Programmation Orientée Objet avec JAVA

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1 Programmation Orientée Objet avec JAVA Présenté par Abdoul Aziz Ciss Docteur en Cryptologie, Consultant ITSec Dept GIT EPT Web : Tel:

2 Plan 1. Introduction au langage Java 2. Techniques de base du langage 3. Les types primitifs 4. Les structures de contrôle 5. Programmation Orientée Objet 6. Les tableaux 7. Les chaines de caractères 8. L héritage 9. La gestion des exceptions 10. Les Threads 11. Interfaces graphiques avec l API Swing 12. Les Entrées/Sorties 13. Java Database Connectivity 14. Collections et Algorithmes 15. Applets

3 Introduction au langage Java

4 Introduction Java est un langage de programmation à usage général, évolué et orienté objet, créé par James Gosling et Patrick Naughton employés de Sun Microsystems. Sa syntaxe est proche du C. Ses caractéristiques ainsi que la richesse de son écosystème et de sa communauté lui ont permis d être très largement utilisé pour le développement d applications de grande envergure. Java est notamment largement utilisé pour le développement d applications d entreprises et mobiles.

5 Caractéristiques de Java Un langage interprété: Le code source est compilé en pseudo code ou byte code puis exécuté par un interpréteur Java: la JVM (Java Virtual Machine). Ce concept est à la base du slogan WORA ( Write Once, Run Anywhere). Le byte code, s il ne contient pas de code spécifique à une plateforme particulière peut être exécuté et quasiment obtenir les mêmes résultats sur toutes les machines disposant d une JVM. Des applications portables( indépendantes de toute plate-forme): Le byte code reste indépendant de la machine sur laquelle il s exécute. Un programme Java peut être exécuté (dans la plupart des cas) sur tous les environnements qui possèdent une JVM

6 Caractéristiques de Java Java est orienté objet: Chaque fichier source contient la définition d une ou plusieurs classes qui sont utilisées les unes avec les autres pour former une application Simplicité: Pas de pointeurs, pas d héritage multiple Java est fortement typé: Toutes les variables sont typées et il n existe pas de conversion automatique qui risquerait une perte de données. Gestion de la mémoire: L allocation de la mémoire pour un objet est automatique à sa création et Java récupère automatiquement la mémoire inutilisée grâce au garbage collector qui restitue les zones mémoires laissées libres suite à la destruction d un objet.

7 Caractéristiques de Java Sécurité: La sécurité fait partie intégrante du système d exécution du compilateur. Un programme Java planté ne menace pas l OS. Il ne peut pas y avoir d accès directe à la mémoire. L accès au disque dur par une Applet est règlementé. Java est économe: Le pseudo code a une taille relativement petite car les bibliothèques de classes requises ne sont liées qu à l exécution. LesThreads: Java permet l utilisation des threads qui sont des unités d exécution isolées. La JVM, elle-même, utilise plusieurs threads.

8 Application et Applet Il existe deux types de programmes avec les versions standards de Java: les applications et les applets. Une application autonome (stand alone program) est un programme qui s exécute sous le contrôle de l OS. Une applet est une application qui est chargée par un navigateur et qui est exécuté sous le contrôle d un plugin de ce dernier. Les principales différences entres les applets et les applications sont: Les applets n ont pas de méthodes main Les applets ne peuvent pas être testées avec l interpréteur mais doivent être intégrés dans des pages HTML

9 Brève historique Mai 1995: premier lancement commercial Janvier 1996: sortie du JDK Décembre 1998: lancement de J2SE 1.2 Décembre 1998: lancement de J2EE Janvier 2006: Java EE 5 Décembre 2006: Java SE 6.0 Décembre 2009: Java EE 6 Janvier 2010: rachat de Sun par Oracle Juillet 2011 : Java SE 7 Java SE 8 en développement

10 Les différentes éditions et versions de Java Sun fournit gratuitement un ensemble d outils et d API pour permettre le développement de programmes avec Java. Ce kit, nommé JDK, est librement téléchargeable. Le JRE (Java Runtime Environment) contient uniquement l environnement d exécution des programmes. Le JDK contient lui-même le JRE. Le JRE seul doit être installé sur les machines où des applications Java doivent être exécutées. Depuissa version 1.2,Java aétérenommé Java 2.Lesnuméros deversion 1.2 et2 désignent donc la même version. Le JDK a été renommé J2SK (Java 2 Software Developement Kit) mais la dénomination JDK reste encore largement utilisée.

