Uma breve história do Java

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1 Uma breve história do Java Professor: José Ronaldo Leles Júnior Curso: Sistemas de Informação Universidade Estadual de Goiás - Câmpus Posse Ano O Green (um pequeno grupo de projeto da Sun) pretendia criar uma nova plataforma para o desenvolvimento de equipamentos de modo que seu software pudesse ser portado para os mais diferentes tipos de dispositivos. James Gosling, um dos líderes da equipe, propôs criar uma nova linguagem que fosse simples, portátil e fácil de programar. Surge a linguagem interpretada Oak (carvalho em inglês). Problemas de copyright fazem o nome Oak ser trocado por Java. Histórico das versões da plataforma Java 1995 A linguagem Java foi apresentada formalmente pela Sun no Sun Word 95. A Sun percebeu que poderia utilizar o Java para rodar pequenas aplicações (applets) dentro do browser A Sun disponibilizou gratuitamente para a comunidade de software um conjunto de ferramentas para desenvolvimento Java denominado JDK 1.02 (Java Development Kit) A Oracle comprou a Sun. Existe compatibilidade para trás em todas as versões do Java. Atualmente a plataforma está organizada em três segmentos: JavaME (Java Micro Edition) Destinado aos dispositivos computacionais móveis. JavaSE (Java Standard Edition) Integra os elementos padrão da plataforma e permite o desenvolvimento de aplicações de pequeno e médio porte. Inclui todas as APIs consideradas de base, além da máquina virtual padrão. JavaEE (Java Enterprise Edition) Voltada para a construção de aplicações corporativas complexas, isto é, de grande porte. Adiciona APIs específicas aos elementos padrão da plataforma. Características principais Orientada a objetos: Java é orientada a objetos e atende a todos os requisitos necessários para isso: oferece mecanismo de abstração, encapsulamento e hereditariedade. Com exceção de seus tipos primitivos de dados, tudo em Java são classes ou instâncias de classes. Independência de plataforma: Seus programas não são compilados para uma plataforma específica, mas, sim, como bytecodes forma intermediária de código que funciona como uma linguagem de máquina para a JVM (Java Virtual Machine). Sem ponteiros: Java não possui, i, e., não permite a manipulação direta de endereços de memória nem exige que os objetos criados sejam explicitamente destruídos. Toda a manipulação de variáveis e objetos se dá por meio de referências. 1

2 Ambiente Java Performance: Foi melhorada pela incorporação de um compilador JIT (Just In Time) na JVM que, durante a carga do programa, converte os bytecodes em código nativo e possibilita uma melhoria significativa na performance dos programas Java. ATIVIDADE: Pesquise sobre a tecnologia HotSpot da Sun. Multithreaded: Java oferece suporte para criação e uso de threads, possibilitando inclusive sua sincronização. O ambiente Java é composto com a JVM, sua API e com as classes da aplicação. Um ambiente mínimo permite apenas a execução da aplicação Java. JRE (Java Runtime Environment). Um ambiente de desenvolvimento mínimo para a construção de aplicações Java requer um JDK (Java Developmet Kit). Ambiente Java Em uma linguagem de programação como C e Pascal, temos a seguinte situação: Máquina Virtual O Java utiliza o conceito de máquina virtual. Máquina virtual = INTERPRETADOR? Ela representa um conceito bem mais amplo... Ela é responsável por gerenciar memória, threads, a pilha de execução etc. Slogan Java Write once, run anywhere Escreva uma vez, rode em qualquer lugar JVM? JRE? JDK? O que devo baixar? JVM = apenas a virtual machine, esse download não existe, ela sempre vem acompanhada. JRE = Java Runtime Environment, ambiente de execução Java, formado pela JVM e bibliotecas, tudo que você precisa para executar uma aplicação Java. JDK = Java Development Kit: é formando pela JRE somado, com o compilador javac. É o que nós desenvolvedores precisamos. Tutorial de instalação do Java no Windows: Tutorial de instalação do Java no Linux: 2

