Erhalten Sie Zugang zu diesem und mehr als 300000 Büchern ab EUR 5,99 monatlich.
- Herausgeber: Питер
- Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
- Sprache: Russisch
Всегда хотели научиться программировать на Java, но не знаете, с чего начать? Или хотите быстро перейти с другого языка на Java? Уже перепробовали множество книг и курсов, но ничего не подходит? Серия «Быстрый старт» — отличное решение, и вот почему: сложные понятия разбиты на простые шаги — вы сможете освоить язык Java, даже если никогда раньше не занимались программированием; все фундаментальные концепции подкреплены реальными примерами; вы получите полное представление о Java: концепции объектно-ориентированного программирования, средства обработки ошибок, работа с файлами, лямбда-выражения и т. д.; в конце книги вас ждет интересный проект, который поможет усвоить полученные знания. Ну что, готовы? Погнали!
Sie lesen das E-Book in den Legimi-Apps auf:
Seitenzahl: 179
Veröffentlichungsjahr: 2024
Das E-Book (TTS) können Sie hören im Abo „Legimi Premium” in Legimi-Apps auf:
Ähnliche
Переводчик Е. Матвеев
Литературный редактор М. Петруненко
Художник В. Мостипан
Корректоры М. Одинокова, Н. Сулейманова
Джейми Чан
Java: быстрый старт. — СПб.: Питер, 2021.
ISBN 978-5-4461-1801-4
© ООО Издательство "Питер", 2021
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Оглавление
Предисловие
Эта книга была написана для того, чтобы помочь вам БЫСТРО изучить Java — и изучить ХОРОШО.
Книга не требует от читателя опыта программирования. Даже стопроцентный новичок обнаружит, что в ней просто объясняются сложные концепции. Если вы — опытный разработчик, переходящий на Java, материал обладает достаточной глубиной, чтобы вы могли немедленно взяться за программирование.
Чтобы дать вам широкое представление о Java, не перегружая лишней информацией, я тщательно подошел к выбору тем. В частности, рассматриваются концепции объектно-ориентированного программирования, средства обработки ошибок, работа с файлами и т.д. Также в книге нашлось место для лямбда-выражений. Примеры были подобраны для того, чтобы продемонстрировать каждую концепцию и дать читателю более глубокое понимание языка.
Как сказал Ричард Брэнсон: «Самый лучший способ чему-либо научиться — начать это делать». Книга завершается проектом, в котором вы создадите программу учета посетителей клубов с нуля. В проекте используются концепции, изложенные в книге, и вы сможете увидеть, как они складываются в единое целое.
Исходный код проекта и всех примеров книги доступен по адресу: http://www.learncodingfast.com/java.
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу: [email protected] (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На веб-сайте издательства http://www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.
1. Знакомство с Java
Добро пожаловать в мир программирования Java… и спасибо за то, что вы выбрали мою книгу среди многих, написанных о Java.
Эта книга предназначена для того, чтобы помочь в быстром изучении программирования Java — как опытному программисту, так и полному профану. Материал был тщательно подобран для того, чтобы представить читателю широкий спектр фундаментальных концепций Java, не перегружая его лишней информацией. Хотя изложить все концепции Java в одной книге невозможно, я уверяю вас, что к концу книги вы сможете без особых проблем писать программы на Java. Более того, мы совместно напишем программу в составе проекта в конце книги. Ну что, готовы?
Для начала ответим на несколько вопросов.
1.1. Что такое Java?
Java — объектно-ориентированный язык программирования, который был разработан Джеймсом Гослингом из компании Sun Microsystems (которая позже была приобретена компанией Oracle Corporation). Первая версия была выпущена в 1995 году. В настоящее время Java является одним из самых популярных языков программирования. Язык может использоваться для разработки приложений, предназначенных для разных рабочих сред: настольных приложений, веб-приложений и даже приложений для мобильных устройств. Одна из главных особенностей Java — платформенная независимость. Это означает, что программа, написанная на Java, может выполняться в любой операционной системе (Window, Mac или Linux).
