Skip to content

Latest commit

 

History

History
1713 lines (1424 loc) · 79.1 KB

README.md

File metadata and controls

1713 lines (1424 loc) · 79.1 KB
Raw

Синтаксис Java. ООП. Тестирование и отладка

Build Status Coverage Status

TODO: перед тем, как мы начнём

Знакомство

Работаем в Oracle

Обзор сайтов и литературы по Java и ООП

Сайты

Книги по Java

TODO: Навести порядок в книгах

  • добавить ссылку на группу в альбом с внешним видом

Книги по алгоритмам

Скачивание, установка и настройка Java

install_java.cmd

REM Командный файл для "тихой" установки Java под Windows
REM /s - silent mode (не задавая вопросов)
REM INSTALLDIR - куда ставить JDK
REM INSTALLDIRPUBJRE - куда ставить JRE
jdk-8u20-windows-x64.exe /s INSTALLDIR=D:\JDK /INSTALLDIRPUBJRE=D:\JRE

Для Windows x64:

  • Java 64 устанавливается в: C:\Program Files\Java
  • Java x86 устанавливается в: C:\Program Files (x86)\Java

Почему именно Java? (преимущества)

Что такое Java? История создания языка

История Java началась в 1991 году, когда группа инженеров из компании Sun под руководством Патрика Нотона (Patrick Naughton) и члена Совета директоров Джеймса Гослинга (James Gosling) занялась разработкой небольшого языка, который можно было бы использовать для программирования бытовых устройств, например, контроллеров для переключения каналов кабельного телевидения (cable TV switchboxes).

Поскольку такие устройства не потребляют много энергии и не имеют больших микросхем памяти, язык должен был быть маленьким и генерировать очень компактные программы. Кроме того, поскольку разные производители могут выбирать разные центральные процессоры (Central Processor Unit - CPU), было важно не завязнуть в какой-то одной архитектуре компьютеров. Проект получил кодовое название "Green".

Стремясь изобрести небольшой, компактный и машинонезависимый код, разработчики возродили модель, использованную при реализации первых версий языка Pascal на заре эры персональных компьютеров. Никлаус Вирт, создатель языка Pascal, в свое время разработал машинонезависимый язык, генерирующий промежуточный код для некоей гипотетической машины. Этот язык стал коммерческим продуктом под названием UCSD Pascal. Такие гипотетические машины часто называются виртуальными - например, виртуальная машина языка Java, или JVM. Этот промежуточный код можно выполнять на любой машине, имеющей соответствующий интерпретатор. Инженеры, работавшие над проектом "Green", также использовали виртуальную машину, что решило их основную проблему.

Однако большинство сотрудников компании Sun имели опыт работы с операционной системой UNIX, поэтому в основу разрабатываемого ими языка бь л положен язык C++, а не Pascal. В частности, они сделали язык объектно-, а не процедурно-ориентированным.

Как сказал Гослинг в своем интервью: "Язык — это всегда средство, а не цель". Сначала Гослинг решил назвать его "Oak" ("Дуб"). (Возможно потому, что он любил смотреть на дуб, растущий прямо под окнами его офиса в компании Sun.) Потом сотрудники компании Sun узнали, что слово Oak уже используется в качестве имени ранее созданного языка программирования, и изменили название Java.

В 1992 году в рамках проекта Green была выпущена первая продукция, названная "*7". Это было средство для чрезвычайно интеллектуального дистанционного управления. (Оно имело мощность рабочей станции SPARK, помещаясь в коробочке размером 6x4x4 дюйма.) К сожалению, ни одна из компаний-производителей электронной техники не заинтересовалась этим изобретением.

Затем группа стала заниматься разработкой устройства для кабельного телевидения, которое могло бы осуществлять новые виды услуг, например, включать видеосистему по требованию. И снова они не получили ни одного контракта. (Забавно, что одной из компаний, отказавшихся подписать с ними контракт, руководил Джим Кларк (Jim Clark) — основатель компании Netscape, впоследствии сделавшей очень много для успеха языка Java.)

Весь 1993 год и половину 1994 года продолжались безрезультатные поиски покупателей продукции, разработанной в рамках проекта "Green" (под новым названием "First Person, Inc."). (Патрик Нотон, один из основателей группы, впоследствии в основном занимавшийся маркетингом, налетал в общей сложности более 300 тысяч миль, пытаясь продать разработанную технологию.) Проект "First Person, Inc." был прекращен в 1994 году.

Тем временем в рамках Интернет разрасталась сеть World Wide Web. Ключом к этой сети является броузер, превращающий гипертекст в изображение на экране. В 1994 году большинство людей пользовалось броузером Mosaic, некоммерческим Web-броузером, разработанным в суперкомпьютерном центре Университета штата Иллинойс (University of Illinois) в 1993 году. (Частично этот броузер был написан Марком Андреессеном (Mark Andreessen) за 6,85 доллара в час. В то время Марк заканчивал университет и броузер был его дипломной работой. Затем он стал одним из основателей и главным программистом компании Netscape, и к нему пришли слава и богатство.)

В своем интервью журналу Sun World Гослинг сказал, что в середине 1994 года разработчики языка поняли: "Нам нужно создать действительно крутой броузер. Такой броузер должен представлять собой одно из немногих приложений модной клиент-серверной технологии, в которой жизненно важным было бы именно то, что мы сделали: архитектурная независимость, выполнение в реальном времени, надежность, безопасность — вопросы, не являвшиеся чрезвычайно важными для рабочих станций. И мы создали такой броузер".

На самом деле броузер был разработан Патриком Нотоном и Джонатаном Пэйном (Johnatan Payne). Позднее он превратился в современный броузер HotJava. Этот броузер был написан на языке Java, чтобы продемонстрировать всю его мощь. Однако разработчики не забывали о мощных средствах, которые теперь называются апплетами, наделив свой броузер способностью выполнять код внутри Web-страниц. "Демонстрация технологии" была представлена на выставке Sun World '95 23 мая 1995 года и вызвала всеобщее помешательство на почве язака Java, продолжающееся и поныне.