3 Especificação versus Implementação Programa mínimo Sintaxe java A Java Virtual Machine é uma especificação utilizaremos a fornecida pela Oracle/Sun. Existem outras JVMs disponíveis, como a JRockit da BEA, a J9 da IBM, entre outras. Toda JVM deve ser certificada pela Sun, provando a sua compatibilidade. Um programa Java pode conter um ou mais arquivos-fonte, os quais podem conter: Uma ou mais declarações de pacotes (package) Uma ou mais diretivas de importação (import) Uma ou mais declarações de classes (class) Uma ou mais declarações de interfaces (interface) Sintaxe java Uso de maiúsculas e minúsculas Todo programa Java deve ter, no mínimo o método main(string[] args) declarado como public, static e void dentro de alguma de classe. O Java é uma linguagem Case Sensitive letras maiúsculas e minúsculas são consideradas diferentes: nome é diferente de NOME Public é diferente de PUBLIC etc. O código do programa Java deve ser salvo com a extensão.java. Exemplo: OlaMundo.java Comentários Dentro dos programas Java é permitida a inclusão de comentários. // (comentário de uma única linha) Exemplo de comentário gerado pela ferramenta javadoc, contida no jdk. /* */ (comentário de bloco múltiplas linhas) /** */ (comentário de documentação múltiplas linhas) 3

4 Compilação e execução Por meio do console é possível navegar até o diretório em que o arquivo foi salvo, e sua compilação usa o comando: javac [nome_da_classe].java Quando a compilação acontece corretamente, nenhuma mensagem é exibida, produzindo o arquivo.class - bytecode. Para executar o programa é preciso acionar a JVM com o comando: java [nome_da_classe] Fragmento que mostra o resultado da compilação e execução do programa. A extensão.class não deve ser fornecida quando se executa um programa Java. Tipos de dados primitivos Um tipo de dados estabelece um conjunto particular de valores que podem ser representados dentro de um programa e para os quais podem ser definidas operações específicas. Os tipos primitivos Java são os mesmos encontrados na maioria das linguagens de programação e permitem representar valores numéricos, caracteres simples e valores lógicos. Tipos de dados primitivos 4

5 Caracteres especiais Representação de caracteres especiais Variáveis O nome de uma variável em Java, pode ser formado por uma seqüência de um ou mais caracteres alfabéticos e numéricos. Regra - pode ser iniciado por: Uma letra; _ (undecore); $ (cifrã0) Exemplos válidos a, total, x2, $valor, _quantidade Exemplos inválidos 1x, total Geral, numero-minimo, void, super *void e super são exemplos de palavras reservadas da linguagem Java. Declaração de variáveis Sintaxe de declaração de variável em Java <Tipo> <nome> Exemplos: int contador; double valor; boolean condicao; Podemos definir um valor inicial para a variável diretamente em sua declaração Exemplos: int contador = 10; double valor = 10.5; boolean = true; O Java é uma linguagem Fortemente tipada. Exercícios 1) Construa um programa Java que armazene os seus dados pessoais (nome, rg, cpf, data de nascimento e sexo) em variáveis e posteriormente os exibe na tela. 2) Na empresa onde trabalhamos, há tabelas com o quanto foi gasto em cada mês. Para fechar o balanço do primeiro trimestre, precisamos somar o gasto total. Sabendo que, em Janeiro, foram gastos reais, em Fevereiro, reais e em Março, reais, faça um programa que calcule e imprima o gasto total no trimestre. Siga esses passos: a) Crie uma classe chamada BalancoTrimestral com um bloco main, como nos exemplos anteriores; b) Dentro do main declare uma variável inteira chamada gastosjaneiro e inicialize-a com 15000; c) Crie também as variáveis gastosfevereiro e gastosmarco, inicializando-as com e 17000, respectivamente, utilize uma linha para cada declaração; d) Crie uma variável chamada gastostrimestre e inicialize-a com a soma das outras 3 variáveis: int gastostrimestre = gastosjaneiro + gastosfevereiro + gastosmarco; e) Imprima a variável gastostrimestre. 3) Adicione código (sem alterar as linhas que já existem) na classe anterior para imprimir a média mensal de gasto, criando uma variável mediamensal junto com uma mensagem. Para isso, concatene a String com o valor, usando "Valor da média mensal = "+ mediamensal. Escopo de variáveis É o trecho de código em que aquela variável existe e onde é possível acessá-la. Variáveis podem ser declaradas em qualquer ponto de um programa Java, sendo válidas em todo o escopo em que foram declaradas e nos escopos internos a esses. 5