Код Java, как и код всех современных языков программирования, напоминает английский текст. Компьютер такой текст не понимает. А это означает, что код Java должен быть преобразован в машинный код специальным процессом, который называется компиляцией. Каждая компьютерная платформа использует собственный набор машинных команд. Следовательно, машинный код, откомпилированный для одной платформы, на другой платформе работать не будет. В большинстве языков программирования (таких, как C и C++) написанный код компилируется непосредственно в машинный код. В результате такой машинный код может выполняться только на той конкретной платформе, для которой он был откомпилирован.
В Java все происходит иначе.
Вместо того чтобы компилировать исходную программу непосредственно в машинный код, Java сначала компилирует ее в байт-код. Байт-код не зависит от платформы. Иначе говоря, не существует различий между байт-кодом для Windows, Mac или Linux.
Когда пользователь пожелает запустить программу Java, специальная программа на его компьютере (виртуальная машина Java, или сокращенно JVM) преобразует байт-код в машинный код для конкретной платформы, на которой работает пользователь.
Процесс двухшаговой компиляции хорош тем, что он позволяет коду Java выполняться на всех платформах — при условии, что на компьютере, на котором работает программа Java, установлена JVM. Ее можно загрузить бесплатно; существуют разные версии для разных компьютерных платформ. О том, как установить JVM, будет рассказано в следующей главе.
1.2. Зачем изучать Java?
Есть много причин, по которым стоит заняться изучением Java. Некоторые из них перечислены ниже.
Во-первых, в настоящее время Java является одним из самых распространенных языков программирования. По данным Oracle, Java работает на 3 миллиардах устройств. Более того, приложения Android также разрабатываются с использованием Java. С ростом спроса на мобильные приложения можно с уверенностью сказать, что для каждого, кто хочет стать программистом, изучение Java просто необходимо.
Во-вторых, по своему синтаксису и функциональным возможностям Java напоминает другие языки программирования (такие, как C и C++.) Если у вас уже есть опыт программирования, освоить Java будет проще простого. Даже если вы вообще ничего не знаете о программировании, будьте спокойны: Java проектировался как язык, который изучается относительно просто. Многие программисты считают, что изучить Java проще, чем, скажем, C или C++.
Язык Java также проектировался как платформенно-независимый. Как упоминалось ранее, код Java сначала компилируется в байт-код, который может выполняться на любой машине с JVM. А значит, Java позволяет написать код один раз, а потом выполнять его везде, где потребуется.
Кроме того, Java относится к семейству языков объектно-ориентированного программирования (ООП). ООП — подход к программированию, при котором задача разбивается на взаимодействующие друг с другом объекты. В этой книге будут рассмотрены различные концепции ООП. После того как вы освоите Java, вы начнете хорошо понимать эти концепции, а это упростит изучение других объектно-ориентированных языков в будущем.
Я убедил вас, что язык Java достоин вашего внимания? Поехали!
2. Подготовка к работе на Java
2.1. Установка JDK и NetBeans
Прежде чем браться за разработку приложений на Java, необходимо загрузить и установить JDK и NetBeans. Оба продукта доступны для бесплатной загрузки.
2.1.1. Что такое JDK?
JDK (Java Development Kit) — бесплатный набор инструментов от компании Oracle, упрощающих разработку приложений Java. К числу таких инструментов относится компилятор для преобразования написанного кода в байт-код (javac.exe), архиватор для упаковки и распространения файлов Java (jar.exe) и генератор документации для построения документации в формате HTML на основе кода Java (javadoc.exe).
Кроме того, JDK также включает исполнительную среду Java (Java Runtime Environment, или JRE). JRE содержит виртуальную машину Java (JVM), упомянутую в главе 1, и ресурсы, необходимые JVM для запуска программ Java.
Если вас интересует только возможность запуска программ Java, то ничего, кроме JRE, вам не понадобится. Но поскольку мы также собираемся разрабатывать программы Java, нам понадобится JDK.