Компания Sun выпустила первую версию языка Java в начале 1996 года. Через несколько месяцев после нее появилась версия Java 1.02. Люди быстро поняли, что версия Java 1.02 не подходит для разработки серьезных приложений. Конечно, эту версию можно применять для разработки Web-страниц с пляшущими человечками, однако в версии Java 1.02 ничего нельзя даже напечатать.

Честно говоря, версия Java 1.02 была еще сырой. Ее преемница, версия Java 1.1, заполнила большинство зияющих провалов, намного улучшив возможность отражения и добавив новую модель событий для программирования графического пользовательского интерфейса. Несмотря на это, она все еще была довольно ограниченной.

Выпуск версии Java 1.2 стал основной новостью конференции JavaOne в 1998 году. В новой версии слабые средства для создания графического пользовательского интерфейса и графических приложений были заменены сложным и масштабным инструментарием. Это был шаг вперед, к реализации лозунга "Write Once, Run Anywhere" ™ ("Один раз напиши— и везде выполняй"), выдвинутого при разработке предыдущих версий.

В декабре 1998 года через три дня (!) после выхода в свет название новой версии было изменено на громоздкое словосочетание Java 2 Standart Edition Software Development Kit Version 1.2 (Стандартное издание пакета инструментальных средств для разработки программного обеспечения на языке Java 2, версия 1.2).

Кроме стандартного издания пакета ("Standart Edition") были предложены еще два варианта: "микроиздание" ("Micro Edition") для портативных устройств, например, для мобильных телефонов, "промышленное издание" ("Enterprise Edition") для создания серверных приложений.

Версии 1.3 и 1.4 стандартного издания пакета инструментальных средств намного совершеннее первоначального выпуска языка Java 2. Они обладают новыми возможностями и, разумеется, содержат намного меньше ошибок.

Платформа Java. JVM, сборка мусора, оптимизация, прогрев. JDK, JRE

JVM - Java Virtual Machine.

  • MyClass.java - файл с исходным кодом.

  • javac MyClass.java - Java Compiler - компилятор.

  • Байт-код: MyClass.class.

  • java MyClass - выполняем программу.

  • Запуск JVM

  • Внутри JVM запускается наша программа.

  • JDK - Java Development Kit (для компиляции)

  • JRE - Java Runtime Environment (для выполнения Java-программ)

Принцип: Write once, run anywhere (WORA)

  • Сборка мусора - new - создание нового объекта Сборщик мусора (GC) удаляет все объекты на которые не ссылается программа при следующем цикле сборки мусора.

Память:

  • Стек - локальные переменные
  • Куча (динамическая память, heap) - new / Garbage Collector
  • Статическая память - при загрузке классов.

Оптимизация, прогрев

  • Перейти в папку JDK (например: D:\JDK\bin).
  • Создать файл HW.java
public class HW {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}
  • Откомпилировать javac HW.java
  • Убедиться, что появился файл: java.class
  • Запустить: java HW
  • Посмотреть на результаты выполнения программы.

https://lisiynos.googlecode.com/git/java/java_1.html

Варианты поставки Java: ME, SE, EE

http://docs.oracle.com/javase/8/docs/

Java ME (Java 2 Micro Edition, J2ME) - подмножество платформы Java для устройств, ограниченных в ресурсах, например: сотовых телефонов, карманных персональных компьютеров, ресиверов цифрового телевидения, проигрывателей дисков Blu-ray и т.д. Язык Java тот же, минимум библиотек.

Java SE (Java Platform, Standard Edition, Java 2 Standard Edition, J2SE) - стандартная версия платформы Java 2, предназначенная для создания и исполнения апплетов и приложений, рассчитанных на индивидуальное пользование или на использование в масштабах малого предприятия.

Java EE (Java Platform, Enterprise Edition, Java 2 Enterprise Edition, J2EE)

  • набор спецификаций и соответствующей документации для языка Java, описывающей архитектуру серверной платформы для задач средних и крупных предприятий.

Перспективы: Java 9 - модульная Java http://openjdk.java.net/jeps/200

Установка и настройка IntelliJ IDEA, создание проекта

Первый проект:

public class Main {
    // psvm
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}

.iml - расширение для Idea проектов.

Установка и настройка Apache Maven. Центральный репозиторий. POM (project object model)

  • http://maven.apache.org/ - скачивание maven
  • Распаковать в папку на диске, например в C:\apache-maven-3.2.3
  • Добавить в пути (в переменную окружения PATH) - C:\apache-maven-3.2.3\bin
  • Устанавливаем переменную окружения: M2_HOME=C:\apache-maven-3.2.3

Установка и настройка Git + GitHub. Клиент git для Windows

Установка и настройка web-сервера Apache Tomcat

JavaDoc

Javadoc - генератор документации в HTML-формате из комментариев исходного кода на Java от Sun Microsystems. Стандарт для документирования классов Java. Большинство сред разработки программного обеспечения автоматически генерируют HTML-документацию, используя Javadoc.

Javadoc также предоставляет API для создания доклетов и тэглетов, которые позволяют программисту анализировать структуру Java-приложения.

Применяют для документирования:

  • классов
  • интерфейсов
  • полей (переменных)
  • конструкторов
  • методов
  • пакетов

В каждом случае комментарий должен находиться перед документируемым элементом.

Виды памяти: heap, stack. Опции при запуске JVM для настройки размера памяти

java -Xss

  • Xss - размер стека Куча:
  • Xmx - размер кучи (heap) java -Xms6291456 -cp my.jar MainClass - запуск приложения 6291456 байт java -Xms6144k -- 6144k java -Xms6m - 6 мегабайт java -Xms2G - 2 гигабайта -Xmx83886080 -Xmx81920k -Xmx80m -XX:MaxPermSize=128M
  • -Xmnsize - initial and maximum size (in bytes) of the heap for the young generation (nursery)
  • -Xmssize - размер кучи (heap)
  • -Xsssize - размер стека для потока
  • -Xmx8G - размер памяти, которую можно использовать JVM (всего)

256 мегабайт в разных единицах: -Xmn256m -Xmn262144k -Xmn268435456

Составить строчку с настройками Java-машины: http://jvmmemory.com/

Что делать если получаем StackOverflowException?

