Introduction au langage Java

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1 Introduction au langage Java Nicolas Dumoulin Cemagref Laboratoire d ingénierie pour les systèmes complexes 2010

2 Notes aux lecteurs Ce document est un support de cours qui se veut accompagné d explications, et n est pas exhaustif. Pour approfondir certaines notions, je vous recommande la lecture de Penser en Java, consultable en ligne sur penserenjava.free.fr. Ce document est librement réutilisable selon les termes de la licence GNU FDL version 1.2 et supérieures. Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

3 Outline Qu est-ce que Java? 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing 7 Nouveautés avec Java 5 Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

4 Qu est-ce que Java? Qu est-ce que Java? Un langage Une API (SDK : Standard Development Kit) Une machine virtuelle (JRE : Java Runtime Environment) Une plate-forme pour faire : Des applications sur poste client (Java SE) Des applications pour le web (Java EE) Des applet intégrables dans des pages web (Applet, JavaWebStart, JavaFX) Des applications embarquées (Java ME) Java n est pas JavaScript! Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

5 Qu est-ce que Java? Qu est-ce que Java? On part d un ou plusieurs fichier(s) source fichier(s) avec l extension.java javac compile le fichier source en Byte-Code Java Production de fichier(s) contenant le Byte-Code avec l extension.class Code objet respectant la norme pour fonctionner sur une machine virtuelle Java La machine virtuelle Java Interprète le Byte-Code S adapte en fonction du système hôte Calcule des optimisations à la volée en fonction de l architecture disponible Compiler une fois, pour l exécuter partout (à condition d avoir une JVM) Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

6 Qu est-ce que Java? Qu est-ce que Java? À quoi ressemble un programme en Java? p u b l i c c l a s s H e l l o W o r l d { p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g [ ] a r g s ) { System. out. p r i n t l n ( " Bonjour l e monde " ) ; Compilation et exécution $ ls HelloWorld.java $ javac HelloWorld.java HelloWorld.class HelloWorld.java $ java HelloWorld Bonjour le monde Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

7 Outline Programmation Orientée Objet 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet L objet Héritage Polymorphisme 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

8 Programmation Orientée Objet L objet Programmation Orientée Objet : L objet Un objet est défini par : un état (attributs) un comportement (méthodes) une identité (en mémoire) Chaque objet est différent d un autre S t r i n g s1 = " t o t o " ; S t r i n g s2 = " t o t o " ; // s1!= s2 Les objets communiquent entre eux par des messages : Un objet envoie un message à un autre objet Un programme est un assemblage hierarchique d objets Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

9 Programmation Orientée Objet L objet Programmation Orientée Objet : L objet En pratique Un seul fichier par classe Pas de séparation entre définition et implémentation Pas de fichier d en-tête Un nom de classe doit toujours commencer par une majuscule (recommandation du langage) Objectifs : Créer des niveaux d abstraction pour cacher les différents sous-domaines d un programme complexe Réutiliser le code Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

10 Programmation Orientée Objet Héritage Programmation Orientée Objet : Héritage Permet de factoriser du code en commun à plusieurs classes Hierarchise les objets Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

11 Programmation Orientée Objet Polymorphisme Programmation Orientée Objet : Polymorphisme Un concept clé! Une classe abstraite sert de moule pour pouvoir manipuler n importe quel objet dérivé de cette classe Évite des traitements spécifiques La généricité favorise l évolutivité Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

12 4 Classes importantes du SDK Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java Outline Syntaxe Java 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java Variables Structures de contrôle Définition de Classes Package Visibilité Classes internes Classes anonymes Énumération

13 Syntaxe Java Variables Syntaxe Java : Variables Déclaration et affectation : t y p e nom ; nom = v a l e u r ; Type primitifs disponibles : Entiers : byte (1 octet) - short (2 octets) - int (4 octets) - long (8 octets) Flottants (norme IEEE-754) : float (4 octets) - double (8 octets) Booléens : boolean (true ou false) Caractères : char (codage Unicode sur 16 bits) Type tableau Déclaration : t y p e [ ] nom ; Allocation mémoire : nom = new t y p e [ t a i l l e ] ; // ou a f f e c t a t i o n d un t a b l e a u c r e e a l a v o l e e nom = { v a l e u r 1, v a l e u r 2 ; Les autres types sont des classes! Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

