Programmation Orientée Objets Le Langage JAVA

Module IP1 Programmation Orientée Objets Le Langage JAVA Amaury Habrard Université de Saint-Etienne amaury.habrard@univ-st-etienne.fr Mis à jour par François-Xavier Dupé Université d Aix-Marseille francois-xavier.dupe@lif.univ-mrs.fr

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Table des matières 1 Avant propos 7 2 Introduction : le langage JAVA 9 2.1 Présentation........................................ 9 2.2 Historique du langage.................................. 9 2.2.1 Quelques mots clés................................ 10 2.3 Java et la programmation orientée objet........................ 10 2.3.1 Le concept d objets................................ 11 2.3.2 Indépendance vis à vis de la plateforme.................... 11 2.4 Structure d un programme JAVA............................ 11 2.4.1 Que contient un fichier source?......................... 11 2.4.2 Execution d un programme Java........................ 12 2.4.3 La machine virtuelle............................... 12 2.4.4 La méthode main................................. 12 2.4.5 Utilisation d arguments dans la fonction main................. 13 2.5 Installation et utilisation de Java............................ 14 2.6 Types, expressions et structures de contrôle fondamentales.............. 15 2.6.1 les types primitifs................................ 15 La notion de type................................ 15 le type entier (int)................................ 15 Les flottants/réels (float ou double)...................... 16 Le type caractère (char)............................. 16 Le type booléen (boolean)............................ 16 Initialisations et constantes........................... 16 2.6.2 Opérateurs et expressions............................ 17 Opérateurs arithmétiques............................ 17 Opérateurs de comparaison........................... 18 Opérateurs logiques............................... 18 Opérateurs d affectation............................. 18 Conversion de types............................... 19 Opérateur conditionnel............................. 19 Priorité des opérateurs.............................. 19 2.6.3 Les structures de contrôle............................ 19 if.......................................... 20 switch....................................... 20 while........................................ 21 do-while...................................... 22 for......................................... 22 Les instructions break et continue....................... 24 2.6.4 Les éléments spécifiques au langage JAVA................... 25 2.7 Une première introduction au type String....................... 25 2.8 Règles d écriture d un programme JAVA....................... 26 3

4 TABLE DES MATIÈRES 2.8.1 Les identificateurs................................ 26 2.8.2 Commentaires.................................. 27 2.8.3 Mots clés réservés................................ 27 2.8.4 Remarques globales............................... 27 2.8.5 Commentaires sur le rendu d un programme Java............... 27 2.8.6 Liens sur la programmation JAVA....................... 28 2.8.7 Bibliographie................................... 29 2.9 Exercices de cours.................................... 29 2.9.1 Compilateur................................... 29 2.9.2 Mots croisés.................................... 30 3 La notion d objets : définition et utilisation 31 3.1 Introduction au développement objets......................... 31 3.2 La notion de classe.................................... 34 3.2.1 Exemple de classe :................................ 34 3.2.2 Création d un objet à l aide d une classe.................... 34 3.2.3 Exemple d utilisation dans un programme complet.............. 35 3.3 La notion de constructeur................................ 36 3.4 Affectation et comparaison d objets........................... 38 3.4.1 La référence null................................. 38 3.5 Le ramasse-miettes.................................... 39 3.6 L encapsulation de données............................... 39 3.7 Champs et méthodes statiques............................. 41 3.7.1 Variables statiques................................ 41 3.7.2 Les méthodes statiques............................. 42 3.8 Surdéfinition/surcharge de méthodes.......................... 44 3.8.1 Surdéfinition de constructeurs.......................... 45 3.9 La copie d objets..................................... 46 3.10 Autoréférencement : le mot clé this.......................... 47 3.11 Remarques sur la définition de méthodes........................ 49 3.11.1 Méthodes de type procédures et fonctions................... 49 3.11.2 Les arguments.................................. 49 3.11.3 Les variables locales............................... 50 3.11.4 La récursivité................................... 51 3.12 Les paquetages (packages)................................ 51 3.12.1 Attribution d une classe à un paquetage.................... 51 3.12.2 Utilisation d une classe située dans une paquetage.............. 52 3.12.3 Droits d accès................................... 53 3.13 Les tableaux....................................... 53 3.13.1 Déclaration et création.............................. 53 3.13.2 Tableau en argument ou en retour....................... 56 3.13.3 Les tableaux à plusieurs indices......................... 57 3.14 Exercices de cours.................................... 60 3.14.1 Compilateur................................... 60 3.14.2 Qui suis-je?.................................... 61 3.14.3 Compilateur 2.................................. 62 3.14.4 Qui suis-je?.................................... 63 3.14.5 Compilateur 3.................................. 63 3.14.6 Mots croisés.................................... 66 3.14.7 Mots croisés.................................... 67