Чтобы загрузить JDK, откройте страницу http://www.oracle.com/java/technologies/javase-jdk11-downloads.html и прокрутите ее до нижнего края. Найдите таблицу с несколькими ссылками для загрузки. Версия, которую вам нужно загрузить, зависит от используемой операционной системы. Обозначения x86 и x64 соответствуют 32- и 64-разрядным операционным системам соответственно. Например, если вы используете 64-разрядную операционную систему Windows, следует загрузить файл Windows-x64 Installer.
Когда файл будет загружен, сделайте двойной щелчок на загруженном файле, чтобы установить JDK.
2.1.2. Что такое NetBeans?
Кроме JDK вам также понадобится установить NetBeans.
NetBeans — интегрированная среда разработки (IDE), которой мы будем пользоваться для упрощения процесса программирования. Строго говоря, приложения Java можно разрабатывать и без NetBeans. Вы можете писать код в Блокноте (или любом другом текстовом редакторе), а потом откомпилировать и выполнить его с помощью инструментов, предоставляемых JDK. На следующей иллюстрации показано, как это делается.
Впрочем, хотя приложения Java можно разрабатывать с использованием одного JDK, процесс разработки получается утомительным и ненадежным.
Чтобы программирование стало более приятным, я настоятельно рекомендую воспользоваться интегрированной средой. В IDE входит текстовый редактор с расширенной функциональностью для написания кода, а также графическим интерфейсом для отладки, компиляции и запуска приложений. Как будет показано позднее, эти функции очень сильно упрощают программирование. В книге будет использоваться интегрированная среда NetBeans, предоставляемая компанией Oracle.
Чтобы загрузить NetBeans, откройте страницу http://netbeans.apache.org/download/nb90/nb90.html. Прокрутите ее до раздела Downloading и щелкните на ссылке Binaries, чтобы загрузить нужный файл. После того как файл будет загружен, распакуйте его на рабочем столе.
После того как это будет сделано, можно переходить к написанию вашей первой программы на Java.
2.2. Как пользоваться этой книгой?
Прежде чем браться за программирование, я хотел бы подчеркнуть тот факт, что большая часть кода Java состоит из довольно длинных команд. В книге некоторые команды могут переноситься на следующую строку. Если у вас возникнут проблемы с чтением примеров кода, исходный код всех примеров программ можно загрузить по адресу: http://www.learncodingfast.com/java.
2.3. Ваша первая программа на Java
А теперь напишем свою первую программу.
Для начала перейдите в папку netbeans\bin внутри папки с распакованной установкой NetBeans (на рабочем столе). Пользователи Windows для запуска NetBeans должны сделать двойной щелчок на файле netbeans.exe (для 32-разрядных компьютеров) или netbeans64.exe (для 64-разрядных компьютеров). Пользователи Mac запускают NetBeans двойным щелчком на файле netbeans.
Если вы получите сообщение об ошибке, в котором говорится «Не удалось найти Java 1.8 или выше», необходимо сообщить NetBeans, где установлен пакет JDK.
В системе Windows JDK, скорее всего, будет установлен в папке C:\ProgramFiles\Java\jdk-***.
У пользователей Mac, вероятно, он будет установлен в папке /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-***.jdk/Contents/Home.
В обоих случаях *** обозначает установленную версию.
Чтобы сообщить NetBeans, в какой папке находится установленная версия JDK, перейдите в папку netbeans\etc в папке установки NetBeans. Откройте файл netbeans.conf в любом текстовом редакторе (например, в Блокноте) и с помощью функции поиска в своем текстовом редакторе найдите строку с текстом netbeans_jdkhome. Если строка закомментирована (т. е. начинается с символа #), удалите символ #. Затем в значении параметра netbeans_jdkhome укажите путь к установке JDK.
Например, если JDK находится в папке C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1, строка с параметром netbeans_jdkhome должна иметь вид
netbeans_jdkhome="C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1"
Когда это будет сделано, сохраните и закройте файл netbeans.conf.
