(Man brukar säga att) Java är...

(1)

Denna föreläsning

• Allmänt om Java

• Javas datatyper, arrayer, referenssemantik

• Klasser

• Strängar

Objectorienterad programmering Sida 1

Java, grunder Sven-Olof Nyström

Historik: Java

• Hette från början OAK (James Gosling, 1991).

Utvecklades vid SUN Microsystems.

• Från början avsett för inbyggda system (tex

tvättmaskiner, mobiltelefoner, TV/video, spel, mm).

• (Storlek och pålitlighet var viktiga)

• Med WWW fick projektet en annan inriktning

• Java blev ett programspråk för web-applikationer

(Man brukar säga att) Java är...

• enkelt

• “baserat på C/C++”

• objekt-orienterat “från början”

• dynamiskt utbyggbart

• robust, säkert

• oberoende av hårdvaruarkitektur (portabelt)

• web-anpassat: applets, div bibliotek

Kompilering av Java

• Traditionella kompilatorer översätter programtexten till maskinkod.

• De flesta Java-kompilatorer översätter till en slags maskinkod; Javabytekod (JVM).

• Det finns inga maskiner som kör Javabytekod (nja, nästan inga).

• Därför måste JVM-koden vid körning antingen – översättas till maskinkod, eller

– interpreteras.

(2)

Utvecklingsverktyg för Java

• Senaste versioner är – J2SE 1.4.2 samt – J2SE 5.0

• J2SE 5.0 (även känt som Java 1.5) innehåller viktiga utökningar, inte helt bakåtkompatibelt.

• Vi fokuserar på Java 5.

On-line dokumentation

• När man arbetar med Java behöver man dokumentation av alla standardklasser.

http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/api

• Suns tutorial

http://java.sun.com/docs/books/tutorial

Verktyg

Arbetsgången är:

• man redigerar sina filer (klasser) med något redigeringsverktyg (tex Emacs),

• kompilerar dem med javac och

• kör den med java (applikationer) eller appletviewer.

Verktyg (forts)

• Applets kan också visas i webbläsare som t.ex.

Explorer, Netscape eller Mozilla.

• Kompilator, interpretator och appletviewer startas – från ett terminalfönster (Unix) eller

– från ett MS-DOS-fönster (Windows).

• Om filen heter MinTest.java skriver man alltså:

javac MinTest.java java MinTest

(3)

Ett första exempel

• Klassen Hej implementerar ett klassiskt exempel: en applikation som skriver ut ett meddelande.

• Filen ska heta Hej.java, samma namn som klassen

• public class Hej {

public static void main(String[] args) { System.out.println("Hej hopp");

} }

Enkelt exempel (testkörning–Unix)

harpo$ javac Hej.java harpo$ java Hej Hej hopp

harpo$

harpo$ java -Djava.compiler=NONE Hej Hej hopp

Datatyper i Java: Tre slag

• Primitiva: Sanningsvärden, tecken, heltal, flyttal (8 stycken)

• Arrayer (nästan inte alls som i C)

• Objekt

De åtta primitiva typerna

Typ Innehåll Defaultvärde Storlek boolean true, false false 1 bit

char Tecken \u000 16 bit

byte Heltal 0 8 bit

short Heltal 0 16 bit

int Heltal 0 32 bit

long Heltal 0 64 bit

float Flyttal 0

.0 32 bit

double Flyttal 0

.0 64 bit

(4)

Typen boolean

1. representerar ett sanningsvärde 2. genereras av relationsoperatorer

(tex ==, <)

3. if och while-satser kräver att alla sanningsvärden representeras som boolean

Typen char

Ett tecken i Unicode.

16 bitar.

Unicode omfattar alla levande och utdöda språk.

Hur får dessa plats i 16 bitar?

Typkonvertering heltal & flyttal

• Ett tal kan automatiskt omvandlas till ett tal av en vidare representation.

(Exempel: int->long, int->double, float->double)

• Ett heltal kan omvandlas till en mindre representation via en uttrycklig omvandling,

• Aritmetiska operatorer (tex +) returnerar alltid ett värde av type int eller long.

b = b + 1 är ej korrekt om b är en byte.

Arrayer i Java: Inte som i C

• arrayer skapas explicit

• storlek anges dynamiskt

• index testas

int[] a = new int [10];

a[-1] och a[10] ger felmeddelande!

• inititiering

int[] a = {1, 2, 3};

men även

int[] a = {1, n+1, 2*n, n*n};

(5)

Inte som i C (forts)

• Tilldelning

int[] a = new int [10]; int[] b = a;

a och b refererar till samma array!

• Storlek på array ges av .length.

int[] a = new int[10];

int x = a.length;

a = new int[100];

int y = a.length;

Inte som i C (forts)

• “null” står för ingen array.

int[] a = null;

betyder samma sak som int[] a;

Exempel: Byt värde på två array-variabler

static void main (String args[]) { int[] a = {1,2,3};

int[] b = {99, 98, 97, 93, 92, 91};

int[] temp;

temp = a;

a = b;

b = temp;

System.out.println("b[0] = " + b[0]);

}

Lite om strängar

• I Java är strängar objekt av en speciell klass “String”;

inte en primitiv datatyp och inte heller en array.

