Une introduction à Java

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1 Une introduction à Java IFT 287 (Semaine 1) UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE 1

2 Java - Historique Développé par Sun Microsystems en 1994 Inventeur James Gosling (canadien!) Objectif langage sûr (fortement typé) gestion automatique de la mémoire usage sur le web 2

3 Aperçu de Java Comparable au C++ Syntaxe très proche du C++ Prog. Orienté-objet et prog. structurée Fortement typé Types de bases Gestion des tableaux Exceptions mais différent Interprété Gestion implicite de la mémoire Existence d une classe Objet Bibliothèque de base très développée Pas de gestion explicite des pointeurs Pas de surcharge d opérateurs 3

4 Premier exemple Code java import java.lang.* class PremierProg { public static void main (String[] args){ System.out.println( Bonjour! ); } } Code C++ #include <iostream.h> int main (int argc, char *argv[]) { cout << Bonjour! << endl; } 4

5 Compilation/interprétation Pour obtenir un programme : à partir du code C++, on compile directement le source : gcc programme.cc à partir du java, on transforme le source dans un langage qui sera interprété dans la machine virtuel : javac PremierProg.java java PremierProg 5

6 Processus d obtention d un exécutable Fichier.java (source) import java.lang.* class PremierProg { public static void main (String[] args){ System.out.println( Bonjour! ); } } Compilation : javac class PremierProg { method public static void main (java.lang.string[]) max_stack 2 { getstatic java.io.printstream java.lang.system.out ldc "Bonjour!" invokevirtual void java.io.printstream.println(java.lang.string) return } } Fichier.class (bytecode) Interprétation: Java libjava.so 6

7 Conventions Fichier: porte le nom de la classe qu il décrit (PremierProg.java) Package: commencent par une minuscule (java.lang.*) Classe : commencent par une majuscule (String) Variable: commence par une minuscule (mavariable) Constante: en majuscule (UNE_CONSTANTE) 7

8 Catégories de types Types primitifs entier, caractère, point flottant, booléen Types références classes et vecteurs ce sont des pointeurs vers des objets allocation avec new pas de destructeur (garbage collection par la machine virtuelle). 8

9 Types primitifs boolean : true ou false byte : -128 à 127 short : à int : à long : à char : \u0000 à \uffff float : 1e-45 à 1e+38 double : 1e-324 à 1e+308 9

10 Les tableaux Semblable au C++ Par exemple int numero[] = new int[3]; L'indexation commence à 0 Création implicite d'une classe Accès à la longueur par le champ length noms.length ; Tableaux multidimensionnels int[][][] a = new int[l][m][n]; 10

11 Les structures de contrôle Les mêmes qu en C++ : if while / for / do until case goto On retrouve : break continue 11

12 Le paradigme «orienté-objet» Caractéristique : encapsulation, héritage et polymorphisme Les entités sont des objets dont le modèle est une classe On fait agir les objets en activant des méthodes 12

13 Les classes On crée une nouvelle instance (un objet) d une classe avec le mot-clé new Par exemple pour créer une nouvelle chaîne de caractères dont la valeur est Bonjour : String machaine = new String ( Bonjour ); Raccourci String machaine = Bonjour ; 13

14 Contenu d'une classe Champs Méthodes Constructeurs Destructeurs (Finalizer) Visibilité public protected private package Caract. Capacités Naissance Mort 14

15 Privilèges d accès Soit un membre m déclaré dans une class A visibilité classe A accès au membre m à partir de classe B B et A même package B n'est pas B sousclasse de A de sous-classe A B et A package différent B n'est pas B sousclasse de A de sous-classe A private O N N N N protected O O O O N public O O O O O package O O O N N 15

16 Les méthodes On appelle la méthode meth d un objet obj avec les paramètres params comme suit : obj.meth(params) Comme pour une procédure C on transmet des paramètres et on reçoit une valeur de retour : char prem = machaine.charat(0) 16

17 Exemple public class Test2 { public static void main(string[] args) { Personne p1 = new Personne("Denys Arcand"); Personne p2 = new Personne("Denise Robert"); Personne[] personnes = new Personne[3]; personnes[0] = p1; personnes[1] = p2; p1.setconjoint(p2); p2.setconjoint(p1); } } 17

18 Égalité entre objets == égalité sur les références v1 == v2 ssi v1 et v2 réfère au même objet equals pour vérifier si deux objets distincts sont égaux en contenu v1.equals(v2) ssi v1 est égal en contenu à v2 À redéfinir dans chaque classe, car l implémentation de equals dans la classe Object est faite avec == 18

19 Passage d argument Le passage en java est toujours par valeur Comme les variables de type référence contiennent un pointeur vers un objet, seul le pointeur est copié lors d un appel; l objet référencé n est pas copié, donc la méthode appelée peut modifier l objet référencé. Attention aux effets de bord Nécessité de dupliquer un objet valeur si on ne veut pas qu il soit modifié par la méthode appelée o.clone() 19

