Java за неделю
Вводный курс
Валерий Станиславович Яценков
© Валерий Станиславович Яценков, 2018
Часть I. Теория
Глава 1. Введение
Язык программирования это инструмент решения прикладных задач. В идеале разработчик должен хорошо разбираться в нескольких языках программирования и подбирать инструмент под задачу, а не пытаться подогнать задачу под возможности инструмента.
После прочтения этой книги вы получите достаточно полное представление о языке Java и его возможностях. Может даже оказаться, что он не подходит для ваших сегодняшних задач. Замечательно! вы не потеряете напрасно время на чтение толстых учебников и углубленное изучение языка. Зато вы будете хорошо знать, для чего пригодится язык Java, и сможете вернуться к нему в любое время. Если Java именно то, что вам сейчас нужно, то после прочтения этой книги будет легче приступить к углубленному изучению языка.
Объем и сложность материала вводного курса подобраны таким образом, чтобы уделяя по вечерам 12 часа на чтение и работу с компьютером, вы приблизительно за неделю смогли овладеть навыками программирования на языке Java в среде разработки NetBeans.
Разумеется, эта книга станет лишь первым шагом в изучении языка Java и среды разработки NetBeans. Впереди вас ждет поиск и усвоение огромного объема информации.
1.1 Особенности текста книги и архив файлов
Книга подготовлена и опубликована при помощи издательского сервиса Ridero. Это новый проект, который помогает издавать книги быстрее и делать их дешевле и доступнее.
Но технические возможности издателя пока не полностью адаптированы к изданию технических текстов. Например, система набора текста автоматически заменяет в листингах двойные «технические» кавычки на «лингвистические», двойной минус (декремент) на длинное тире. Мы просим отнестись с пониманием к этим мелким временным недостаткам издательского сервиса.
В файловом архиве книги вы найдете полные исходные коды всех примеров программ из книги, а также дополнительные файлы с наборами иконок для графического интерфейса. Архив можно скачать из файловых хранилищ
Dropbox:
https://www.dropbox.com/s/wo0u8916cnyc31p/Java_Files.zip?dl=0
Яндекс Диск:
https://yadi.sk/d/fIoAfXyp3Sj8gP
1.2 Идеология Java
Разработка языка Java началась в 1990 году под названием Oak (дуб) не самое лучшее название для интеллектуального продукта. В процессе работы значительно изменилась концепция языка, а затем и его название. Окончательный вариант открытого и общедоступного языка Java был обнародован в 1995 году.
Нельзя сказать, что новый язык легко и быстро завоевал популярность, но сегодня это самый востребованный язык программирования. Он удачно занял нишу языка для приложений массового пользования, широко распространяемых через Интернет. Для таких приложений важна независимость от платформы работа прикладной программы не должна зависеть от аппаратной части компьютера и операционной системы.
При распространении программ на языке Java не возникает проблем с отсутствием на компьютере пользователя нужных программных библиотек или модулей. Дистрибутив программы на языке Java, как правило, состоит из одного файла, который содержит в себе всё необходимое для работы приложения на любом компьютере с установленной Java-машиной. Впрочем, в состав дистрибутива иногда могут входить отдельные внешние файлы настроек или базы данных, которые невозможно упаковать внутрь файла скомпилированного приложения.
Язык Java популярен еще и потому, что применяется при разработке приложений Android. Можно писать приложения на «чистом» языке Java (в реализации Java Mobile) или использовать среду разработки, предоставляющую расширенные возможности. В любом случае знание Java является обязательным условием для разработчика приложений Android.
Официальная среда разработки программ на Java полностью бесплатная, включая большое количество дополнительных модулей и библиотек, разработанных сообществом программистов. Существуют платные инструменты разработки, но мы прекрасно обойдемся без них.
У языка Java низкий порог вхождения первые полезные приложения с полноценным графическим интерфейсом можно создавать через несколько дней после начала изучения языка. По этой причине язык Java очень популярен, например, среди радиолюбителей, которые разрабатывают собственные приложения для взаимодействия компьютеров с электронными устройствами.