TABLE DES MATIÈRES 5 4 Les concepts d Héritage et de Polymorphisme 69 4.1 Présentation et définition................................ 69 4.2 Construction et initialisation des objets dérivés.................... 72 4.3 Redéfinition, surdéfinition et héritage.......................... 74 4.3.1 Redéfinition.................................... 74 4.3.2 La surchage.................................... 75 4.3.3 En résumé..................................... 75 4.4 Le polymorphisme.................................... 75 4.4.1 Tableaux hétérogènes d objets.......................... 77 4.4.2 Règles du polymorphisme en Java....................... 78 4.5 La super-classe Object.................................. 78 4.6 Accès par membres protégés : protected....................... 80 4.7 Méthodes et classes finales................................ 80 4.8 Les classes abstraites................................... 80 4.9 Les interfaces....................................... 82 4.9.1 Définition et mise en œuvre........................... 82 4.9.2 Intérêt des interfaces............................... 83 4.10 Connaître la classe et les types d un objet....................... 83 4.10.1 L opérateur instanceof............................. 83 4.10.2 La class Class.................................. 84 4.11 Exercices de Cours.................................... 85 4.11.1 Classes abstraites - classes concrètes...................... 85 4.11.2 Compilateur................................... 86 4.11.3 Qui suis-je?.................................... 88 4.11.4 Vrai ou Faux?.................................. 88 5 La gestion d exceptions 89 5.1 Présentation........................................ 89 5.2 Gestion de plusieurs exceptions et transmission d informations........... 90 5.3 Dérivation et redéclenchement d exceptions...................... 93 5.4 Le bloc finally..................................... 95 5.5 Les exceptions standard................................. 96 5.6 Exercices de Cours.................................... 97 5.6.1 Vrai ou Faux?.................................. 97 5.6.2 Mots croisés.................................... 98 6 Les chaînes de caractères en Java 99 6.1 Le type String...................................... 99 6.1.1 Les chaînes de caractères sont des objets.................... 99 6.1.2 Affichage d une chaîne.............................. 99 6.1.3 Longueur d une chaîne.............................. 99 6.1.4 accès aux caractères............................... 99 6.1.5 Concaténation : l opérateur +.......................... 100 6.1.6 Recherche dans une chaîne : la méthode indexof............... 100 6.1.7 La comparaison de chaînes........................... 100 Tester l égalité de deux chaînes......................... 100 Comparer deux chaînes............................. 101 6.1.8 Modification d un caractère........................... 101 6.1.9 Extraction de sous-chaînes............................ 101 6.1.10 Passage en majuscules/minuscules....................... 101 6.1.11 Conversion d une chaîne vers un type primitif................. 101 6.1.12 Conversion d un type primitif vers une chaîne................. 101 6.1.13 Chaînes et tableaux de caractères........................ 102 6.1.14 Tableau de chaînes................................ 102

6 TABLE DES MATIÈRES 6.2 La classe StringBuffer.................................. 102 6.3 La classe StringTokenizer................................ 102 7 Les entrées/sorties 105 7.1 Les fichiers, la classe File................................ 105 7.1.1 Les champs.................................... 105 7.1.2 Les constructeurs................................. 105 7.1.3 Les méthodes................................... 105 7.2 Les flux.......................................... 106 7.3 Lecture/écriture..................................... 107 8 Quelques éléments de l API 109 8.1 La classe Math...................................... 109 8.2 Les classes enveloppes pour les valeurs primitives................... 109 8.3 Les collections....................................... 110 8.3.1 Définition..................................... 110 8.3.2 ArrayList..................................... 110 L ancienne classe Vector............................ 112 8.3.3 Les ensembles................................... 112 8.3.4 Les algorithmes.................................. 114 Recherche de maximum ou minimum...................... 114 Algorithme de tris et mélanges......................... 115 8.3.5 Les tables associatives (HashMap)........................ 116 8.4 Divers........................................... 119 8.4.1 Eléments disponibles à partir de Java 1.5................... 119 Boucle for améliorée............................... 119 8.4.2 Généricité..................................... 119 8.4.3 Réflection et Manipulation des types...................... 119 8.5 Les autres éléments de l API.............................. 121