Снова запустите NetBeans. На этот раз интегрированная среда должна запуститься без ошибок.
Если вам будет предложено установить библиотеку nb-javac, выполните требование и установите ее.
Затем выберите в верхней строке меню команду File—>New Project…
На экране появляется диалоговое окно New Project. Выберите в списке Categories вариант Java, а в списке Projects — вариант Java Application. Щелкните на кнопке Next, чтобы перейти к следующему шагу.
На следующем экране введите имя проекта HelloWorld; обратите внимание на то, в какой папке хранится проект. Наконец, щелкните на кнопке Finish, чтобы создать проект.
Вы получите стандартную заготовку, которую NetBeans создаст для вас автоматически. Замените код в шаблоне тем, который приведен ниже.
Учтите, что номера строк включены только для удобства; они не являются частью кода. Добавьте закладку на этой странице, чтобы вам было удобнее возвращаться к ней, когда мы будем разбирать программу. Исходный код этого и всех прочих примеров можно загрузить по адресу: http://www.learncodingfast.com/java.
Если вам не хочется вручную набирать всю программу, приведенную ниже, вы можете просто удалить строки с символами / и * в левой части шаблона и добавить в него строки 6 и 7:
1 package helloworld;
2
3 public class HelloWorld {
4
5 public static void main(String[] args) {
6 // Выводит текст Hello World на экран
7 System.out.println("Hello World");
8 }
9
10 }
Тем не менее я настоятельно рекомендую ввести код самостоятельно — это позволит вам лучше почувствовать, как работает NetBeans. В процессе ввода вы непременно заметите некоторые интересные особенности NetBeans. Например, слова в тексте выделяются разными цветами. Это делается для того, чтобы программа лучше читалась. Дело в том, что разные слова используются в программе для разных целей. Эта тема будет более подробно рассмотрена в следующих главах.
Кроме того, вы заметите, что рядом с курсором время от времени появляется подсказка. Эта функция называется Intellisense. Например, когда вы вводите точку (.) после слова System, слева появляется список элементов, которые могут быть введены после точки, а также поле с дополнительной информацией.
Наконец, обратите внимание на то, что NetBeans при вводе открывающей скобки автоматически вставляет парную закрывающую скобку. Например, если ввести (, то NetBeans добавит символ ) за вас.
Также NetBeans предоставляет ряд других возможностей, которые упрощают программирование.
После того как вы завершите ввод, сохраните программу командой FileSave. В NetBeans поддерживается режим «компиляции при сохранении», в котором код автоматически компилируется каждый раз, когда вы его сохраняете. Чтобы выполнить откомпилированную программу, щелкните на кнопке Run на панели инструментов (см. ниже).
Если программа не запустится, на экране появляется окно с сообщением об ошибке. Щелкните на кнопке Run Anyway. В окне вывода появляется описание ошибки, показанное на иллюстрации. Также вы можете навести указатель мыши на красную волнистую линию в окне текстового редактора. Вы получите другую подсказку о том, что могло пойти не так. Попробуйте найти и исправить ошибку, а потом снова запустите программу.
Если все прошло нормально, то в окне вывода появится следующее сообщение:
run:
Hello World
BUILD SUCCESSFUL (total time: 0 seconds)
Программа просто выводит текст «Hello World» в окне вывода. Две другие строки содержат дополнительную информацию, которую предоставляет NetBeans, и не являются частью вывода.
Вот и все! Вы только что успешно написали свою первую программу. Возьмите пирожок, заслужили.
Программа сохраняется в файле Java с именем HelloWorld.java. Имя файла отображается в верхней части окна текстового редактора (см. предыдущую иллюстрацию).
2.4. Базовая структура программы Java
А теперь кратко пройдемся по базовой программе, которую вы только что написали.
2.4.1. Пакет
В первой строке располагается команда
package helloworld;
Она сообщает компилятору, что файл Java, который вы создали, является частью пакета helloworld.