  • Реально нужно больше стека: увеличить с помощью -Xss
  • Избавится от бесконечной рекурсии

Какие переменные хранятся в стеке?

  • Все локальные переменные метода
  • Все параметры метода

Java->class->JVM. Первая программа на Java (Hello World). Package

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        /*
             Многострочный комментарий
              */
        // Однострочный комментарий
        System.out.println("Hello, world!");

        //int i; // В стек основного потока main
        //Runtime.getRuntime().gc();
    }
}

Если вы изучали Pascal/Delphi:

Writeln('Hello, world!');

C/С++:

printf("Hello, world!\n"); // С
cout << "Hello, world!" << endl; // C++

01_HelloWorld/src/main/java/p00_helloworld/HelloWorld.java

Шаблоны Idea для быстрого ввода кода: psvm, sout+v/m, fori...

    // Шаблон: psvm + <tab>
    // [p]ublic [s]tatic [v]oid [m]ain
    public static void main(String[] args) {
        // sout
        System.out.println();
        System.out.println("Hello world!");
        // soutv - + вывести значение последней переменной
        int ii = 10;
        System.out.println("ii = " + ii);
        int i1 = 1;
        int i2 = 2;
        int i3 = 3;
        System.out.println("i3 = " + i3);
        // soutm + <tab> - название метода
        System.out.println("IdeaLiveTemplates.main");
        System.out.println("args = [" + args + "]");

        // fori + <tab> - цикл по целочисленной переменной
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            for (int j = 0; j < 10; j++) {
                for (int k = 0; k < 10; k++) {
                    for (int l = 0; l < 10; l++) {
                        for (int m = 0; m < 10; m++) {

                        }
                    }
                }
            }
        }

        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            System.out.println("j = " + j);
        }
        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            for (int k = 0; k < 10; k++) {
                System.out.println(j * k);
            }
        }
    }

01_HelloWorld/src/main/java/p00_helloworld/IdeaLiveTemplates.java

// Ещё один "главный" класс в другом пакете
package p00_helloworld.subpackage;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        System.out.println("Привет всем!");
    }
}

01_HelloWorld/src/main/java/p00_helloworld/subpackage/Main.java

Лексика языка Java: комментарии, операторы, переменные, литералы, присваивание, операторные скобки

8 примитивных типов данных: byte, short, int, long, float, double, boolean, char

  1. byte - целое, один байт со знаком -128..127
  2. short - целое, два байта со знаком -32.768..32.767
  3. int - целое, 4 байта со знаком -2^31..2^31-1
  4. long - целое, 8 байт со знаком -2^63..2^63-1
  5. float - действительное число (32-bit IEEE 754 floating point)
  6. double - действительное число двойной точности (8 байт)
  7. boolean - логический тип (true и false)
  8. char - символ (2 байта) '\u0000'..'\uffff'
  • класс String Целочисленные типы:
  1. 8 битное целое - byte: -128..127. Подробнее: http://ru.wikipedia.org/wiki/Дополнительный_код_(представление_числа)
Двоичное Дополнительный код Байт
00000000 0 0
00000001 1 1
00000010 2 2
00000011 3 3
00000100 4 4
... ... ...
01111111 127 127
10000000 -128 128
... ... ...
11111111 -1 255
  1. 16-битное целое short: -2^15..2^15-1 -32768..32767
        short sh = 32767; // -32768..32767
        System.out.println("short = " + sh + " " +
                Short.MIN_VALUE + ".." + Short.MAX_VALUE);
  1. 32-битное целое int
        int integerBinary = 0b10101010; // Начиная с Java7
        System.out.println("Integer.toBinaryString(integerBinary) = " + Integer.toBinaryString(integerBinary));
        // Java6
        int intBin = Integer.parseInt("1011", 2);
        int intX = Integer.parseInt("23422", 6);
        System.out.println("intBin = " +
                Integer.toBinaryString(intBin));
        int integerHex = 0xFFA9; // Шестнадцатеричная система счисления
        System.out.printf("%d ", integerHex);
        System.out.printf("Hex: %X %n", integerHex); // FFA9
        System.out.printf("Hex: %x %n", integerHex); // ffa9
        System.out.printf("Hex: %08X %n", integerHex); // 0000FFA9
        // CR LF - Windows  13 10
        // LF - Unix 13
        // CR - MacOS 10
        // 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
        int maxInt = 2147483647; // 2^31-1
        System.out.printf("maxInt = %08X %n", maxInt);
        System.out.println("Integer.MAX_VALUE = " + Integer.MAX_VALUE);
  1. 64-битное целое long -128..127

& - побитовое И && 0011 0101 0001

| - побитовое ИЛИ 0011 0101 0111

~ - побитовое НЕ 01 10

^ - XOR - исключающее ИЛИ 0011 0101 0110

Вещественные типы (действительные) - IEEE 5. float - 4 байта 6. double - 8 байт 10101101 * 2^{1010101} Длинная арифметика 7. Логический тип: true / false && - И || - ИЛИ

true / false && - логическое И || - логическое ИЛИ Boolean 8. Символьный тип char

Переменные, методы, классы можно называть по-русски, имена в кодировке Unicode И это лучше чем в транслите Условный оператор if

        //if(2 && 3){
        //
        //}
        if (a > 1 && a < 10 || !(a == 11)) { // Когда условие истинно
            System.out.println("a большая :)");
        } else { // в противоположном случае
            System.out.println("a маленькая или очень большая");
        }

Цикл с предусловием - While Цикл с постусловием - Repeat Until Цикл for Вывод аргументов командной строки foreach

Сокращённая форма: +=, -=..., инкремент/декремент, префиксный/постфиксный

        // Сложение
        a = a + 10;
        a += 10;
        // Вычитание
        a = a - 11;
        a -= 11;
        // Умножение
        a = a * 3;
        a *= 3;
        // Деление
        a = a / 2;
        a /= 2;
        // Взять по модулю
        a = a % 5;
        a %= 5;
        // Инкремент
        a = a + 1;
        a++; // Постфиксная форма
        ++a; // Префиксная форма
        int int2 = 0; int2--; --int2;
        System.out.println("a = " + a);
        a = 2;
        int aa = a++ + a++; // aa = 4
        System.out.println("aa = " + aa);
        int a1 = ++a;
        System.out.println("a1 = " + a1);
        ++a; // Префиксная форма
        // Декремент
        a = a - 1;
        a--;
        --a;

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/A_PrimitiveTypes.java

Условный оператор if.. else..