Chapitre 1 Avant propos Ce polycopié de cours a pour objectif d introduire les concepts fondamentaux de la programmation objet à l aide du langage java. Il est composé de 4 chapitres de cours et de 3 chapitres présentant des éléments de la bibliothèque du langage. A l issue de chaque chapitre de cours, un ensemble d exercices originaux sont proposés. Ces exercices sont complémentaires au exercices de travaux dirigés et au travaux pratiques. Ils ont pour objectif de faire travailler les notions vues en cours sous une forme différente et d insister sur le vocabulaire spécifique à java ou à la programmation objets, il est donc fortement conseillé de chercher sérieusement ces exercices. Voici un bref descriptif des différents chapitres : Chapitre 2 : chapitre d introduction présentant le langage dans sa globalité, son historique et les principes de bases pour écrire un premier programme. On y détaille tous les types primitifs, les structures de contrôles et quelques structures fondamentales du langage. On présente également les conventions à suivre lorsque l on programme en Java. Chapitre 3 : ce chapitre présente la philosophie du langage : l objet. On détaille les différentes structures permettant de déclarer et de créer les objets ainsi que les implications de chacune d elles. Chapitre 4 : on y introduit des concepts fondamentaux de la programmation objet l héritage et le polymorphisme. Ils font la force de ce type de programmation en permettant notamment une meilleure lisibilité des programmes et une plus grande facilité de réutilisation de l existant. Chapitre 5 : dans ce chapitre la gestion d erreurs via la notion d exception est présentée. Ce type de gestion est propre au langage java. Chapitre 6 : détail de la plupart des classes de la bibliothèque permettant de gérer des chaînes de caractères, type fondamental et traiter de manière spécifique en Java. Chapitre 7 : présentation des éléments permettant de lire des flux et notamment de lire et d écrire dans des fichiers. Chapitre 8 : chapitre présentant une partie de la bibliothèque. On parle de l accès à des fonctions mathématiques, de l utilisation de listes ou de tables associatives, de quelques algorithmes utilisables, ansi que la généricité. Ce document en est à sa troisième version, il existe de manière certaine des coquilles, des fautes de frappes, des oublis de mot, des erreurs de code involontaire, des copier/coller non pertinents,... Dans le but d améliorer ce document, merci de signaler toutes ces erreurs. Si vous avez quelques suggestions pour améliorer certaines parties, corriger certaines affirmations, elles sont les bienvenues. Bonne lecture et bon travail! 7

8 CHAPITRE 1. AVANT PROPOS

Chapitre 2 Introduction : le langage JAVA 2.1 Présentation Java est une technologie composée d un langage de programmation orienté objet et d un environnement d exécution. Préalablement nommé Oak, il a été créé par James Gosling et Patrick Naughton chez Sun Microsystems avec le soutien de Bill Joy. Le langage Java fut officiellement présenté le 23 mai 1995 au SunWorld. Java est à la fois un langage de programmation et une plateforme d exécution. Le langage Java a la particularité principale d être portable sur plusieurs systèmes d exploitation tels que Windows, MacOS ou Linux. C est la plateforme qui garantit la portabilité des applications développées en Java. Le langage reprend en grande partie la syntaxe du langage C++, très utilisé par les informaticiens. Néanmoins, Java a été épuré des concepts les plus subtils du C++ et à la fois les plus déroutants, tels que les pointeurs. Les concepteurs ont privilégié l approche orientée objet de sorte qu en Java, tout est objet à l exception des primitives (nombres entiers, nombres à virgule flottante, etc.). Java permet de développer des applications autonomes mais aussi, et surtout, des applications client-serveur. Côté client, les applets sont à l origine de la notoriété du langage. C est surtout côté serveur que Java s est imposé dans le milieu de l entreprise grâce aux servlets, le pendant serveur des applets, et plus récemment les JSP (Java Server Pages) qui peuvent se substituer à PHP et ASP. Les applications Java peuvent être exécutées sur tous les systèmes d exploitation pour lesquels a été développée une plateforme Java, dont le nom technique est JRE (Java Runtime Environment - Environnement d exécution Java). Cette dernière est constituée d une JVM (Java Virtual Machine - Machine Virtuelle Java), le programme qui interprète le code Java et le convertit en code natif. Mais le JRE est surtout constitué d une bibliothèque standard à partir de laquelle doivent être développés tous les programmes en Java. C est la garantie de portabilité qui a fait la réussite de Java dans les architectures client-serveur en facilitant la migration entre serveurs, très difficile pour les gros systèmes. Dans le cadre de ce cours notre objectif sera d étudier les concepts fondamentaux de la programmation objet à l aide du langage java. Le but est d acquérir les bases permettant ensuite de développer des applications plus consistantes. 2.2 Historique du langage Naissance 1991 : conception d un langage applicable à de petits appareils électriques (on parle de code embarqué) par la société Sun Microsystem. La syntaxe est proche du C++, utilisant le concept de machine virtuelle. Le code source est traduit dans un langage universel disposant de fonctionnalités communes à toutes les machines. Ce code intermédiaire 9