Пакет — это просто набор взаимосвязанных классов и интерфейсов. Не беспокойтесь, если вы пока не знаете, что такое классы и интерфейсы, — я объясню смысл этих терминов в следующих главах.
Вставляя строку packagehelloworld; в начало своего файла, вы тем самым приказываете компилятору включить этот файл в пакет helloworld. Компилятор создает папку с именем helloworld и сохраняет файл в этой папке. Файлы, принадлежащие одному пакету, хранятся в одной папке.
Если открыть папку NetBeansProjects, вы обнаружите в ней папку с именем HelloWorld. Папка NetBeansProjects обычно находится в папке Documents. Если вам не удается найти эту папку, попробуйте воспользоваться функциями поиска вашего компьютера.
В папке HelloWorld содержится папка src, которая содержит папку helloworld.
В этой папке хранятся файлы пакета helloworld. По общепринятым соглашениям, имена пакетов записываются символами нижнего регистра. Следует помнить, что в языке Java различается регистр символов. Следовательно, HelloWorld и helloworld считаются двумя разными строками. В папке helloworld находится файл HelloWorld.java.
Главное преимущество объявления пакетов заключается в том, что они предотвращают конфликты имен. Два и более файла могут иметь одинаковые имена при условии, что они принадлежат разным пакетам, — по аналогии с тем, как на вашем компьютере могут существовать два и более одноименных файла при условии, что они хранятся в разных папках. О том, как создавать другие пакеты, рассказано в главе 8.
Кроме пакетов, создаваемых программистами, в поставку Java также включается множество заранее созданных пакетов с кодом, который вы можете использовать в своих программах. Например, код операций ввода и вывода объединен в пакет java.io, тогда как код реализации компонентов графического интерфейса (кнопок, меню и т.д.) находится в пакете java.awt. Чтобы использовать готовые пакеты, необходимо импортировать их в вашу программу. Вскоре я покажу, как это делается.
2.4.2. Класс HelloWorld
А теперь перейдем к классу HelloWorld. Классы будут более подробно описаны в главе 7. А пока достаточно знать, что в нашем примере класс HelloWorld начинается в строке 3 с открывающей фигурной скобки и завершается в строке 10 закрывающей фигурной скобкой. Фигурные скобки {} широко используются в Java для обозначения начала и конца элементов кода. Все открывающие скобки в Java должны иметь парные закрывающие скобки.
Класс HelloWorld содержит метод main(). Метод начинается в строке 5 и завершается в строке 8.
2.4.3. Метод main()
Метод main() является точкой входа всех приложений Java. Каждый раз, когда вы запускаете приложение Java, метод main() становится первым вызываемым методом вашего приложения.
Видите слова String[]args, заключенные в круглые скобки в заголовке метода main()? Это означает, что метод main() получает на входе массив строк. Пока не обращайте на них внимания. Массивы и входные данные будут рассматриваться в последующих главах.
В нашем примере метод main() содержит всего две строки кода. Первая строка
//Выводит текст Hello World на экран
называется комментарием. Комментарии игнорируются компилятором.
Вторая строка
System.out.println("Hello World");
выводит текст «Hello World» (без кавычек) в окне вывода (в нижней части экрана). Обратите внимание на то, что эта команда завершается символом ; (точка с запятой). Все команды в Java должны завершаться символом ;. В этом отношении язык Java похож на большинство других языков программирования, включая C и C++.
После команды System.out.println("Hello World"); код примера завершается двумя закрывающими фигурными скобками, которые соответствуют двум предшествующим открывающим фигурным скобкам.
Вот и все! Мы рассмотрели первую программу от первой строки до последней.
2.5. Комментарии
В этой главе вы узнали много нового. Вы уже в общих чертах представляете, как программировать на Java, и немного освоились с NetBeans. Но прежде чем завершать эту главу, я должен рассказать еще об одной возможности языка Java — о комментариях. В предыдущем разделе я упоминал о том, что строка
// Выводит текст Hello World на экран
представляет собой комментарий и игнорируется компилятором.