6 Variáveis locais São variáveis declaradas dentro de método ou construtores (veremos sobre construtores mais adiante). O ciclo de vida de uma variável local vai do ponto onde ela foi declarada até o fim do bloco onde ela foi declarada. Pode-se verificar isso no código do slide anterior. Variáveis de instância (ou de objetos) São os atributos dos objetos (veremos sobre atributos mais adiante). São declaradas dentro da classe, mas fora de qualquer método ou construtor. Ficam em escopo enquanto o objeto existir. Casting e promoção Alguns valores são incompatíveis para fazer atribuição direta A promoção ocorre automaticamente na conversão de tipo mais simples em outro mais complexo A conversão de tipos mais complexos em mais simples é chamada de casting. Castings possíveis Abaixo estão todos os castings possíveis na linguagem Java. A indicação Impl. quer dizer que o cast é implícito e automático. Caso não tão comum de casting: Controle de Fluxo O if e else Sintaxe básica: switch/case É um desvio múltiplo de fluxo que avalia uma expressão ordinal para escolher um caminho de execução dentre vários possíveis. Sintaxe básica: Condição booleana é qualquer expressão que retorne true ou false. Para isso, podemos utilizar outros operadores (veremos isso mais adiante) Exemplo: 6

7 Operadores Operadores aritméticos A linguagem Java oferece um conjunto amplo de operadores destinados à realização de operações de atribuição, aritméticas, lógicas, relacionais e bit-a-bit. Operador de atribuição simples Usa a seguinte sintaxe: Em Java é válido o encadeamento de atribuições em que todas as variáveis são inicializadas com o mesmo valor: Os operadores de adição, subtração, multiplicação e divisão se comportam exatamente como na álgebra tradicional. Operadores de incremento e decremento Operadores relacionais Permitem comparar valores, variáveis ou resultado de expressões retornando um resultado do tipo lógico (true ou false). MÃO NA MASSA: Elabore um programa de acordo as sentenças acima e imprimir os resultados obtidos. Operadores relacionais duplos não podem conter espaços em branco entre seus símbolos. Operadores lógicos Conectam logicamente o resultado de diferentes expressões aritméticas ou relacionais. MÃO NA MASSA: Construa um programa de acordo com as sentenças abaixo: a) Crie uma classe chamada PartidaDeFutebol; b) Declare o método main; c) Declare uma variável com o nome donodabola e outra filhododono (Ambas do tipo boolean e inicializadas com true ou false fica a gosto do Operadores lógicos duplos não podem conter espaços em branco entre seus símbolos. freguês ); d) O programa deve verificar se o jogador é o dono da bola ou se é filho do dono; e) No caso de qualquer uma das possibilidade retornar verdadeiro, o programa deverá imprimir a mensagem: Pode jogar!, senão imprimir a mensagem: Não pode jogar!. 7