10 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA est dit formé de byte code et est compact et portable sur n importe quelle machine : il suffit qu elle dispose d un programme permettant d interpréter le langage, on parle de machine virtuelle. Ce projet s appelait Oak. Eté 1992 : première présentation interne des possibilités de Oak. Un appareil appelé Star Seven permet de visualiser une animation montrant Duke, l actuelle mascotte de Java. 1994 : développement de HotJava, un navigateur internet entièrement écrit en Java capable d exécuter des applets écrites en byte code. 1995 : lancement officiel de Java 1.0 1996 : lancement du JDK 1.0 et des versions 1.01 et 1.02 du langage JAVA (250 classes dans la bibliothèque). 1998 : version 1.1 du JDK (500 classes). 1999 : version 1.2 JDK que l on appelle Java2 (1500 classes). 2000 : version de J2SE (Java 2 Standard Edition) 1.3 (1800 classes). 2002 : version de J2SE (Java 2 Standard Edition) 1.4 (2700 classes), applications web et entreprises. 2003 : version de J2EE (Java 2 Entreprise Edition) 1.4. 2004 : version du J2SE 1.5 également appelé J2SE 5.0 ou Java 5 ( 3500 classes). 2006 : version du J2SE 1.6 également appelé J2SE 6.0 ou Java 6 ( 3800 classes). 2011 : version du J2SE 1.7 également appelé J2SE 7.0 ou Java 7 ( 3900 classes). 2014 : version du J2SE 1.8 également appelé J2SE 8.0 ou Java 8 ( 4000 classes). 2.2.1 Quelques mots clés JRE : Java Runtime Environnement logiciel permettant d exécuter des applications java. JDK : Java Development Kit logiciel permettant de concevoir et d exécuter des applications java. J2SDK : Java 2 Software Development Kit même chose que précédemment. API : Application Programming Interface (interface de programmation) qui définit la manière dont un composant informatique peut communiquer avec un autre. Dans le cas de Java, ce terme désigne une bibliothèque de classes et de fonctionnalités mises à disposition du programmeur. J2EE : Java 2 Platform, Enterprise Edition Java 2 Platform, Enterprise Edition est une spécification pour le langage de programmation Java de Sun plus particulièrement destinée aux applications d entreprise. Dans ce but, toute implémentation de cette spécification contient un ensemble d extension au cadre d applications Java standard (J2SE, Java 2 standard edition) afin de faciliter la création d applications réparties. Voici quelques API présentes dans cette extension : Servlets, JSP, JDBC, JAXB, RMI,... javac programme contenu dans le JDK pour compiler des programmes java. java nom du langage programme contenu dans le JDK ou JRE pour lancer des programmes java. javadoc programme contenu dans le JDK pour créer automatiquement une documentation HTML à partir de sources java. jar programme contenu dans le JDK pour compresser un (ou des programmes java) dans un seul fichier. 2.3 Java et la programmation orientée objet La programmation orientée objets se caractérise par 3 points importants : une programmation structurés, fiabilité des logiciels accrue, facilite la réutilisation du code existant.

2.4. STRUCTURE D UN PROGRAMME JAVA 11 2.3.1 Le concept d objets En programmation impérative (par exemple le langage C), un programme est formé de différentes procédures et structures de données généralement indépendantes des procédures. En programmation orientée objets, on met en œuvre différents objets. Chaque objet associe des données et des méthodes agissant exclusivement sur les données de l objet. On parle de méthodes plutôt que de procédures. On utilisant indifféremment le mot champ, donnée ou encore attribut. L encapsulation de données : il n est pas possible d agir directement sur les données d un objet, il est nécessaire de passer par des méthodes associées à l objet. Ces méthodes jouent le rôle d interface obligatoire. L appel d une méthode peut être vu comme l envoi d un message à un objet. Vu de l extérieur, un objet se caractérise uniquement par ses spécification (données attributs) et ses méthodes. La notion de classe : elle généralise la notion de type de donnée elle permet de décrire un ensemble d objets ayant une structure de données commune et disposant de mêmes méthodes. Les objets apparaissent comme des variables d un type de classe donnée, on parle d instances de classe. La notion d héritage. Elle permet de définir une nouvelle classe à partir d une autre. On réutilise cette dernière en bloc et on lui ajoute de nouvelles fonctionnalités. La conception d une nouvelle classe, qui hérite (récupère) toutes les propriétés et aptitudes de l ancienne. Il est ainsi possible de s appuyer sur des réalisations antérieures parfaitement au point et les spécifier à volonté. Ceci facilite donc la réutilisation de code ou de logiciel déjà existant. La programmation objet facilite énormément la réalisation d interfaces graphiques. Chaque élément de l interface est vu comme un objet, par exemple un objet fenêtre, plusieurs objets boutons, un objet ascenseur, etc. 2.3.2 Indépendance vis à vis de la plateforme La portabilité du code. Un programme est portable si un même code source peut être exploité dans des environnements différents moyennant une nouvelle compilation. En Java, il existe la notion de machine virtuelle java - la JVM (pour Java Virtual Machine) - qui peut exécuter le même code sur n importe quelle plateforme en utilisant un code source sous forme de bytecode : un langage machine spécifique à la plateforme Java. La création d un programme Java s effectue en 2 temps : une phase de compilation qui transforme le code source en bytecode. Le code est ensuite interprété sur une machine virtuelle Java 2.4 Structure d un programme JAVA 2.4.1 Que contient un fichier source? Un fichier source porte l extension.java et contient la définition de classe. La définition d une classe est définie par 2 accolades. public class Chien //code de la classe JAVA