Разумеется, Java широко применяется в профессиональной среде. Это мощный язык программирования с поддержкой многопоточности, на котором разработано большое количество коммерческих приложений.
Давайте разберемся, как работает Javaпрограмма.
1.3 Как работает Java
Языки программирования общего назначения можно разделить на интерпретирующие и компилирующие.
В первом случае специальная программаинтерпретатор поочередно преобразовывает каждую строку программы в команды процессора и отправляет их на выполнение под управлением операционной системы. Поэтому для каждого типа процессора и операционной системы нужна отдельная версия интерпретатора. Интерпретируемые программы работают медленнее, чем скомпилированные, потому что построчное преобразование программы в двоичный код занимает больше времени, чем выполнение готового кода. Но существуют ситуации, когда применение интерпретатора оправдано.
Во втором случае компилятор заранее и полностью преобразует программу в бинарный процессорный код. Эта процедура выполняется один раз. Далее программа распространяется в виде готового кода и может быть запущена без участия компилятора. При этом тоже необходимо обеспечить совместимость кода программы с процессором и операционной системой компьютера пользователя.
Java необычный язык программирования. При компиляции программа на языке Java превращается в специальный байт-код. Он представляет собой набор унифицированных инструкций для специальной Java-машины (Java Virtual Machine, JVM), установленной на компьютере. Иными словами, программа выполняется внутри виртуальной машины, которая служит «посредником» между программой и компьютером.
Совместимость вашего приложения с аппаратной частью компьютера и операционной системой обеспечивается виртуальной машиной. Вы можете из программы обращаться к портам компьютера, файловой или графической системе, и совершенно не задумываться о том, как это будет реализовано. Об этом позаботились разработчики нужной версии Java-машины.
Таким образом, вместо того, чтобы разрабатывать разные версии прикладной программы, достаточно установить на компьютер готовую и бесплатную Java-машину, которая учитывает и реализует особенности операционной системы. Виртуальные машины Java для большинства операционных систем можно скачать на сайте www.java.com. В операционную систему Android поддержка Java встроена по умолчанию.
Java-машина не занимает много места в памяти компьютера. Времена, когда программы на языке Java долго запускались и медленно работали, остались в прошлом. Сейчас они лишь незначительно отстают в быстродействии от обычных скомпилированных программ.
Чтобы избежать путаницы, отметим, что язык JavaScript не имеет ничего общего с языком Java. Это язык для написания сценариев (скриптов), которые включены в состав HTML-страниц и выполняются средствами браузера. Слово «Java» было добавлено компанией Netscape разработчиком языка JavaScript исключительно из маркетинговых соображений.
1.4 Что читать дальше?
О программировании на языке Java издано много хороших книг, в том числе на русском языке. Настоятельно рекомендую несколько изданий, которые особенно хороши для знакомства с Java:
Хабибуллин И. Ш. Самоучитель Java. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. 768 с.
Хабибуллин И. Ш. Java 7 в подлиннике. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 768с.
Прохоренок Н. А. Основы Java. СПб.: БХВ-Петербург, 2017. 704 с.
Васильев А. Н. Программирование на Java для начинающих. Москва: Издательство «Э», 2017. 704с.
Монахов В. В. Язык программирования Java и среда NetBeans. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. 704с. + DVD.
1.5 Другие книги автора
Друзья, если вы интересуетесь техническим творчеством и программированием микроконтроллеров, вам могут пригодиться эти книги:
https://www.ozon.ru/context/detail/id/141872715/
https://www.ozon.ru/context/detail/id/135412298/
Глава 2. Подготовка к работе с Java
Давно остались в прошлом времена, когда программист набирал исходный код программы в текстовом редакторе, а затем запускал компилятор в командной строке и мучительно пытался разобраться в сообщениях об ошибках. Теперь любой серьезный язык программирования располагает интегрированной средой разработки (Integrated Development Environment, IDE). Это специальный набор инструментов разработчика, который может включать в себя редактор со множеством удобных функций, средство управления проектами, компилятор, отладчик, эмулятор мобильных устройств, справочную систему и многое другое.