• Tecknen i en sträng är av “char”-typ, dvs Unicode-tecken.

• Objekt av typ String är konstanta—man kan inte ändra i en sträng. (Det finns en klass StringBuffer som tillåter ändringar.)

• Man kan skapa ett nytt sträng-objekt med syntaxen

"En sträng".

(6)

Strängar (forts)

• Strängar slås ihop (konkateneras) med “+”.

Om a och b är strängar så returnerar uttrycket a + b

en ny sträng som är konkateneringen av a och b.

• Om det ena argumentet till + är ett String-objekt, så omvandlas det andra till en sträng.

• Exempel:

int x = 42;

System.out.println("Shoesize: " + x);

Resultat: “Shoesize: 42”.

Strängar, jämförelse

• Notera att två strängar kan ha samma innehåll utan att vara identiska.

• Operatorn == testar om två referenser är till samma objekt.

• För att testa om två strängar har samma innehåll, skriv (tex)

s1.equals(s2)

Vad är en klass?

• En klass är ett sätt att beskriva en mängd objekt och deras gemensamma egenskaper.

• En klassdefinition innehåller datafält ...

• ... och metoder (= “funktioner” i C).

• Man kan också säga: En klassdefinition beskriver kod och data.

• Ett Javaprogram består av en eller flera

klassdefinitioner (och ingenting kan finnas utanför en klassdefinition).

Klasser och objekt

• Varje objekt tillhör en viss klass. (Objektets klass är detsamma som objektets typ.)

• Vi säger att objektet är en instans av klassen.

• Alla objekt av en viss klass kan användas på samma sätt–de har samma “gränssnitt”.

• En definition av en viss klass kan ses som en mall för objekt av den typen.

(7)

Klassdefinition: Exempel class Person {

int ålder;

String namn;

}

• Konvention: Namnet på en klass skrivs med stor bokstav.

• ’namn’ och ’ålder’ är fält i objekt av typen Person.

• Skansholm: instansvariabler

• Engelska: field

Klassdefinition: Körexempel

Person x;

x = new Person ();

x.ålder = 42;

x.namn = "Kalle Karlsson";

System.out.println(

"Personen " + x.namn + " är " + x.ålder + " år gammal");

Referensvariabler och referenssemantik

Person x;

Person y;

x = new Person ();

y = x;

x.ålder = 42;

x.namn = "Kalle Karlsson";

Vilken ålder har y?

Referensvariabler och referenssemantik(forts)

• Givet en klassdefinition class X { ... }

• och en variabeldeklaration X a;

• Variabeln a lagrar en referens.

(8)

Referensvariabler (forts)

• Exempel:

X a, b;

a = new X();

b = a;

• Nu refererar a och b till samma objekt.

Referensvariabel, regel

• Variabler av klasstyp har referenssemantik.

• Nya objekt skapas med new.

• Tilldelning kopierar referensen, inte objektet.

Metoder

public class Person { int age;

void incrementAge() { age = age + 1;

} }

En klassdefinition även innehålla definitioner av metoder.

Liknar funktioner i C, men en metod kan referera till objektets instansvariabler.

Referensvariabler i metodanrop

• Med en metoddefinition void f(X c) { ... }

och ett anrop f(a)

kommer variabeln c inom metodkroppen att referera till samma objekt som a

• Regel: Objekt kopieras aldrig (om man inte ber uttryckligen om det).

(9)

Konstruktorer: Att skapa nya objekt

Exempel:

class Person { [...]

Person (String n, int å) { ålder = å;

namn = n;

} }

Skapa en ny person:

Person x = new Person("Kalle", 42);

Konstruktorer (forts)

• En konstruktor har alltid samma namn som klassen

• En konstruktor deklareras utan resultattyp (inte ens void)

• En konstruktor ska initialisera objektets fält (instansvariabler)

• Om en klass inte har någon konstruktor, kommer Javakompilatorn att definiera en parameterlös konstruktor (defaultkonstruktorn)

Namns räckvidd

• Instansvariabler och metoder kan kommas åt direkt inom hela den egna klassen

• Namn på lokala variabler inom ett block (metodkropp) kan bara kommas åt inom blocket (metodkroppen).

• Om samma namn används för flera olika saker gäller den användning som är "närmast".

• Instansvariabler och metoder kan alltid kommas åt med this:

this.namn ger instansvariabeln i nuvarande klassen även om namn har andra betydelser.

Referenssemantik, repetition

Vad händer om. . .

• man tilldelar två variabler samma objekt?

K x = new K();

K y = x;

• passar ett objekt som parameter?

void m(K x) { ... } K y = new K();

m(y);

(10)

Referenssemantik (forts)

• en metod returnerar ett objekt?

K m() {

K x = new K();

return x;

}

• om variabeln redan är bunden?

K x = new K();

K y = new K();

y = x;