12 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA Une classe contient une ou plusieurs méthodes. Par exemple dans la classe Chien, la méthode aboyer() va contenir des instructions spécifiant la façon dont un chien aboie. Les méthodes sont obligatoirement déclarées dans une classe. public class Chien void aboyer() // code de la methode aboyer où l on indique comment // la méthode doit ^etre exécutée 2.4.2 Execution d un programme Java Source Compilation Execution On compile le(s) fichier(s) source(s) avec le programme javac, par exemple javac Toto.java. Si la compilation a réussi, un fichier.class Toto.class est créé, ce fichier est constitué de byte code On crée un document source avec une extension.java, par exemple Toto.java 2.4.3 La machine virtuelle L exécution est lancée en utilisant le programme java avec le nom du fichier principal du programme sans l extension.class. Par exemple java Toto. Un programme s exécute en lançant la JVM sur le fichier principal (Toto.class). Ce fichier contient du byte code et la JVM traduit ce byte code en code machine compréhensible par la plateforme sous-jacente et exécute le programme. Lorsque la JVM démarre elle cherche la classe spécifiée à l exécution, puis elle recherche une méthode spéciale la méthode main qui ressemble exactement à ceci : public static void main(string [] args) //le code de la methode main La JVM exécute ensuite tout ce qui se trouve entre les accolades de la méthode main. 2.4.4 La méthode main Toute application java a au moins une méthode main. Attention, pas une par classe, mais au moins une par application. La méthode main correspond à l endroit où le programme commence à s exécuter. Voici un exemple de programme complet : public class PremiereAppli public static void main(string [] args) System.out.println("Bonjour à tous"); System.out.println("Je m appelle toto");

2.4. STRUCTURE D UN PROGRAMME JAVA 13 1. Enregistrement dans le fichier PremiereAppli.java 2. Compilation javac PremiereAppli.java 3. Lancement du programme java PremiereAppli 4. Le résultat du programme consiste à afficher les 2 lignes suivantes : Bonjour à tous Je m appelle toto 2.4.5 Utilisation d arguments dans la fonction main Les arguments de la méthode main sont placés dans le tableau args, qui est un tableau constitué de chaînes. Lors du lancement d un programme, les arguments se placent à la suite de l identificateur de classe du programme lancé et sont séparés par un espace. Exemple : java AfficheArguments Le langage Java Voici le programme correspondant : public class AfficheArguments public static void main(string [] args) for(int i=0;i<args.length;i++) System.out.println("contenu de args[" + i +"] : "+ args[i]); A l exécution, ce programme affiche le résultat suivant : contenu de args[0] : Le contenu de args[1] : langage contenu de args[2] : Java N.B. Les arguments sont passés sous la forme de chaînes de caractères, si nous voulons des nombres nous devons convertir les arguments. Exemple. public class Addition2Entiers public static void main(string [] args) int entier1, entier2, resultat; entier1=integer.parseint(args[0]); entier2=integer.parseint(args[1]); resultat = entier1 + entier2; System.out.println("La somme de "+entier1+" et "+entier2+" est : "+resultat); Pour lancer le programme : java Addition2Entiers 1 3. Autre exemple.