11 Les différentes éditions et versions de Java Sun définit trois plateformes d'exécution (ou éditions) pour Java pour des cibles distinctes selon les besoins des applications à développer: Java Standard Edition (J2SE / Java SE): Environnement d exécution et ensemble complet d API pour des applications de types desktop. Cette plateforme sert de base en tout ou partie aux autres plateformes. Java Enterprise Edition (J2EE / Java EE): environnement d exécution reposant intégralement sur Java SE pour le développement d applications d entreprises. Java Micro Edition (J2ME / Java ME): environnement d exécution et API pour le développent d applications sur appareils mobiles et embarqués dont les capacités ne permettent pas la mise en œuvre de Java SE.

12 Installation du JDK Le JDK et la documentation sont librement téléchargeables sur le site web d Oracle: Pour un bon fonctionnement du JDK, il est recommandé de paramétrer correctement deux variables systèmes: la variable PATH qui définit les chemins de recherches des exécutables et la variable CLASSPATH qui définit les chemins de recherche des classes et bibliothèques Java. Il est aussi utile de définir la variable d'environnement JAVA_HOME avec comme valeur le chemin d'installation du SDK.

13 Techniques de base du langage

14 Compilation et exécution Un programme Java est composé d un ou plus généralement de plusieurs fichiers sources. N importe quelle éditeur de texte peut être utilisé pour éditer un fichier source Java. Ces fichiers sources possèdent l extension.java. Ils peuvent contenir une ou plusieurs classes ou interfaces mais il ne peut y avoir qu une seule classe ou interface déclarée publique par fichier. Le nom de ce fichier source doit obligatoirement correspondre à la casse près au nom de cette entité publique suivi de l extension.java. Il est nécessaire de compiler le source pour le transformer en J-code ou byte-codejavaquiseraluiexécuté parlajvm.

15 Compilation et exécution Un compilateur Java, par exemple l outil javac (Java Compiler) fourni avec le JDK est utilisé pour compiler chaque fichier en fichier de classe possédant l extension.class. Cette compilation génère pour chaque fichier source un ou plusieurs fichiers.class qui contiennent du byte-code.

16 Un premier exemple Contenu du fichier source MaClasse.java : public class MaClasse{ public static void main (String args[]){ System.out.println("Bonjour le monde "); Compilation (génération du byte-code MaClasse.class) javac MaClasse.java Exécution ( du byte-code) java MaClasse Résultat: Affichage de «Bonjour le monde» à l écran.

17 Structure du programme public class MaClasse: entête de la classe Le mot clé public dans public class sert à définir les droits d accès des autres classes Le mot clé static précise que la méthode main n est liée à aucune instance de la classe. Le paramètre String args est un tableau de chaînes de caractères qui permet de récupérer des arguments transmis au programme au moment de son exécution Le mot clé public dans public static void main est obligatoire pour que le programme s exécute. Il s agit d une convention quipermetàlajvmd accéderàlaméthode main.

18 Un second exemple Le compilateur génère autant de fichier.class que de classes et interfaces définies dans le fichier source. public class MaClasse { public static void main(string[] args) { System.out.println("Bonjour le monde"); class MonAutreClasse { public static void afficher(string message) { System.out.println(message); Après compilation du source, MaClasse.java, on obtient deux fichiers.class, MaClasse.class et MonAutreClasse.class

19 Les packages Les fichiers sources peuvent être organisés en packages. Les packages définissent une hiérarchie de noms, chaque nom étant séparé par le caractère point. Le nom d'un package est lié à une arborescence de sous répertoire correspondant à ce nom. Ceci permet de structurer les sources d'une application car une application Ceci permet de structurer les sources d'une application car une application peut rapidement contenir plusieurs centaines voir milliers de fichiers source. Les packages permettent aussi d'assurer l'unicité d'une classe grâce à son nom pleinement qualifié (nom du package suivi du caractère "." suividunomdelaclasse).

