneReads{

static

void

readAndEcho(){

try

{

FileReader aLetter =

new

FileReader(

”Jane.txt”

);

int

c = aLetter.read();

while

(c != -1){

System.out.print((

char

)c);

c = aLetter.read();
}
aLetter.close();
}

catch

(FileNotFoundException f){}

catch

(IOException e){}

}
}

Hello Jane
need coal
always Yours
uncle Sam

46

Buforowane wejście i wyjście



czytanie i zapis znak po znaku jest bardzo nieefektywne



w praktyce, RAM, dyski wymieniają dane blokami



dane są

buforowane

w głównej pamięci komputera

data

data

24

47

Buforowane wejście i wyjście



kiedy używamy bufora możemy czytać:

FileReader aData = FileRedaer(

”Jane.txt”

);

BufferedReader aLetter = new BufferedReader(aData);



lub w jednym kroku:

BufferedReader aLetter =
new BufferedReader(new FileReader(

”Jane.txt”

));



podobnie zapis przez bufor:

new

BufferedWriter(

new

FileWriter(

”Jane.txt”

)

48

import

java.io.*;

public

class

LetterToJane{

static void

piszList(){

try

{ BufferedWriter myLetter =

new

BufferedWriter(

new

FileWriter(

”Jane.txt”

));

myLetter.write(

”Hello Jane\nhow are You\n”

);

myLetter.write(

”always Yours\nuncle Sam”

);

myLetter.close();
}

catch

(FileNotFoundException f){}

catch

(IOException e){ }

}
}

Zapis przez bufor

FileWriter
zapisuje do
BufferedWriter

25

49

... i odczyt

import

java.io.*;

public

class

JaneReads{

static

void

readAndEcho(){

try

{

BuffereReader aLetter =

new

BufferedReader(

new

FileReader(

”Jane.txt”

));

String line = aLetter.readLine();

while

(line != null){

System.out.println(line);
line = aLetter.readLine();
}
aLetter.close();
}

catch

(FileNotFoundException f){}

catch

(IOException e){}

}
}

Hello Jane
How are You
always Yours
uncle Sam

FileReader
zapisuje do
BufferedReader

czytanie linia po linii

FileNotFoundException jest
podklasą dla IOException