8 Operadores de atribuição composta Os exemplos acima podem ser transformados no código abaixo: Operador ternário Avaliador de condição que permite utilizar o valor de duas expressões diferentes conforme o resultado da condição avaliada. Sintaxe: <condição>? <expressão_verdadeira> : <expressão_falsa> Exemplo: Os operadores de atribuição compostos reduzem a escrita de código e otimizam a execução do programa. ATIVIDADE: Altere a classe PartidaDeFutebol para que a condição seja avaliada com o uso do operador ternário. Entrada e saída A primeira forma de recuperar dados do usuário, é através do próprio método main(). Quando executamos a classe, o método main é o primeiro a ser chamado, e nesse método, podemos passar alguns parâmetros. O parâmetro que ele espera é o args. A partir da versão 5 do Java, foi incluída a classe Scanner, pertencente ao pacote java.util. Acessando a primeira posição do array Essa forma já não é mais utilizada, pois é muito suscetível a erros Outros Outros tipos tipos primitivos primitivos podem podem ser lidos ser através lido dos através métodos: dos nextbyte(), métodos: nextdouble(), nextbyte(), nextfloat(), nextdouble(), nextlong(), nextshort(). nextfloat(), O tipo String nextlong(), pode ser lido nextshort(). com next(), que O tipo retorna String uma pode palavra, ser ou lido nextline(), com next(), para leitura que retorna de uma linha uma inteira. palavra, ou nextline(), para leitura de uma linha inteira. Na leitura consecutiva de valores numéricos e String deve-se esvaziar o buffer do teclado antes da leitura do valor String, por exemplo: Exercícios Escreva um programa que leia 3 números, calcule e mostre a soma. Escreva um programa para determinar o consumo médio de um automóvel sendo lida a distância total percorrida e o total de combustível gasto. Um banco concederá um crédito especial aos seus clientes, variável com o saldo médio no último ano. Escreva um programa que leia o saldo médio de um cliente e calcule o valor do crédito de acordo com a tabela abaixo. Mostre uma mensagem informando o saldo médio e o valor do crédito. Fonte: Saldo médio Percentual de 0 a 200 nenhum crédito de 201 a % do valor do saldo médio de 401 a % do valor do saldo médio acima de % do valor do saldo médio 8

9 Exercícios: Utilizando switch/case Construa um programa que leia um número que corresponde ao número do dia da semana (1 domingo, 2 segunda-feira, 3 terça-feira,...) e apresente o nome do respectivo dia. Construa um programa que leia dois números e um operador matemático (+, -, *, /). De acordo com o operador, o programa deverá realizar a operação matemática correspondente e ao final apresentar para o usuário o operador informado e o resultado da operação. Suponha que você atrasou uma conta. A cada mês que você deixa de pagar, será cobrado 1% de juros no valor inicial. Ou seja, se você atrasar um mês, irá pagar 1%. Se atrasar 3 meses, irá pagar 3% etc. Vamos supor que você pode atrasar no máximo 5 meses. O programa pede como entrada: O valor da dívida inicial O número de meses em atraso O programa deve calcular e apresentar o valor do juro a ser pago. Saída formatada A partir da versão 5 do Java, é fornecido o método printf() para saída formatada de dados. Sintaxe System.out.printf( formatação, lista de argumentos); A formatação é uma String que pode conter uma mensagem intercalada ou não por marcadores para inclusão de valores. Quando esses marcadores estão presentes, deve ser fornecido o mesmo número expressões para prover valores aos marcadores. Na forma mais simples cada marcador inicia com o sinal de porcentagem (%) e é seguido por um caractere de conversão que representa o tipo de dado do valor a ser impresso. As informações de formatação opcionais, como um índice de argumento, precisão e largura de campo, são especificadas entre o sinal de porcentagem e o caractere de conversão. Formatação opcional while Instruções de Controle (comandos de repetição) Usado para fazer um laço (loop) repetir um trecho de código algumas vezes (enquanto uma determinada condição for verdadeira ); A expressão de comparação é avaliada antes que o laço (loop) seja executado. Repetição controlada por controlador: Exige uma variável de controle (contador de loop) O valor inicial da variável de controle O incremento ou decremento pelo qual o contador é modificado a cada iteração (loop) Sintaxe Exemplo 9