20 Les packages Le package est précisé dans le fichier source grâce à l'instruction package. Le fichier doit donc dans ce cas être stocké dans une arborescence de répertoires qui correspond au nom du package. Exemple: package dev.ciss.test; public class MaCLasseTest { public static void main(string t[]) { System.out.println("Bonjour");

21 Les packages Si les sources de l'application sont dans le répertoire C:\Documents and Settings\CiZ\workspace\Tests, alors le fichier MaCLasseTest.java doit être dans le répertoire C:\Documents and Settings\CiZ\workspace\Tests\dev\ ciss\test. Si aucun package n'est précisé, alors c'est le package par défaut (correspondant au répertoire courant) qui est utilisé. Ce n'est pas une bonne pratique d'utiliser le package par défaut sauf pour des tests.

22 Déploiement sous la forme d un jar Il est possible de créer une enveloppe qui va contenir tous les fichiers d'une application Java ou une portion de cette application dans un fichier.jar (Java archive). Ceci inclus : l'arborescence des packages, les fichiers.class, les fichiers de ressources (images, configuration,...),... Un fichier.jar est physiquement une archive de type Zip qui contient tous ces éléments. L'outil jar fourni avec le JDK permet de manipuler les fichiers jar. Exemple: jar -cvf MaClasse.jar MaClasse.class Le fichier.jar peut alors être diffusé et exécuté s il contient au moins une classe avec une méthode main(). java cp MaClasse.jar MaClasse

23 Règles de base Javaestsensibleàlacasse. Les blocs de code sont encadrés par des accolades. Chaque instruction se termine par un caractère';' (point virgule). Une instruction peut tenir sur plusieurs lignes L'indentation est ignorée du compilateur mais elle permet une meilleure compréhension du code par le programmeur.

24 Les identificateurs Chaque objet, classe, programme ou variable est associé à un nom : l'identificateur qui peut se composer de tous les caractères alphanumériques et des caractères _ et $. Le premier caractère doit être une lettre, le caractère de soulignement ou le signe dollar. Rappel:Javaestsensibleàlacasse.

25 Mots réservés Un identificateur ne peut pas appartenir à la liste de mots réservés de Java:

26 Les commentaires Les commentaires facilitent la lecture et la compréhension du source. Ils ne sont pas pris en compte par le compilateur et ne sont donc pas inclus dans le byte-code. Il existe deux types de commentaires en lignes. Exemples de commentaires: //Commentaire sur une seule ligne int cpt = 1 ; // Déclaration du compteur /* Ceci est un commentaire sur deux lignes */

27 Les commentaires Un bon commentaire permet d utiliser une fonction sans même consulter le code. Il indique à l aide d une phrase le rôle de la fonction en faisant intervenir lenomdetouslesparamètres. Il précise le rôle de chaque paramètre Il indique la signification du résultat retourné Commenter si nécessaire des fragments de codes difficiles. Eviter les commentaires inutiles du genre x = 3 ;// x prend la valeur 3

28 Les types primitifs

29 Les types primitifs Java dispose d un certain nombre de types de base dits primitifs, permettant de manipuler des entiers, des flottants, des caractères et des booléens. Cesontlesseulstypesdulangage quinesontpasdesclasses. Cesontlesseulstypesdulangage quinesontpasdesclasses. Les types primitifs(au nombre de 8) se répartissent en quatre grandes catégories selon la nature des informations qu ils permettent de manipuler: Les entiers Les flottants Les caractères Les booléens

30 Les type entiers Ils servent à représenter les nombres entiers relatifs, ils sont au nombrede4: byte (8bits):[-128;127] short(16bits):[ 2^16;2^16-1] int(32bits):[ 2^32;2^32-1] long (64bits):[ 2^64;2^64-1] Les types élémentaires ont une taille identique quelque soit la plateforme d exécution