Комментарий не является частью программы. Он добавляется в код только для того, чтобы сделать его более понятным для других программистов. Комментарии не преобразуются в байт-код.
Чтобы включить комментарии в программу, поставьте два символа // в начале каждой строки комментария:
// Комментарий
// Другой комментарий
// И еще один комментарий
Также можно воспользоваться конструкцией /* … */ для создания многострочных комментариев:
/* Комментарий
Другой комментарий
И еще один комментарий
*/
Комментарии также могут размещаться после команд:
System.out.println("Hello"); // Выводит слово Hello
3. Переменные и операторы
Теперь, когда вы познакомились с NetBeans и в общих чертах поняли, как устроена программа Java, можно переходить к более серьезным темам. В этой главе вы узнаете о переменных и операторах. А конкретнее, вы узнаете, что такое переменные, как назначать им имена, объявлять и инициализировать их. Также будут рассмотрены основные операции, которые можно выполнять с переменными.
3.1. Что такое переменные?
Переменные — это имена, которые назначаются данным для хранения и обработки их в программах. Представьте, что ваша программа должна хранить возраст пользователя. Для этого мы можем присвоить данным имя userAge и объявить переменную userAge следующей командой:
int userAge;
В этом объявлении сначала указывается тип данных переменной, за которым следует имя. Под типом данных переменной понимается тип данных, которые будут храниться в переменной (например, число или фрагмент текста). В нашем примере используется тип данных int, что соответствует целому числу.
Переменной назначается имя userAge.
После того как в программе будет объявлена переменная userAge, программа выделяет в пространстве памяти вашего компьютера блок, достаточный для хранения данных. После этого вы сможете обращаться к этим данным и изменять их, используя для этого имя userAge.
3.2. Примитивные типы данных в Java
В Java существуют восемь заранее определенных базовых типов данных. Они называются примитивными типами данных.
Первые четыре типа данных предназначены для хранения целых чисел (т. е. чисел, не имеющих дробной части):
• byte — тип данных byte используется для хранения целых чисел от –128 до 127. Он использует один байт памяти для хранения данных (размер типа данных, также называемый его шириной). Обычно тип данных byte используется в том случае, если пространство памяти очень ограничено или вы абсолютно уверены, что значение переменной ни при каких условиях не выйдет за пределы диапазона от –128 до 127.
Например, тип данных byte может использоваться для хранения возраста пользователя — крайне маловероятно, чтобы он когда-либо превысил 127.
• short — тип данных short использует 2 байта памяти и может использоваться для хранения значений в диапазоне от –32 768 до 32 767.
• int — тип данных int использует 4 байта памяти и может использоваться для хранения значений в диапазоне от –231 (–2 147 483 648) до 231–1 (2 147483 647). Этот тип данных чаще всего используется для хранения целых чисел, потому что его диапазон представления чаще всего используется на практике.
• long — тип данных long использует 8 байтов памяти и может использоваться для хранения значений в диапазоне от –263 до 263–1. Он используется реже, чем тип int, если только в вашей программе не возникает необходимость хранения очень больших чисел (например, населения Земли). Чтобы записать значение типа long в программе, добавьте суффикс L в конец числа. Суффиксы будут более подробно рассмотрены в следующем разделе.
Кроме типов данных для хранения целых чисел вам также понадобятся типы данных для хранения вещественных чисел (например, чисел с дробной частью).
float — тип данных float использует 4 байта памяти и может использоваться для хранения значений в диапазоне приблизительно от –3.40282347 × 1038 до 3.40282347 × 1038. Он обеспечивает точность представления приблизительно до 7 цифр. Это означает, что если вы используете тип float для хранения числа вида 1.23456789 (10 цифр), то число будет округлено приблизительно до 7 цифр (т. е.1.234568).
double — тип данных double использует 8 байт памяти и может использоваться для хранения значений в диапазоне приблизительно от –1.79769313486231570 × 10308 до 1.79769313486231570 × 10308 с точностью представления приблизительно до 15 цифр.