14 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA public class ConversionFrancsEuros public static void main(string [] args) final float taux = 6.55957f; float somme = 0f, resultat; somme=float.parsefloat(args[0]); resultat = somme / taux; System.out.println("Le resultat de la convertion de "+somme+" francs est "+resultat+" euros."); 2.5 Installation et utilisation de Java Pour installer un outil de développement java, il suffit de récupérer un outil de développement (JDK ou SDK) sur http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html, puis de lancer le programme d installation. Sous linux vous pouvez l installer par exemple dans /usr/local pour le rendre accessible à tout le monde, ou sous votre compte. Ensuite nous allons principalement utiliser les programmes situés dans le répertoire bin - /Chemin Installation/jdk1.8.0 10/bin (/Chemin Installation correspondant au répertoire d installation de java), par exemple si vous avez récupéré la version 10 du jdk 1.8 - javac, java, javadoc, jar,...). Pour faciliter leur utilisation vous pouvez mettre le répertoire bin dans votre variable d environnement PATH (cf le cours système). Notez que sous certains systèmes linux/unix, certaines distributions java sont pré-installées, mais ne correspondent pas aux versions officielles fournies par Sun Microsystems. Pour écrire nos programmes nous aurons seulement besoin d un éditeur (par exemple emacs sous linux, ou tout un autre éditeur si vous le souhaitez) et d un terminal (xterm). Vous pourrez éventuellement avoir de besoin de configurer une variable d environnement CLASSPATH qui indique les répertoires où sont situés les programmes java. Ce n est pas obligatoire, par défaut les programmes sont cherchés dans le répertoire courant et il est possible d indiquer des répertoires en spécifiant des options aux différents programmes disponibles dans le jdk (voire la documentation officielle indiquée dans les liens ci-dessous). Quand vous serez plus expérimenté (par exemple à partir du 4ème TP), vous pourrez essayé d autres éditeurs facilitant le développement de programmes java tels qu eclipse ou NetBeans. A vous de les essayer et éventuellement d en adopter un. Néanmoins, il est d abord conseillé d utiliser un éditeur non spécifique pour commencer, puis de passer à un éditeur spécialisé une fois que l on maîtrise les bases du langage. Pour ceux qui souhaitent essayer leurs programmes sous windows, la procédure d installation est la même. Il peut cependant être nécessaire de créer une variable d environnement supplémentaire. Voici la procédure à suivre. Vérifier que la variable d environnement JAVA HOME est spécifiée. Si ce n est pas le cas allez dans Menu Démarrer Settings Control Panel System Advanced, menu variables d environnement. Entrez le nom de JAVA HOME puis sa valeur (par exemple C:j2sdk1.8.0 10/). Pour vérifier tapez echo %JAVA HOME dans une console MS-DOS. Vous pouvez utiliser la même méthode pour modifier le contenu de la variable PATH ou configurer CLASSPATH. En guise de terminal vous utiliserez alors une console MS-DOS.

2.6. TYPES, EXPRESSIONS ET STRUCTURES DE CONTRÔLE FONDAMENTALES 15 2.6 Types, expressions et structures de contrôle fondamentales Cette partie a pour objectif de présenter rapidement l utilisation des types, des expressions et des instructions de contrôle en JAVA. Les éléments abordés ne sont pas forcément toujours caractéristiques du langage JAVA mais sont nécessaires pour l utilisation de n importe quel langage de programmation. Lorsque certaines situations sont spécifiques au langage JAVA, nous le précisons. 2.6.1 les types primitifs Ils servent à définir les champs (attributs) de toutes les classes que vous pourrez définir, ainsi que les variables que vous pourrez utiliser dans les différentes méthodes. Attention, les types primitifs ne sont pas des classes. La notion de type La mémoire centrale est un ensemble de positions binaires appelées. Ces bits sont regroupés en octets, un octet correspondant à 8 bits. Les ordinateurs (actuels) ne savent représenter et traiter que des informations représentées sous forme binaire. Il est donc nécessaire de savoir comment une information a été codée pour pouvoir attribuer une signification à une suite de bits d un emplacement de la mémoire. Il existe 4 catégories de type primitif en JAVA : nombres entiers nombres flottants caractères booléens le type entier (int) Il sert à représenter les nombres entiers relatifs. Il existe quatre sortes d entier permettant de représenter des valeurs différentes. Le tableau suivant décrit chacun de ces types avec le nom du type, la taille occupée en mémoire en octets, la valeur minimale et la valeur maximale possible avec la constante correspondante dans le langage. Nom Taille Valeur minimale Valeur maximale byte 1-128 127 Byte.MIN VALUE Byte.MAX VALUE short 2-32768 32767 Short.MIN VALUE Short.MAX VALUE int 4-2,147,483,648 2,147,483,647 Integer.MIN VALUE Integer.MAX VALUE long 8-9,223,372,036,854,775,808 9,223,372,036,854,775,807 Long.MIN VALUE Long.MAX VALUE Les constantes peuvent s écrire sous forme décimale (548, -78, +5), ou sous forme hexadécimale en précisant la valeur de 0x ou 0x (0x1A 0X12), ou octale en faisant précéder la valeur de 0 (032, 05). Une constante entière est forcément de l un des types int ou long. On peut forcer une constante à être du type long en faisant suivre sa valeur de la lettre l ou L, exemple 25L. Le compilateur rejettera toute constante ayant une valeur supérieure la capacité du type long.