31 Les types flottants Ils permettent de représenter, de manière approchée, une partie des nombres réels. Il existe deux types de flottants en Java: float (32 bits) double (64 bits) Exemple: float pi = 3.141f; //suffixe f obligatoire double valeur = 3d; // suffixe d non obligatoire float flottant1 = 2e10f, flottant2 = 1.6f ;

32 Les caractères Un caractère est codé sur 16 bits car il est conforme à la norme Unicode. Il doit être entouré par des apostrophes. Une valeur de type char peut être considérée comme un entier non négatif de Une variable de type caractère se déclare: char c1, c2 ; // c1 et c2 sont des variables de types //caractères

33 Le type booléen Ce type sert à représenter une valeur logique du type vrai/faux. Il ne peut donc prendre que deux valeurs (trueou false). En Java, un booléen se déclare: boolean ok = false ;

34 Initialisation des variables Exemple: int nombre ; // Déclaration de la variable nombre nombre = 100 ; // initialisation de la variable int nombre1 = 150 ; // déclaration et initialisation //de la variable nombre1 Remarque: Une variable manipulée dans une méthode (variable locale) ou un bloc devra toujours être initialisée avant toute utilisation. La déclaration d une variable réserve de la mémoire pour stocker sa valeur.

35 Initialisation des variables En Java, toute variable appartenant à un objet (définie comme étant un attribut de l objet) est initialisée avec une valeur par défaut en accord avec sontypeaumomentdesacréation. Cette initialisation ne s applique pas aux variables locales des méthodes de la classe. Type boolean false byte, short, int, long 0 float, double 0.0 char u\000 objet null Valeur par défaut

36 Utilisation des variables package dev.ciss.test; public class UtilVar{ static String chaine ;//chaine est initialisée à null static double solde ; // solde est initialisé à 0.0 public static void main (String args[]){ System.out.println("valeur de solde: "+solde); affiche() ; // erreur de compilation public static void affiche (){ int nombre; System.out.println("valeur de nombre: "+nombre) ;

37 Variables finales (constantes) En Java,une constante (variable finale) se déclare avec le mot clé final.une constante est déclarée et initialisée au même moment. Une tentative de modification de la valeur de celle-ci entrainera des erreurs de compilation. package dev.ciss.test; public class VarFinale { static final int MIN = 150 ; public static void main (String []args ){ System.out.println("Valeur de MIN "+MIN)

38 package Les opérateurs arithmétiques usuels dev.ciss.test; public class Operateurs { public static void main (String []args ){ int a = 89, b = 4 ; int add, sous, prod, quot ; add = a + b ; sous = a b ; prod = a * b ; quot = a / b ; System.out.println("a + b = "+add); System.out.println("a - b = "+sous); System.out.println("a * b = "+prod); System.out.println("a / b = "+quot);

39 Conversions implicites Les opérateurs arithmétiques ne sont définies que lorsque les deux opérandes sont de même type. Mais on peut écrire des expressions mixtes dans lesquelles interviennent des opérandes de types différents. Exemple: public class ConversionImplicite{ public static void main(string args []){ int a = 10 ; float p = 14 ; double d = p + a; System.out.println("la valeur de l'expression mixte (p+a) est :"+d); Résultat: 24.0

40 Ajustement de type Une conversion telle que int en float est appelée ajustement de type. Elle ne peut se faire que suivant une hiérarchie qui permet de ne pas dénaturer la valeur initiale: int long float double Remarque: Une conversion de double en float n est pas légale. Pour l exemple précédent, on ne peut pas faire: int k = p + a ; //erreur de compilation

41 Promotion numérique Les opérateurs numériques ne sont pas définies pour les types byte, char et short. Toute opération qui utilise l un de ces types nécessite une conversion préalable dans le type int. Cette conversion porte le nom de promotion numérique. Exemple: public class PromotionNum{ public static void main(string chaine[]){ char car = d ; short s = 0 ; int n = c + s ; //conversion de c et de s //en int puis stock de c+s dans n System.out.println("c + s = "+n) ;