14 Syntaxe Java Variables Syntaxe Java : Variables Longueur d un tableau : attribut length (non-modifiable) Un tableau est indicé de 0 à (length - 1) Tableaux multidimensionnels : i n t [ ] [ ] m a t r i x = new i n t [ ] [ ] ; i n t [ ] [ ] f i l t e r = {{1, 0, 0, {1, 0, 0, {1, 0, 0 ; i n t [ ] [ ] l i s t O f L i s t s = new i n t [ ] [ ] ; f o r ( i n t i = 0 ; i < l i s t O f L i s t s. l e n g t h ; i ++) { l i s t O f L i s t s [ i ] = new i n t [ i +1]; Portée des variables limité au bloc une variable ne peut pas en cacher une autre! i n t i = 0 ; { i n t i ; // Ne c o m p i l e pas Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

15 Syntaxe Java Structures de contrôle Syntaxe Java : Structures de contrôle i f ( c o n d i t i o n ) b l o c e l s e b l o c Pas de then Boucle for : f o r ( i n i t i a l i s a t i o n ; c o n d i t i o n ; m o d i f i c a t i o n ) b l o c Boucle for-each : f o r ( t y p e v a r : c o l l e c t i o n ) b l o c Boucles tant que : w h i l e ( c o n d i t i o n ) b l o c do b l o c w h i l e ( c o n d i t i o n ) Switch s w i t c h v a r i a b l e { v a l e u r 1 : b l o c v a l e u r 2 : b l o c d e f a u l t : b l o c Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

16 Syntaxe Java Structures de contrôle Syntaxe Java : Structures de contrôle Branchements break interrompt l itération et sort de la boucle f o r ( i n t i =0; i <5; i ++) { System. out. p r i n t l n ( i ) ; i f ( i ==2) { break ; continue interrompt l itération et va au pas suivant (si possible) f o r ( i n t i =0; i <5; i ++) { System. out. p r i n t l n ( i ) ; i f ( i >=2) { c o n t i n u e ; System. out. p r i n t l n ( i ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

17 Syntaxe Java Structures de contrôle Syntaxe Java : Structures de contrôle Opérateurs : Mathématiques : + - * / % Notation abrégée : += -= *= /= %= Incrémentation et décrémentation : ++ Relationnel : ==!= < <= > >= Logiques : &&! Bit à bit : & De décalage : »> Ternaire if else : (condition)? (bloc then) : (bloc else) Dans une expression conditionnelle composée, les conditions inutiles sont court-cicuitées. i n t i = 2, j = 4 ; i f ( ( i > 5) && ( j < 10) ) { La deuxième condition n est pas évaluée Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

18 Syntaxe Java Définition de Classes Syntaxe Java : Définition de Classes Les données et les méthodes c l a s s Humain { i n t age ; S t r i n g prenom ; v o i d b o n j o u r ( ) { System. out. p r i n t ( " Bonjour, j e m a p p e l l e " ) ; System. out. p r i n t l n ( prenom ) ; Constructeur par défaut Humain bebe = new Humain ( ) ; Accès aux attributs, modification et appel de méthode bebe. age = 0 ; bebe. prenom = " Timothee " ; bebe. b o n j o u r ( ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

19 Syntaxe Java Définition de Classes Syntaxe Java : Définition de Classes Définition des constructeurs c l a s s Humain { i n t age ; S t r i n g prenom ; Humain ( ) { age = 1; prenom = n u l l ; Humain ( S t r i n g prenom ) { age = 0 ; t h i s. prenom = prenom ; 2 mots sur finalize() Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

20 Syntaxe Java Définition de Classes Syntaxe Java : Définition de Classes Le contexte statique S appliquent aux données et méthodes Une donnée ou méthode statique n appartient plus à un objet particulier Pas besoin d instancier (new) un objet pour accéder à ce contexte c l a s s Humain { i n t age ; S t r i n g prenom ; s t a t i c S t r i n g b o n j o u r ; v o i d b o n j o u r ( ) { System. out. p r i n t ( b o n j o u r ) ; System. out. p r i n t l n ( prenom ) ; Humain. b o n j o u r = " Bonjour, j e m a p p e l l e " ; Humain bebe = new Humain ( ) ; bebe. age = 0 ; bebe. prenom = " Timothee " ; bebe. b o n j o u r ( ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