16 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA Les flottants/réels (float ou double) Il en existe deux sortes. Le tableau suivant décrit chacun d eux avec leur nom, la taille occupée en mémoire en octets, la précision correspondant au nombre de chiffres significatifs pris en compte dans la partie décimale, la valeur minimale et la valeur maximale possible avec la constante correspondante dans le langage. Nom Taille Précision Valeur absolue minimale Valeur absolue maximale float 4 7 1.40239046 10 45 3, 40282347 10 38 Float.MIN VALUE Float.MAX VALUE double 8 15 4.9506564584124654 10 324 1, 797693134862316 10 308 Double.MIN VALUE Double.MAX VALUE Pour les constantes, il existe deux notations : la notation décimale : 12.43-0.38 -.38 4..27 la notation exponentielle : 4.25E4 ou 4.25e+4 pour 4.25 10 4 54.2e-32 pour 54.2 10 32 48e13 pour 48 10 13 Par défaut toutes les constantes créées sont de type double, pour forcer à avoir un type float on fait suivre la valeur de la lettre f, exemple : 12.5f Le type caractère (char) Les caractères, désignés par le type char, sont codés sur 2 octets, notation d une constante caractère : a, B, é, +. Exemple char lettre= a ; Certains caractères avec notation spéciale : \b pour le retour arrière (backspace) \t pour une tabulation \n pour un saut de ligne \f pour un saut de page \r pour un retour chariot \" pour un guillemet \ pour une apostrophe \\ pour \. Le type booléen (boolean) Il sert à représenter une valeur logique de type vrai ou faux, il existe deux valeurs possibles pour un booléen en java : true et false (pour vrai et faux). Exemple boolean est ordonne=false;. Attention, en JAVA, les valeurs logiques ne sont pas représentées par des valeurs mais par un type spécifique : le type boolean, toute utilisation de valeur numérique dans des tests provoquera une erreur! Initialisations et constantes Variables Exemples : int n=15; également équivalent à int n; n=15;. En JAVA, les déclarations peuvent apparaître à n importe quel endroit du programme. D un point de vue méthodologique, il est souvent conseillé d effectuer la déclaration de toutes les variables (importantes) ensembles au début puis de les initialiser avant de les utiliser. N.B. Les variables n ayant pas reçu de valeur ne peuvent pas être utilisées sous peine d aboutir à une erreur de compilation. Il est donc important de penser à initialiser les variables dès leur création.

2.6. TYPES, EXPRESSIONS ET STRUCTURES DE CONTRÔLE FONDAMENTALES 17 Constantes : le mot clé final Pour indiquer qu une variable ne peut pas être modifiée pendant l exécution d un programme, on peut utiliser le mot clé final : final int nombre de mois=12; Toute modification de la variable nombre de mois, de valeur initiale 12, sera rejetée par le compilateur. 2.6.2 Opérateurs et expressions Opérateurs arithmétiques Il existe cinq opérateurs principaux : + : addition a+b - : soustraction a-b / : division a/b * : multiplication a*b % : modulo, a % b calcule le reste de la division de a par b. Le problème de la conversion de type : float x; float res; int n; int p; res=n*x+p; La variable n étant de type int, x de type float, le compilateur va convertir n en float puis faire le calcul. Le résultat final sera de type float, comme le montre la Figure 2.1. n * x + int float p long float * float + float float Figure 2.1 Evaluation de res=n*x+p; La hiérarchie de conversion permettant de ne pas dénaturer la valeur initiale : int long float double. Note : par défaut, pour les types byte, char, short, si un de ces types apparaît dans une expression, la valeur est d abord convertie en int. Exemple : short p1=1, p2=1,p3=1; float x=2; L évaluation de p1*p2+p3*x est faite comme le montre la Figure 2.2. p1 * p2 + p3 * x int int int * float * float int float + float float Figure 2.2 Evaluation de p1*p2+p3*x

18 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA Opérateurs de comparaison Ils servent à faire des comparaisons relatives et sont principalement utilisés dans les tests conditionnels. < : inférieur strictement à <= : inférieur ou égal à > : supérieur à >= : supérieur ou égal à == : égal à! = : différent de. Ces opérateurs peuvent s utiliser avec des expressions : 2 a > b + 5, x + y < (a + 2) 5,... Note : ordre sur les caractères 0 < 1 <... < 9 < A < B <... < Z < a <... < z. Opérateurs logiques Ces opérateurs permettent de manipuler des valeurs logiques.! : négation & : ET : OU exclusif : OU inclusif && : ET avec court-circuit : OU inclusif avec court-circuit Exemples : (a < b) && (c < d), (a < b) & (c < d) : ces deux expressions prennent la valeur true (vrai) si les deux expressions a < b et c < d sont toutes les deux vraies, la valeur false (faux) dans le cas contraire. (a < b) (c < d), (a < b) (c < d) : prend la valeur true si l une au moins des deux conditions a < b ou c < d est vraie, la valeur false dans le cas contraire. (a < b) (c < d) prend la valeur true si une et une seule des deux conditions a < b et c < d est vraie, la valeur false dans le cas contraire.!(a < b) prend la valeur true si la condition a < b est fausse, la valeur false dans le cas contraire. Cette expression possède en fait la même valeur que a >= b. Les deux opérateurs && et possèdent une propriété intéressante : leur second opérande (celui qui figure à droite de l opérateur) n est évalué que si la connaissance de sa valeur est indispensable pour décider si l expression est vraie ou fausse. Par exemple, si on a l expression (a < b)&&(c < d), on commence par évaluer (a < b), si le résultat est faux on n évalue pas c < d puisque le résultat est déjà connu. Les opérateurs et évaluent toujours les deux opérandes, il est donc plutôt conseillé d utiliser les opérateurs && et. Opérateurs d affectation = : exemples c=b+3; c=i;. L opérateur possède une associativité de gauche à droite, ainsi dans l expression i = j = 5; on évalue j=5 d abord, puis i=j, i et j ont à la fin la même valeur 5. Attention aux problèmes de conversion, supposons que nous ayons une variable de type int n et une variable de type float x, l expression n=x+5; est rejetée par le compilateur. Il faut en fait écrire n=(int) x + 5;. Il est nécessaire de faire une conversion explicite. Les conversions pour lesquelles il n y a pas besoin de faire une conversion explicite sont les suivantes : byte short int long float double char int long float double L incrémentation et la décrémentation. Ces opérations consistent respectivement à augmenter une variable (en général entière) 1 et à diminuer une variable de 1 (i = i-1; n = n+1;). Ces opérations sont définies par les opérateurs ++ et -- : i--; n++; ou --i; ++n;.