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        // Читаем целое число с клавиатуры
        int a = scanner.nextInt();

        if (a == 10) {
            System.out.println("a равно 10");
        } else {
            System.out.println("a не равно 10");
        }
        if (a >= 10) {
            System.out.println("a >= 10");
        }

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/B_if_else.java

Проверяем что a+b = c в double Обработка погрешности Проверяем что a+b = c в float 01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/C2_FloatAccuracy.java

Точность вычислений в действительных числах (float, double)

        double a = 0.3;
        double b = 0.6;
        double c = 0.9;
        // Корректная проверка что a + b == c
        if  (Math.abs(a + b - c) < 1e-15) {
            System.out.println("Равно");
        } else {
            System.out.println("Не равно!");
            System.out.println("c - (a+b) = " +
                    (c - (a + b)));
        }

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/C_FloatAccuracy.java

Массивы. Arrays: foreach, многомерные

        // Инициализация
        int[] intArray1 = new int[]{1, 2, 3, 10};

        // Сокращённая форма инициализации
        int[] intArray2 = {1, 2, 3, 10};
        // Массив - можно сразу не инициализировать
        int[] intArray3;
        intArray3 = new int[100];

Пробегаем по всем элементам массива

        for (int i = 0; i < intArray2.length; i++) {
            System.out.println("intArray1[" + i + "] = " +
                    intArray1[i]);
        }
        // Если нам не важны индексы,
        // то мы можем использовать цикл "foreach"
        for (int i : intArray1) {
            System.out.print(i + " ");
        }
        System.out.println(); // Просто перевод строки

Двухмерный массив

        int[][] array2D = {
                {1, 2, 3},
                {4, 5, 6},
                {7, 8, 9}
        };
        int x = array2D[0][1]; // Элемент массива с индексом 0 1
        array2D[1][1] = 231; // Новое значение

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/D_Arrays.java

Передача параметров по ссылке и значению

i примитивного типа - передаётся по значению

        int i = 10;
        // Integer
        Integer ii = i; // Boxing
        int iii = ii; // Unboxing
        assertEquals("Перед вызовом method1", 10, i);
        System.out.println("Перед вызовом method1 i = " + i);

        method1(i);

        assertEquals("После вызова method1", 10, i);
        System.out.println("После вызова method1 i = " + i);
        MyClass object = new MyClass();
        object.i = 10;
        assertEquals("Перед вызовом method2", 10, object.i);
        System.out.println("Перед вызовом method2 object.i = " + object.i);

        myMethod2(object);

        assertEquals("После вызова myMethod2", 30, object.i);
        System.out.println("После вызова method2 object.i = " + object.i);

i значение копируется

    static void method1(int i) {
        i += 20;
        System.out.println("method1: i = " + i);
        assertEquals("method1: ", 30, i);
    }

i передаётся по ссылке

    static void myMethod2(MyClass i) {
        //i = new MyClass();
        i.i += 20;
        assertEquals("myMethod2: ", 30, i.i);
    }
    static class MyClass {
        int i;
    }

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/E_ByValueByReference.java

Операции: арифметические, побитовые, логические

        // 8 базовых (примитивных) типов
        // 4 целочисленных типа (знаковые)
        byte myByte = -100; // 1 байт
        short myShort = -1231; // 2 байта
        int myInt = 24346363; // 4 байта
        long myLong = 469523695623L; // 8 байт

        // 2 вещественных типа
        float myFloat = 23234.0f; // 4 байта
        double myDouble = 12425.523; // 8 байт

        // символьный тип
        char myChar = 'a';

        // логический тип
        boolean myBoolean1 = true;
        myBoolean1 = false;

Массивы Арифметические операции

        int c = a + b; // сложение
        //   - - вычитание
        c = a - b;
        //   * - умножение
        c = a * b;
        //   / - деление
        c = a / b;
        //   % - по модулю
        c = a % b;
        // Побитовые операции:
        //  >> - сдвиг вправо
        c = a >> b;
        //  << - сдвиг влево
        c = a << b;
        // | - ИЛИ (OR)
        c = a | b;
        // & - И (AND)
        c = a & b;
        // ^ - ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - XOR
        c = a ^ b;
        // ~ - Побитовое отрицание (NOT)
        c = ~a;

        // Логические операции:
        // && - И (AND)
        boolean cb, ab = true, bb = false;
        cb = ab && bb;
        // || - ИЛИ (OR)
        cb = ab || bb;
        // ! - НЕ (NOT)
        cb = !ab;

        // Сокращённая форма
        c += a;
        c -= a;
        c *= a;
        c /= a;
        c %= a;

        // Инкремент и декремент
        ++a;
        a++; // Увеличение на единицу
        --a;
        a--; // Уменьшение на единицу

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/H_Operators.java

Строки форматирования и System.out.printf

Описание строк форматирования:

Решение квадратного уравнения

Назначаем локаль, чтобы разделителем целой и десятичной дроби была "." Считываем коэффициенты с клавиатуры

        double a, b, c;
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("== Решение квадратного уравнения ==");
        System.out.println("Введите коэффициенты");
        System.out.print("a = ");
        a = s.nextDouble(); // 1.2213
        System.out.print("b = ");
        b = s.nextDouble();
        System.out.print("c = ");
        c = s.nextDouble();