20 La classe String Du package java.lang Représente une chaîne de caractères immutable Exemple String prenom = new String ("Benoit"); Pour les accents, il est conseillé d'utiliser l'unicode : \uxxxx où xxxx est le code du caractère Création dynamique de String avec ""et + x = "Je me nomme " + prenom + "!" ; 20

21 Méthodes de la classe String boolean equals(object o) int compareto(object o) String concat(string str) boolean endswith(string suffix) boolean startswith(string prefix) char[] tochararray() String substring(int beginindex) 21

22 La classe StringBuffer Du package java.lang Contrairement à String est mutable Permet de créer une créer une chaîne de caractères par morceaux Création: StringBuffer = new StringBuffer (32) ; StringBuffer = new StringBuffer ("Allo") ; 22

23 Méthodes de StringBuffer StringBuffer append(string s) int capacity() StringBuffer delete (int start, int end) StringBuffer insert (int offset, String s) StringBuffer reverse () String substring (int start, int end) String tostring () 23

24 La classe Vector Du package java.util Représente un tableau qui peut grossir dynamiquement Exemple Vector<String> noms = new Vectors<String>(2); noms.add("benoit"); noms.add("marc"); noms.add("bob"); noms.capacity(); noms.lastelement(); La capacité de noms est augmenté de 1 24

25 Méthodes de la classe Vector boolean add (E o) int capacity () boolean contains (Object o) E get (int index) E set(int index, E o) boolean isempty() boolean remove(object o) E lastelement() 25

26 /** Permet de créer une personne et de l'associer à une autre personne qui est son conjoint. Chaque personne a un numéro unique, attribuée a sa création. */ public classexemple Personne { // variable d'une de classe classe // no à allouer à la prochaine personne créée private static int nopersonnecourant = 0; // variables d'instances private String nom; Champs private Personne conjoint; private final int nopersonne; /** Construit une personne et lui assigne un numéro unique. */ public Personne(String nom) { this.nom = nom; nopersonne = nopersonnecourant; méthode nopersonnecourant = nopersonnecourant + 1; } /** Retourne une chaîne de caractères représentant la personne. */ public String tostring() { return nom + " " + nopersonne; } /** Associe un conjoint à la personne. */ public void setconjoint(personne p) { conjoint = p; } }// fin classe 26

27 Mot-clé final Comment empêcher qu une variable soit modifiée par la suite? Comment créer une constante? final est l'équivalent de const en C: il empêche la modification de la variable 27

28 Variable de classe : mot-clé static Est-on obligé de toujours instancier un objet pour utiliser une méthode? Comment faire pour utiliser une variable partagée par tous les objets d une même classe? Utilisation du mot-clé static Celui ci rend le champs ou la méthode commune à tout objet de la classe; on dit qu il définit une variable de classe A.v1 : accède à la variable v1 de la classe A a.v2 : accède à la variable v2 de l objet référencé par a 28

29 Exemple la classe java.lang.math La classe Math contient des méthodes pour effectuer des calculs mathématiques On appelle les méthodes en indiquant la classe et non l'objet : double x = Math.acos (10); double y = Math.sqrt(50); 29

30 Les exceptions Mécanisme pour gérer facilement les cas limites Capture la continuation du programme (pile des exécutions) pour pouvoir y revenir le cas échéant Même système qu'en C++ Les exceptions sont des objets hérités de la classe java.lang.exception Attention aux baisses de performances 30

31 Une trace d'exception ~/ift287/h04/tp1 > java Test1 Exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception at Film.addActeur(Film.java:70) at Test1.main(Test1.java:20) invasions.addacteur(girard); classe Test1 ligne 70 ligne 20 public void addacteur(personne p) { acteurs[nbacteurs] = p; nbacteurs = nbacteurs + 1; } classe Film 31

32 Bibliothèques Les APIs de Java sont très développés On peut trouver une documentation en ligne sur le site d'oracle a/javase/overview/index.html 32

33 Packages courant java.lang java.util java.math java.io java.awt java.sql java.net 33

34 Types Génériques Permet de spécifier des paramètres dénotant des types à utiliser dans une classe Exemples classiques : les collections Collection<E> Set<E> List<E> Map<K,V> 34

35 Exemples d usage de types génériques import java.util.*; public class Test { public static void main(string[] args) { Set<Integer> m = new HashSet<Integer>(); m.add(new Integer(1)); for (Integer i : m) System.out.println(i); } } 35

36 Conclusion Programmation par objets (basé sur les classes, de la famille C++). Langage extrêmement simplifié (seulement types de données de base, objets et tableaux). Pas de fonctions (seulement des méthodes), pas de structure de données enregistrement (seulement des objets), pas de types somme (i.e. variantes). 36

37 Conclusion Compilé vers du bytecode (indépendant du processeur et du système d'exploitation), et plus récemment vers du code natif (au vol, plus rapide, moins portable). Ramasse-miette Concurrence (threads) 37

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