2.6. TYPES, EXPRESSIONS ET STRUCTURES DE CONTRÔLE FONDAMENTALES 19 Il existe cependant un différence suivant où est placé l opérateur lors de l évaluation d une expression, s il est placé avant(on parle d opérateur préfixé) la variable l opération est effectuée avant l évaluation de l expression, s il est placé après (on parle d opérateur postfixé) l opération est effectuée après. n= ++i -5; : on affecte d abord la valeur 6 à i puis la valeur 1 à n. n= i++ - 5; : on affecte d abord la valeur 0 à n puis la valeur 6 à i. Affectation élargie, les instructions suivantes sont équivalentes : i = i + k; et i+=k; Il existe la même chose avec les opérateurs *, / et -. Conversion de types Lorsque l on désire convertir un type vers autre qui a une taille de représentation inférieure, les règles suivantes s appliquent : entier vers entier (long vers int, short vert byte,...) les octets les moins significatifs sont conservés. double vers float : arrondi au plus proche. flottant vers entier : il y a d abord un arrondi au plus proche dans le type long ou int, puis on effectue la conversion en conservant les octets les moins significatifs. Opérateur conditionnel condition? etape1 : etape2; : si condition est vraie alors etape1 sinon etape2. Exemple : max = a<b? b :a; Si a < b, alors la variable max reçoit la valeur de la variable b, sinon elle reçoit la valeur de la variable a. Priorité des opérateurs Opérateurs associativité () []. ++(postfixé) (postfixé) g à d +(unaire) -(unaire) ++(préfixé) (préfixé) (unaire)! cast new d à g / % g à d + - g à d << >> >>> g à d < <= > >= instanceof g à d ==!= g à d & g à d g à d g à d && g à d g à d? : g à d = += -= *= /= %= <<= >>= >>>= & = = = d à g 2.6.3 Les structures de contrôle Dans cette partie, les crochets [] signifient que ce qu ils renferment est facultatif. Il servent soit à exprimer le fait que pour lier plusieurs instructions à une structure de contrôle il est nécessaire de mettre ces instructions dans un bloc entre accolades () (si on n a besoin que d une seule instruction on n a pas besoin de bloc) ; soit à indiquer qu une instruction facultative. Le terme condition correspond à une expression qui peut être évaluée sous forme logique (vrai ou faux).

20 CHAPITRE 2. INTRODUCTION : LE LANGAGE JAVA if L instruction if (si) est une instruction de choix. if(condition) [] instruction\_1 [instruction\_2 instruction\_n ] [else [] instruction\_1 [instruction\_2 instruction\_n ] Exemple : public classtva public static void main(string [] args) double taux_tva=21.6; double ht, ttc, net, taux_remise, remise; ht=200.5; ttc=ht * (1.0 + taux_tva/100.0); if(ttc < 1000.0) taux_remise=0.; else if(ttc < 2000) taux_remise=1.; else if(ttc < 5000) taux_remise=2.; System.out.println("Message: Prix ttc entre 2000 et 5000"); else taux_remise=5.; System.out.println("Message: Prix ttc superieur a 5000"); remise = ttc * taux_remise/100; net = ttc - remise; System.out.println("Prix ttc: "+ttc); System.out.println("Remise: "+remise); System.out.println("Net a payer: "+net); switch L instruction switch (branchement) est une instruction de choix, permettant de tester plusieurs valeurs d une expression. L expression peut être de type byte, short, char ou int. Syntaxe :