42 Opérateur de cast L expression suivante byte b = 3 ; b = b + 1 ; n est pas correcte mais on peut écrire ceci: byte b = 3 ; b = (byte) (b + 1) ; Dans ce cas, b + 1est converti d abord en intpuis on force le résultat dans le type byteet l affecte à b. L opérateur, (type), permettant de réaliser cette opération est appelé opérateur de cast

43 Opérateurs de comparaison Opérateur Exemple Signification > a > 10 strictement supérieur < a < 10 strictement inférieur >= a >= 10 supérieur ou égal <= a <= 10 inférieur ou égal == a == 10 Égalité!= a!= 10 diffèrent de && a && b ET logique (pour expressions booléennes) a b OU logique (pour expressions booléennes) :?: a? b : c opérateur conditionnel : renvoie la valeur b ou c selon l'évaluation de l'expression a

44 Les structures de contrôle

45 Choix: if else Syntaxe: if (condition){ expression1 ; else{ expression2; condition est une expression de type booléenne, expression1 et expression2 sont des suites d instructions. Si condition est vérifié expression1 sera exécutée. Dans le cas contraire, c est expression2 qui sera exécutée.

46 Choix: if else Exemple: double note ; if (note >= 16) System.out.println("Mention Très bien") ; else if ((note > 12) && (note < 14) ) else System.out.println("Mention Bien") ; System.out.println("Mention Passable") ;

47 Choix: switch Syntaxe: switch (expression) { case constante1: instruction1 ; break ; case constante2: instruction2 ; break ; case constanten : instructionn ; break ; default : instcution ; On ne peut utiliser switch qu avec des types primitifs d une taille maximum de 32 bits (byte, short, char, int). Si une instruction case ne contient pas d instruction break alors les traitements associés au case suivant sont exécutés.

48 Choix: switch Exemple: char option; int x, n ; switch (option){ case 'C' : x = carre (n) ; break ; case 'F' : x = factorielle(n); break ; default : System.out.println("Fonction non définie!");

49 L instruction while Syntaxe: while (expression ) { instruction ; il s agit d une boucle: tant que expression ( de type booléen) est vraie (ie= true), instruction sera exécutée.

50 L instruction while Exemple: int i = 1, Max = 14 ; while (i <= Max) { System.out.println("i = "+i); i++ ; //valeurs de i de 1 à 14

51 L instruction do while Syntaxe: do { instruction ; while (expression ) ; l instruction do...while a un fonctionnement globalement similaire à celui d une boucle while mise à part le fait que le corps de la boucle est exécuté avant que l expression de contrôle soit évaluée

52 L instruction do while Exemple: int i = 1, Max = 14 ; do { System.out.println("i = "+i); i++ ; while ( i <= Max) ; //valeurs de i de 1 à 14

53 L instruction for Syntaxe: for(expression1 ; expression2 ; expression3) { instructions expression1 et expression3 peuvent être n importe quelle expression, expression2 est une expression de contrôle (expression booléenne).

54 L instruction for Exemple: int Max = 14 ; for (int i = 0 ; i < Max ; i++) { System.out.println("i = "+i); /* valeurs de i de 0 à 13 */

55 L instruction break L instruction breaks emploie principalement au sein d une boucle. Elle set à interrompre le déroulement de la boucle, en passant à l instruction suivant la boucle. Exemple: public class Break { public static void main (String args []){ for (int i = 0; i < 10; i++){ if (i==4) break ; System.out.println("i = "+i) ; Résultat: i = 0, i = 1, i = 2, i = 3

56 L instruction continue L instruction continue permet de passer prématurément au tour de boucle suivant. Exemple: public class Continue { public static void main (String args []){ for (int i = 0; i < 10; i++){ if ((i==4) (i==7) ) continue ; System.out.println("i = "+i) ; Résultat: i = 0, i = 1, i = 2, i = 3, i = 5, i = 6, i = 8, i = 9