Вычисляем дискриминант: double D = b * b - 4 * a * c;

        double D = pow(b, 2) - 4 * a * c; // pow - power

Теперь проверяем знак дискриминанта

        if (abs(D) < 1e-16) {
            double x = -b / (2 * a);
            System.out.println("x = " + x);
            return;
        }
        if (D < 0.0) {
            System.out.println("Решений нет!");
        } else {
            double x1 = (-b + sqrt(D)) / (2 * a);
            double x2 = (-b - sqrt(D)) / (2 * a);
            System.out.println("x1 = " + x1 + "   x2 = " + x2);
        }

01_HelloWorld/src/main/java/p01_datatypes/Z_SquareEq.java

Циклы: while, do while, for

Цикл с предусловием while(условие) тело_цикла;

        int N = 6;
        System.out.print("N = " + N + " = (inverse binary) = ");
        while (N > 0) {
            System.out.print("" + N % 2);
            N /= 2;
        }
        System.out.println();

Цикл с постусловием do { тело_цикла } while (условие);

        int x = 1000;
        do {
            x -= 99;
            System.out.println("x = " + x);
        } while (x > 10);

Цикл for(инициализация; условие продолжения; после итерации)

        System.out.println(" Таблица умножения ");
        System.out.println("===================");
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            for (int j = 1; j < 10; j++) {
                System.out.printf("%3d", i * j);
            }
            System.out.println();
        }
        //     Таблица умножения
        //    ===================
        //  1  2  3  4  5  6  7  8  9
        //  2  4  6  8 10 12 14 16 18
        //  3  6  9 12 15 18 21 24 27
        //  4  8 12 16 20 24 28 32 36
        //  5 10 15 20 25 30 35 40 45
        //  6 12 18 24 30 36 42 48 54
        //  7 14 21 28 35 42 49 56 63
        //  8 16 24 32 40 48 56 64 72
        //  9 18 27 36 45 54 63 72 81

01_HelloWorld/src/main/java/p02_cycles/Cycles.java

Использование Markdown-разметки для документации

Перевод строки на разных платформах

ASCII код 10 - LF - \n - перевод строки ASCII код 13 - CR - \r - возврат каретки MacOSX: 0 10 LF Windows: 0 13 CR + 1 10 LF MacOSX: 0 10 LF 01_HelloWorld/src/test/java/p01_datatypes/NewLineTest.java

Класс String: работа со строками

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/String.html Подстрока Создание пустой строки Returns the char value at the specified index Сравнение строк Сравнение без учёта регистра Массив символов с символа по символ Замена символов replace Шаблоны Шаблон телефонного номера


Сравнение строк
``` java
    @Test
    public void testStrEq() {
        String a = "test 1";
        String b = a.substring(0, 4);
        System.out.println("a = " + a);
        System.out.println("b = " + b);
        assertEquals("test", b);
        String c = "test";
        System.out.println("c = " + c);
        System.out.println("(c == b) = " + (c == b));
        System.out.println("c.equals(b) = " + c.equals(b));
        assertFalse(c == b);
        assertTrue(c.equals(b));
    }
    //<!--

    @Test
    public void testArrayString() {
        String cmd = "sudo -E";
        String[] split = cmd.split("\\s+");
        assertArrayEquals(new String[]{"sudo", "-E", "cmd", "arg"}, concat(split, new String[]{"cmd", "arg"}));
    }
}
[01_HelloWorld/src/test/java/p01_datatypes/StringTest.java](01_HelloWorld/src/test/java/p01_datatypes/StringTest.java)


Объектно-ориентированное программирование
=========================================

Основы объектно-ориентированного программирования: Класс. Экземпляр класса (объект)
-----------------------------------------------------------------------------------

**ООП** - Объектно-ориентированное программирование

**Класс** -

**Метод** -

Инкапсуляция. Полиморфизм. Интерфейсы. Абстрактные классы
---------------------------------------------------------

**Абстракция** - для создания класса нужно выделить
 из объектов (сущностей) предметной области важные
 с точки зрения решения конкретной (нашей) задачи
 характеристики (отбрасывая остальные).
 **Абстрагирование**.

**Инкапсуляция** (латинский: en capsula) - упаковка данных и функций в единый компонент.
В объектно-ориентированных языках инкапсуляция, как правило, реализуется посредством механизма классов.

**Наследование** - свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего
с частично или полностью заимствующейся функциональностью (данными и методами).
Класс, от которого производится наследование, называется **базовым**, **родительским** или **суперклассом**.
Новый класс - **потомком**, **наследником** или **производным** классом.

**Полиморфизм** - свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без информации о
типе и внутренней структуре объекта.

Пакеты. import. Модификаторы доступа: public, protected, private, package local. Область видимости
--------------------------------------------------------------------------------------------------

Объектная модель. Состояние, поведение, индивидуальность (Гради Буч)
--------------------------------------------------------------------

**Состояние** объекта характеризуется перечнем (обычно статическим) всех свойств данного объекта и текущими (обычно динамическими) значениями каждого из этих свойств.

**Поведение** - это то, как объект действует и реагирует; поведение выражается в терминах состояния объекта и передачи сообщений.
Иными словами, поведение объекта - это его наблюдаемая и проверяемая извне деятельность.
Операцией называется определенное воздействие одного объекта на другой с целью вызвать соответствующую реакцию.

**Идентичность** - это такое свойство объекта, которое отличает его от всех других объектов.

Типы отношений между классами: наследование, аггрегация, ассоциация
-------------------------------------------------------------------

Множественное наследование. Делегирование
-----------------------------------------

Java не поддерживает множественное наследование реализаций (классов).
Это объясняется тем, что такое наследование порождает проблемы.
Чаще всего указываются неоднозначности, возникающие при так называемом "ромбовидном" наследовании,
когда один класс **A** является предком двух других классов **B** и **C**, причем и тот и другой являются предками класса **D**.

Вместо множественного наследования классов в Java есть множественное наследование интерфейсов,
при котором, как утверждается, никаких проблем не возникает.

Не может содержать реализации методов
int implementation(){
int i = 2;
}
Не может содержать полей
int x;
[02_OOP/src/main/java/MyInterface.java](02_OOP/src/main/java/MyInterface.java)

myClass.privateField - нет доступа
[02_OOP/src/main/java/Test1.java](02_OOP/src/main/java/Test1.java)

B - наследник A
Первый интерфейс
``` java
    public interface I1 {
        void m1();
    }

A /
B C \ / D AbstractClass 02_OOP/src/main/java/multi/Demo.java

    // Без модификатора
    // Поле доступно в текущем пакете
    int packageLocal = 1;

    // Только внутри класса A
    private int onlyInA = 2;

    // Внутри класса A и всех наследников A
    // + внутри пакета
    protected int withSubclasses = 3;

    // Доступно всем
    public int forAll = 4;

02_OOP/src/main/java/n_public_private_protected/A.java

Класс B - наследник класса A (в том же пакете)

public class B extends A {

    void methodB(){
        packageLocal = 10; // Видна везде внутри пакета
        withSubclasses = 20; // Видна так как B - потомок A
        forAll = 30;  // Видна всем
       // onlyInA = 10; // Не видна, т.к. с модификатором public в A
    }
}

02_OOP/src/main/java/n_public_private_protected/B.java

Пользовательский класс внутри того же пакета 02_OOP/src/main/java/n_public_private_protected/UserClassInSamePackage.java

a.packageLocal = 10; a.withSubclasses = 10; System.out.println("a.withSubclasses = " + a.withSubclasses); 02_OOP/src/main/java/n_public_private_protected_user/UserClass.java

... 02_OOP/src/main/java/package2/MyClass.java

privateField = 11; 02_OOP/src/main/java/package2/MyClassSubclass.java

Поле в том же пакете Не работает: myClass.privateField 02_OOP/src/main/java/package2/TestInSamePackage.java

Конструктор init() Point2D.Coordinates 02_OOP/src/main/java/shapes/Point2D.java

Поле недоступно, т.к. другой пакет packageField = 10; 03_ModifiersDemo/src/main/java/D.java

Доступно везде Внутри класса A и во всех наследниках Внутри класса A во всех классах внутри этого пакета Только внутри класса A 03_ModifiersDemo/src/main/java/mypackage/A.java

privateField = 2; 03_ModifiersDemo/src/main/java/mypackage/B.java

Нет доступа из другого пакета a.packageField = 10; 03_ModifiersDemo/src/test/java/ATest2.java

Тестирование

Виды тестирования: ручное, отладчик (debugger), логи, unit-тесты

Тестирование тем важнее для проекта, чем проект сложнее, чем большее программистов над ним работает и чем больше времени занимает разработка. Тем не менее и для олимпиадных задач (из-за их сложности и нестандатности) тестирование очень актуально.

Тестирование отнимает много времени на олимпиадах, и часто "почти правильные" решения не получается доделать и сдать из-за сложностей с отладкой.

Виды тестирования:

  • Ручное тестирование. Программист (или тестировщик) вводят в программу исходные данные и сравнивают полученный от программы результат с тем что они ожидали получить (т.е. у них есть некоторое представление о конечном результате и они сравнивают своё представление с реальными реакциями программы на их действия).

  • Логгирование Запись происходящих в программе событий в файл (ведение лог-файлов, протоколирование работы программы).  Это единственный доступный способ когда программа работает у конечного пользователя.

  • Использование отладчика (debugger’а). Позволяет внимательно проанализировать как  работает некоторый небольшой участок кода, выполняя его по шагам (отдельным операторам) и отслеживания изменение переменных на каждом шаге.

  • Unit-тесты Автоматическое тестирование (модульные unit-тесты, интеграционное тестирование, регрессионное тестирование).

Тесты: модульные, интеграционные, функциональные, регрессионные, приёмочные

Модульное тестирование в JUnit4 (+JUnit3)

Сейчас ипользуется JUnit4. Раньше JUnit3 и более ранние.

(Условие) ? Значение_если_истина : Значение_если_ложь 04_JUnit/src/main/java/MyClass.java

Статический конструктор

    static {
        // ... действия по инициализации класса
        //  в общем...
        calls = 0; // Инициализация статической
        // переменной

        // Числительные в женском роде
        digitsFemale = digits.clone();
        digitsFemale[1] = "одна";
        digitsFemale[2] = "две";
    }
    public IntToStr(long n) {
        N = n;
        if (N == 0)
            res.append("ноль");

        addClass(1000000000, milliards);
        addClass(1000000, millions);
        addClass(1000, thousands);
        addClass(1, null);

        // Убираем начальные и конечные пробелы
        String r = res.toString().trim();
        // Делаем первую букву большой
        result = r.substring(0, 1).toUpperCase() + r.substring(1);
    }

    // Число в строку
    public static String intToStr(long N) {
        return new IntToStr(N).result;
    }

    // Форма числительного в зависимости от числа
    private static int numForm(int t) {
        if (t == 1)
            return 1;
        if (t >= 2 && t <= 4)
            return 2;
        return 0;
    }

    private void addClass(long base, String[] names) {
        if (N >= base) {
            add(100 * base, 100 * base, hundreds); // Сотни
            add(10 * base, 20 * base, decs); // Десятки
            // Единицы
            int t = (int) (N / base);
            add(base, base, base == 1000 ? digitsFemale : digits);
            if (names != null)
                res.append(" ").append(names[numForm(t)]);
        }
    }

    void add(long tens, long fromN, String[] names) {
        if (N >= fromN) {
            int h = (int) (N / tens);
            res.append(" ").append(names[h]);
            N -= h * tens;
        }
    }

04_JUnit/src/main/java/util/IntToStr.java

Регулярные выражения в Idea IDE: assertEquals(intToStr((\d+)), (?("[^"]+"))?
assertEquals($2, intToStr($1))

import static org.junit.Assert.*; Тесты в JUnit

Цель: Либо протестировать уже готовый код.

Либо регрессионное тестирование:

  • Один раз проверили что код работает верно
  • Написали тест, который проверяет что код возвращает одни и те же результаты
  • На каждой новой версии продукта запускаем эти же тесты.

TDD (Test Driven Development) - разработка через тестирование. Принцип: сначала тест, потом код чтобы тест проходил.


Первый тест
Название метода произвольное для JUnit4
Для предыдущих версий важно чтобы метод начинался
с "test". Поэтому для совместимости чаще
всего называют метод начиная с "test"
и добавляют аннотацию
``` java
    @Test // Аннотация (начиная с JUnit4)
    // указывает что это тест
    public void testSimplest() { // startWith("test") - JUnit3 и ранее
        // assertEquals(expected, actual)
        // assertEquals(message, expected, actual)
        int calc = 2 * 2;
        assertEquals("Дважды два четыре", 4, calc);
        // Действительные числа сравниваются с погрешностью
        assertEquals("Дважды два четыре", 4.0, 2.0 * 2.0,
                1e-15);
        // Сокращённая форма без message
        assertEquals(4, 2 * 2);
        // Конкатенация строк
        assertEquals("test123", "test" + "123");
        // Сравнение массивов
        assertArrayEquals(new byte[]{1, 2, 3}, new byte[]{1, 2, 3});

        // Специальная форма для Boolean
        assertTrue(1 < 2);
        assertFalse(3 > 4);
    }

    // Пример: тестируем вычисление факториала
    // Важен баланс между:
    //  - временем выполнения тестов
    //  - покрытием (рассмотреть все варианты)
``` java
    @Test
    public void testFactorial() {
        assertEquals("1! = ", 1, MyClass.fact(1));
        assertEquals(2, MyClass.fact(2));
        assertEquals(6, MyClass.fact(3));
        assertEquals(2 * 3 * 4, MyClass.fact(4));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5, MyClass.fact(5));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6, MyClass.fact(6));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7, MyClass.fact(7));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8, MyClass.fact(8));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8 * 9, MyClass.fact(9));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8 * 9 * 10, MyClass.fact(10));
        assertEquals(2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8 * 9 * 10 * 11, MyClass.fact(11));
    }

    /**
     * Тест с ожидаемым исключением
     *
     * @see Test
     */
    @Ignore // Исправим в версии 5.2
    @Test(expected = IllegalArgumentException.class)
    public void testExpectedException() {
        //System.out.println("Test: " + getName());
        System.out.println("MyClassTest.testExpectedException");
        throw new IllegalArgumentException("Test");
    }

    @Test
    public void testFail() {
        System.out.println("MyClassTest.testFail: start");
        try {
            if (1 < 2)
                throw new IllegalArgumentException("Error description");
            // ...
            fail("IllegalArgumentException expected");
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            assertEquals("Error description", e.getMessage());
        }

        assertNotNull(new MyClassTest());
        assertNull(null);

        assertTrue(1 < 2);
        assertFalse(1 > 2);
        System.out.println("MyClassTest.testFail: finish");
    }

    @Before
    public void setUp() {
        System.out.println("MyClassTest.setUp");
    }

    @Before
    public void setUp2() {
        System.out.println("MyClassTest.setUp2");
    }

    @After
    public void tearDown() {
        System.out.println("MyClassTest.tearDown");
    }

04_JUnit/src/test/java/MyClassTest.java

Исключения в Java

Бывают двух видов:

  • Наследники от класса Exception надо указывать throws в цепочке вызовов.
  • Наследники от класса RuntimeException не надо указывать throws.
// Любое значение X
public class AnyXException extends RuntimeException {
}

05_SquareEq/src/main/java/AnyXException.java

Практика: Решение квадратного уравнения

    // Точность вычислений
    public static final double DELTA = 0.000000001;

    /**
     * Решение квадратного уравнения: ax^2 + bx + c = 0
     *
     * @param a коэффициент уравнения a
     * @param b коэффициент уравнения b
     * @param c коэффициент уравнения c
     * @return массив решений уравнения
     */
    public static double[] solve(double a, double b, double c) throws AnyXException {
        // Обработка вырожденных случаев
        if (abs(a) < DELTA) {
            if (abs(b) < DELTA) {
                if (abs(c) < DELTA)
                    throw new AnyXException();
                return new double[]{};
            }
            return new double[]{-c / b};
        }

        // Вычислим дискриминант
        double D = pow(b, 2) - 4 * a * c;

        // Если D = 0 => одно решение
        if (abs(D) < DELTA) {
            return new double[]{-b / (2 * a)};
        }

        // Если D > 0 => 2 решения
        if (D > 0) {
            return new double[]{
                    (-b - sqrt(D)) / (2 * a),
                    (-b + sqrt(D)) / (2 * a)
            };
        }
        // Нет решений
        return new double[]{};
    }

05_SquareEq/src/main/java/SquareEq.java

Первый (самый простой) тест

    @Test
    public void testSimple() {
        // assertEquals( ожидаемое_значение, вычисленное значение )
        //       сообщение_если_значения_не_равны, ..., ...
        // a*x^2 + b*x + c = 0
        assertArrayEquals("x^2 = 0",
                new double[]{0.0},
                SquareEq.solve(1.0, 0.0, 0.0), DELTA);
    }

Рассматриваем случай, когда два решения уравнения

    @Test
    public void twoSolutions() {
        assertArrayEquals("x^2 - 1 = 0",
                new double[]{-1.0, 1.0},
                SquareEq.solve(1.0, 0.0, -1.0), DELTA);
        assertArrayEquals("x^2 - 4 = 0",
                new double[]{-2.0, 2.0},
                SquareEq.solve(1.0, 0.0, -4.0), DELTA);
    }

    /**
     * Отдельный тест когда b != 0
     */
    @Test
    public void twoSolutionsBNotNull() {
        // (x-1)(x-2) = x^2 - 3x + 2
        assertArrayEquals("x^2 - 3x + 2 = 0",
                new double[]{1.0, 2.0},
                SquareEq.solve(1.0, -3.0, 2.0), DELTA);
    }

Тестируем вырожденный случай: a = 0, b = 0

    @Test
    public void testZeroAZeroB() {
        assertArrayEquals("1 = 0",
                new double[]{},
                SquareEq.solve(0.0, 0.0, 1.0), DELTA);
    }