10 for Um trecho de código é repetido enquanto a condição continuar verdadeira; Repetição controlada por controlador; Sintaxe do while A instrução do..while testa a instrução de continuação do loop depois de executar o corpo do loop; O bloco sempre é executado pelo menos uma vez. Sintaxe Exemplo Exemplo Exercícios Construa um programa para ler o peso de 50 bois. O programa deverá apresentar o menor e maior peso informado. Construa um programa para ler dois números (positivos e inteiros) informados pelo usuário. Ao final o programa deve exibir os números ímpares encontrados no intervalo, a quantidade encontrada e o resultado da soma desses números. Construa um programa que recebe dois valores inteiros informados pelo usuário e apresente o resultado da multiplicação deles por meio da adição. Construa um programa para calcular o fatorial de um número informado pelo usuário. Exemplo: 5! = 5*4*3*2*1 Construa um programa que leia um número informado pelo usuário e escreva a sequência Fibonacci. Exemplo da sequência Fibonacci: Arranjos e Matrizes Arrays são estruturas de dados que armazenam um número fixo de elementos de um mesmo tipo; Nos arranjos, os elementos são organizados em uma única dimensão, enquanto nas matrizes eles podem ser distribuídos em várias dimensões. Cada elemento é acessível por meio de um índice relacionado à sua posição. Colchetes [ ] são usados para especificar o índice desejado com um valor. Sintaxe: <Tipo> identificador [ ] = new <Tipo> [Tamanho] Exemplo 1 Exemplo 2 inicialização na declaração. elementos sendo acessados por meio do índice. Neste caso, o compilador determina o tamanho baseado no número de elementos fornecidos. 10

11 Exercícios Escreva um programa que leia um vetor de 50 posições de números inteiros e mostre somente os positivos. Escreva um programa que leia um vetor inteiro de 30 posições e crie um segundo vetor, substituindo os valores nulos por 1. Mostre os 2 vetores. Escreva um programa que leia e mostre um vetor de 20 elementos inteiros. A seguir, conte quantos valores pares existem no vetor. Escreva um programa que leia um vetor de 30 elementos e crie um segundo vetor para armazenar os elementos do primeiro vetor com o sinal trocado. Exemplo: 1,-3,5,-7 por -1,3,-5,7 Escreva um programa que leia um valor do tipo inteiro informado pelo usuário. O programa deve ainda ler um vetor de 15 posições e verificar se o primeiro valor informado pelo usuário encontra-se em alguma das posições do vetor. Caso o valor seja encontrado, o programa deve apresentar a posição em que foi encontrado. Matrizes, podem ser distribuídas em várias dimensões distintas. Sintaxe: <Tipo> identificador [ ][ ] = new <Tipo> [Tamanho][Tamanho] Exemplo 1 1 dimensão 2 dimensão Exemplo 2 inicialização na declaração. POO Paradigma Orientado a Objetos Uma matriz também pode ser inicializada na sua declaração O que é um Paradigma? Um ponto de vista do mundo real e a forma de atuação sobre tal concepção. Resumindo: é a forma de abordar um problema. Um paradigma está presente em diversas etapas do desenvolvimento do software: análise, projeto e programação. Diferentes Paradigmas (diferentes formas de abordar um problema) Paradigma Estruturado Programação composta por três estruturas: seqüência, decisão e iteração (loop); Programação modular: utilização de funções e sub-rotinas. 11

12 Conceitos Paradigma Orientado a Objetos Tudo é um objeto; A estrutura do software é divida em unidades denominadas classes que por sua vez é um molde para criação de objetos; Cada objeto tem um tipo; Classes e Objetos Objetos São coisas que temos no mundo real e abstraímos no virtual para manipulá-los na resolução de problemas. Possui Estado definido pelos valores contidos nas suas propriedades (atributos) Comportamento define o conjunto de ações que ele pode realizar expostas através dos métodos. Objetos tem um estado (definidos pelos valores dos seus atributos) e comportamentos (definidos pelos seus métodos); Objetos interagem entre si por meio de troca de mensagens. Classes É uma especificação para um determinado tipo de objeto, isto é, para que o objeto seja de determinada classe ele, obrigatoriamente, deve respeitar a especificação; Para uma classe podemos ter vários objetos Criando classes em Java Criando classes em Java Criando classes em Java Declaração Declaração Atributos 12