21 Syntaxe Java Définition de Classes Syntaxe Java : Définition de Classes L héritage Mot-clé extends Pas d héritage multiple Notion d interface Surcharge de méthode Mot-clé this Appel des constructeurs des classes mères mot-clé super Appel explicite Héritage possible aussi entre interfaces Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

22 Syntaxe Java : Package Syntaxe Java Package Définition d un package Première instruction du fichier source package chemin depuis le répertoire de base séparé par des points package monprogramme. monmodule ; Par convention, les packages sont exclusivement en minuscules, et ne contiennent que des lettres et des chiffres. import Importe une classe : import monprogramme. monmodule. MaClasse ; Joker : importation de toutes les classes d un packages import monprogramme. monmodule. ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

23 Syntaxe Java Visibilité Syntaxe Java : Visibilité private : limité à la classe package : par défaut, limité aux classes du même package protected : limité à la classe, ses filles et aux classes du même package public : pas de limite Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

24 Syntaxe Java Classes internes Syntaxe Java : Classes internes Permet d imbriquer une classe dans une autre pour cacher une implémentation exemple : java.util.map Map possède une interface interne Entry La méthode entryset() de Map renvoie une liste de Map.Entry la méthode renvoie structurer des classes exemple : java.awt.geom.point2d Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

25 Syntaxe Java Classes anonymes Syntaxe Java : Classes anonymes Pratique pour localement implémenter une interface implémenter une classe abstraite surcharger une ou des méthodes d une classe MonType v a r = new MonType ( ) { p u b l i c v o i d f ( ) { / c o r p s / ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

26 Syntaxe Java Énumération Syntaxe Java : Énumération Depuis Java 5 Mot-clé enum p u b l i c enum Jour { LUNDI, MARDI, MERCREDI, JEUDI, VENDREDI, SAMEDI, DIMANCHE ; Utilisation comme des attributs statiques d une classe v o i d f ( Jour j ) { i f ( j == Jour. MERCREDI) System. out. p r i n t l n ( " R a v i o l i! " ) ; Bien mieux que des constantes, car on ne manipule pas directement une donnée Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

27 Outline Classes importantes du SDK 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing 7 Nouveautés avec Java 5 Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

28 Classes importantes du SDK Classes importantes du SDK : Object String java.lang.system Framework Collection Arrays Class Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

29 Outline Gestion des exceptions 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing 7 Nouveautés avec Java 5 Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

30 Gestion des exceptions Gestion des exceptions : Premier contact p u b l i c c l a s s NPE { p u b l i c s t a t i c v o i d main ( S t r i n g [ ] a r g s ) { S t r i n g s = n u l l ; i f ( s. e q u a l s ( " ok " ) ) { System. out. p r i n t l n ( " y e s! " ) ; $ javac NPE.java $ java NPE Exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception at NPE.main(NPE.java:4) Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

31 7 Nouveautés Nicolas Dumoulin avec Java 5 Introduction au langage Java Outline Swing 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing Les bases Gestion des événements

32 Swing : Les bases Swing Les bases Création d une fenêtre JFrame frame = new JFrame ( " A p p l i c a t i o n g r a p h i q u e " ) ; Ajout d un bouton frame. getcontentpane ( ). add ( new JButton ( " C l i c " ) ) ; Validation et ajustement des tailles frame. pack ( ) ; Pour que l application quitte à la fermeture de fenêtre frame. s e t D e f a u l t C l o s e O p e r a t i o n ( JFrame. EXIT_ON_CLOSE) ; Affichage (en dernier) frame. s e t V i s i b l e ( t r u e ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

33 Swing Gestion des événements Swing : Gestion des événements On peut associer un Listener à un contrôle Ce Listener sera appelé lors d un événement Exemple de création d un Listener c l a s s M o n L i s t e n e r implements A c t i o n L i s t e n e r O v e r r i d e p u b l i c v o i d a c t i o n P e r f o r m e d ( A c t i o n E v e n t e ) { System. out. p r i n t l n ( " C l i c " ) ; Ce type de Listener peut maintenant être utilisé sur un contrôle monbutton. a d d A c t i o n L i s t e n e r ( new M o n L i s t e n e r ( ) ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

34 7 Nouveautés avec Java 5 Annotations Nicolas Méthode Dumoulin à arguments variables Introduction au langage Java Outline Nouveautés avec Java 5 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing

35 Nouveautés avec Java 5 Annotations Nouveautés avec Java 5 : Annotations Depuis Java 5 Exemple d annotations standarde du Définition d une annotation : p u b l i i n t e r f a c e MonAnnotation { S t r i n g a t t r 1 ( ) ; i n t a t t r 2 ( ) ; p u b l i i n t e r f a c e A n n o t a t i o n S a n s A t t r i b u t { Utilisation d une annotation ( a t t r 1 = " t e s t ", a t t r 2 = 5) p u b l i c v o i d f 1 ( ) A n n o t a t i o n S a n s A t t r i b u t p u b l i c v o i d f 2 ( ) ( a t t r 1 = " t e s t ", a t t r 2 = A n n o t a t i o n S a n s A t t r i b u t p u b l i c v o i d f 3 ( ) { Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

36 Nouveautés avec Java 5 Méthode à arguments variables Nouveautés avec Java 5 introduit avec Java 5 appelé «varargs» Déclaration : p u b l i c s t a t i c i n t somme ( i n t... e n t i e r s ) { i n t r e s u l t a t = 0 ; f o r ( i n t e n t i e r : e n t i e r s ) { r e s u l t a t += e n t i e r ; r e t u r n r e s u l t a t ; Utilisation : i n t s = somme ( 2, 5, 6) ; i n t s = somme ( new i n t [ ] {2, 5, 6) ; Un seul «varargs» par méthode, et en dernier argument! Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

37 Outline Les types paramétrés 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing 7 Nouveautés avec Java 5 Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

38 Les types paramétrés Utilisation Les types paramétrés : Utilisation introduit avec Java 5 appelé «generics» Utilisé par les conteneurs de Collections L i s t <Chien> l = new A r r a y L i s t <Chien >() ; l. add ( new Chien ( ) ) ; Impossible si Chat n hérite pas de Chien : l. add ( new Chat ( ) ) ; Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

39 Les types paramétrés Déclaration Les types paramétrés : Déclaration c l a s s MaClasse<T> { T a t t r i b u t ; p u b l i c T g e t A t t r i b u t ( ) { r e t u r n a t t r i b u t ; Attention : Chien assignable dans Animal Type<Chien> assignable dans Type<Animal> A r r a y L i s t <Animal> animaux = new A r r a y L i s t <Chien >() ; Sinon animaux. add ( new Animal ( ) ) ; Chien c h i e n = animaux. g e t ( Animal ) ; // I m p o s s i b l e Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

40 Les types paramétrés Limites de types Les types paramétrés : Limites de types Joker (Wildcard) : représente un type inconnu L i s t <?> l = new A r r a y L i s t <Chien >() ; Les limites extends, implements et super se composent avec & p u b l i c v o i d f ( L i s t <? extends Animal> animaux ) { f o r ( Animal a n i m a l : animaux ) { a n i m a l. c r i e ( ) ; p u b l i c <A extends Mangeable & Buvable> v o i d i n g e r e ( L i s t <A> a l i m e n t ) { Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

41 Outline Archive JAR 1 Qu est-ce que Java? 2 Programmation Orientée Objet 3 Syntaxe Java 4 Classes importantes du SDK 5 Gestion des exceptions 6 Swing 7 Nouveautés avec Java 5 Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

42 Archive JAR Archive JAR Java ARchive Archive ZIP + Métainformations éventuelles (fichier Manifest) Ne contient généralement pas les sources, mais c est possible Le fichier Manifest sert principalement à renseigner : La classe principale à exécuter Le classpath Création : jar cf programme.jar * dans le répertoire des classes compilées de plus haut niveau Création avec un fichier Manifest : jar cmf manifest.mf programme.jar * Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java

43 Archive JAR Archive JAR Exemple : $ cat testjar/main.java package testjar; public class Main { public static void main(string[] args) { System.out.println("Ça marche!"); $ cat manifest.mf Manifest-Version: 1.0 Main-Class: testjar.main $ jar cmf manifest.mf testjar.jar testjar $ java -jar testjar.jar Ça marche! $ jar -tf testjar.jar META-INF/ META-INF/MANIFEST.MF testjar/ testjar/main.java testjar/main.class Nicolas Dumoulin Introduction au langage Java