Вырожденный случай: a = 0, b = 0, c = 0 Ожидаемое исключение

    @Test(expected = AnyXException.class)
    public void testZeroAZeroBZeroC() {
        assertArrayEquals("0 = 0",
                new double[]{},
                SquareEq.solve(0.0, 0.0, 0.0), DELTA);
    }

05_SquareEq/src/test/java/SquareEqTest.java

Печать даты в строку Из строки в дату Из даты в Oracle Из БД в дату 06_DateDemo/src/test/java/DateOracleDBTest.java

Если слишком маленькие изменения => выходим Получаем новый член ряда из предыдущего Добавляем к ряду 07_ArcSin/src/main/java/Calc.java

Имя животного Описание животного 08_ConsoleDemo/src/main/java/Animal.java

Ввод с клавиатуры и вывод на экран

Для ввода с клавиатуры используем класс Scanner System.in - стандартный поток ввода с клавиатуры

        Scanner s = new Scanner(System.in);
        // Два числа с клавиатуры
        int a = s.nextInt();
        int b = s.nextInt();
        // Считаем их сумму
        int sum = a + b;
        System.out.println("Сумма = " + sum);

08_ConsoleDemo/src/main/java/ConsoleInput.java

Открываем файл Text, TextFile Читаем из файла System.out.println("Загадайте животное, я буду угадывать животное, задавать вам вопросы"); Программа угадывает жив Создаём новое животное Имя Пропускаем тире (минус) Описание животного Добавляем его в список животных Задумываем животное из списка Составили список из 4-х животных Одно задуманное (верное) И ещё 3 случайных Количество животных (сложность для пользователя) Теперь мы выводим список животных Нумерация для пользователя с 1 А внутри программы индексы с 0 08_ConsoleDemo/src/main/java/MyClass.java

create JavaFX scene 09_SwingApplication/src/main/java/swingapplication/SwingApplication.java

Читаем текстовый файл Выводим его содержимое в консоль Показываем содержимое файла пользователю в диалоговом окне Выводим диалог с его содержимым на экран 10_ReadTextDemo/src/main/java/java/Main.java

Get Sin(x) with Precision of e Find factorial Find high/low bound Find precision limit 12_IntegrationTesting/src/main/java/ru/ifmo/demo/functions/Sin.java

Класс для демонстрации различных видов исключений 13_Exceptions/src/main/java/MyClass.java

ФИО Дата рождения Фото

HW_ResumeModel/src/main/java/Resume.java

@Test HW_ResumeModel/src/test/java/ResumeTest.java

Скобочная последовательность как массив символов Какую скобочку можем поставить определяется балансом Homework_brackets/src/main/java/Brackets.java

Разложение получено Homework_decomposition/src/main/java/Decomposition.java

Заменяю System.out на свой объект, который будет печатать в строчку Заменяю System.out на свой объект, который будет печатать в строчку Заменяю System.out на свой объект, который будет печатать в строчку Homework_decomposition/src/test/java/DecompositionTest.java

Графические библиотеки (обзор): AWT, Swing, JavaFX

  • AWT (Abstract Window Toolkit) - исходная платформо-независимая оконная библиотека графического интерфейса (Widget toolkit) языка Java
  • Swing - библиотека для создания графического интерфейса для программ на языке Java.
  • JavaFX - платформа для создания RIA, позволяет строить унифицированные приложения с насыщенным графическим интерфейсом пользователя для непосредственного запуска из-под операционных систем, работы в браузерах и на мобильных телефонах, в том числе, работающих с мультимедийным содержимым.

Домашнее задание

Зарегистрироваться на http://github.com + присоединиться к организации levelp

Придумать объектную модель для своего проекта

Например, для резюме: Что хранить о пользователе? Что хранить о работодателе?

  1. Создать проект. JobSite. ResumeModel.
  2. Создать текстовый файл с описанием информации которую мы будем хранить о пользователе.
  3. Прислать ссылку на [email protected]

Подумать о проекте, о предметной области

  • Классы, поля, методы
  • Алгоритмы
  • Сценарии использования

Решение квадратного уравнения ax^2 + bx + c = 0

  • Вводим с клавиатуры или из файла a, b, c
  • Выводим весь процесс решения и результаты на экран (в консоль) или в файл
  • a = 0, b = 0, c = 0 => x - любое

Разложение на слагаемые (рекурсия, массивы)

Пользователь вводит натуральное число N Надо вывести все разложения на слагаемые. Разложения отличающиеся порядком слагаемых считаются одинаковыми.

N = 4
4 = 4
4 = 3 + 1
4 = 2 + 2
4 = 2 + 1 + 1
4 = 1 + 1 + 1 + 1

N <= 100

Скобочные последовательности

N - количество открывающих скобок = количество закрывающих скобок Вывести в лексикографическом порядке все правильные скобочные последовательности из N пар скобок.

N = 1
()

N = 2
(())
()()

N = 3
((()))
(()())
(())()
()(())
()()()

N = 4
(((())))
((()()))
((())())
((()))()
(()(()))
(()()())
(()())()
(())(())
(())()()
()((()))
()(()())
()(())()
()()(())
()()()()

Проект для совместной разработки

JobSite - сайт с резюме (для поиска работы)

ToDoList - список задач + синхронизация

  • Олег
  • Сергей Х.
  • Дмитрий Ч.
  • Иван З.
  • Виталий Королёв

Web-приложение для управления банковскими счетами

(применяемые технологии: Spring, Hibernate, Maven, Tomcat, Git,...; DB: Postgresql; м.б. многопоточность, масштабируемость (???) ...):

  • хранить данные о клиентах банка (id, name, address,...), счетах(id, id владельца, сумма);
  • транзакции и переводы денег м/д счетами или их поступления/списания;
  • приложение должно содержать формы: список клиентов банка, при щелчке по имени открываются счета выбранного клиента;
  • список счетов заданного клиента (+ форма для добавления нового счета);
  • форма для перевода денег м/д счетами и для пополнения/списания денег: затраты, покупки ...;
  • страница со списком транзакций (+ форма фильтра, чтобы можно было выбрать за период и/или по заданному клиенту;
  • дополнения на вкус.

Ваш проект