13 Criando classes em Java Criando objetos em Java Declaração Atributos Método Criando objetos em Java Como acessar o objeto criado? Objetos são acessados por referência. Aloca memória para o objeto e devolve um valor de referência (endereço). Declaração da variável de referência Exercício Crie uma classe Carro com os seguintes atributos e métodos: Atributos modelo cor ano velocidade_atual velocidade_máxima km/h Agora crie uma classe Motor e a relacione com a classe Carro Atributos tipo potencia Crie uma terceira classe para realizar os testes com as classes Carro e Motor Métodos ligar(); desligar(); acelerar(aqui vai a velocidade); buzinar(); exibevelocidadeatual(); 13

14 Construtores Quando utilizamos a palavra chave new, estamos construindo um objeto. O new executa o construtor da classe. O construtor da classe é um bloco declarado com o mesmo nome que a classe. Construtores Construtores podem receber argumento(s), podendo assim inicializar algum tipo de informação Construtor recebendo um argumento do tipo Motor. Construtores O construtor default Quando criarmos um carro, ele já terá um motor. O novo carro recebendo um determinado motor. Quando você não declara nenhum construtor na sua classe, o Java cria um pra você. Esse construtor não recebe nenhum argumento e o corpo dele é vazio. A partir do momento que você declara um construtor, o construtor default deixa de ser fornecido. Atributos de classe (static) Quando declaramos um atributo como static, ele passa a não ser mais um atributo de cada objeto, e sim um atributo da classe. A informação guardada na classe, não é mais individual para cada objeto. Sobrecarga de métodos (Overloading) Pode haver métodos com o mesmo nome dentro da mesma classe? Em Java, podemos ter métodos com o mesmo nome desde que exista uma maneira de distingui-los no momento da chamada. Palavra-chave que indica um atributo da classe. 14

15 Sobrecarga de métodos (Overloading) Sobrecarga de métodos (Overloading) A maneira de diferenciá-los está na quantidade, no(s) tipo(s) de parâmetro(s) e na ordem que cada método o(s) recebe. X Assim também não irá funcionar. X Observe que o retorno dos dois métodos é diferente e mesmo assim não vai funcionar. Sobrecarga de métodos (Overloading) Faça o exemplo abaixo e confira os resultados: Sobrecarga de métodos (Overloading) Resumo: As chamadas de método não podem ser distinguidas por tipo de retorno. Podem ter diferentes tipos de retorno se os métodos tiverem diferentes listas de parâmetros. A ordem dos tipos de parâmetros é importante. Se diferenciam pela sua assinatura que é uma combinação do nome do método, tipos e ordem dos seus parâmetros. Encapsulamento Encapsular significa esconder detalhes da implementação É uma forma de restringir o acesso aos atributos e ao comportamento interno de um objeto O conhecimento a respeito da implementação é desnecessário do ponto do objeto isso passa a ser responsabilidade dos métodos da classe Modificadores de acesso public: acessível em qualquer lugar protected: acessível na própria classe, em subclasses (classes filhas) e classes do mesmo pacote (package) private: na própria classe default(package): acessível por todos no mesmo pacote 15

16 Métodos acessores: getters e setters Métodos acessores: getters e setters Para permitir acesso aos atributos privados (private), a prática mais comum é utilizar métodos acessores: get<nome_do_atributo>(): retorna o valor set<nome_do_atributo>(parâmetros): passa o valor Bibliografia Junior, Peter Jandl. Java Guia do Programador. 2º ed. São Paulo: Novatec, Caelum. FJ-11: Java e Orientação a Objetos. (Apostila). Disponível em < DEITEL, Harvey. DEITEL, Paul. Java Como Programar. 8a. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall,