SwRTc ISw

POO – an II

10/10/2010

Limbaje de Programare pentru Aplicatii Internet (LPAI)

Laborator 1

Introducere in programarea Java. Dezvoltarea si modificarea programelor. Scrierea metodelor

1.1. Descrierea laboratorului

In aceasta lucrare de laborator vor fi acoperite urmatoarele probleme:

- Dezvoltarea unui program Java.

- Depanarea programelor Java

- Conventii ale limbajului Java

- Analiza, conceperea si modificarea programelor Java

- Analiza unui program. Adaugarea interactivitatii. Utilizarea tablourilor

- Studiu de caz: calculul unui polinom. Delegarea functionala.

- Teme de casa

- Anexa. Instalarea kitului Java. Generarea automata a documentatiei. Accesul la consola standard de intrare. Delegarea functionala.

1.2. Introducere in mediul de programare Java

Java este un limbaj de programare orientat pe obiecte, proiectat in special pentru a fi portabil pe platforme si sisteme de operare diferite. Este important sa amintim pentru inceput cateva din caracteristicile si avantajele limbajului de programare Java:

- este un limbaj simplu – au fost eliminate o serie de aspecte ce producea uneori dificultati in programare si constituiau surse de erori in limbaje precum Pascal, C sau C++:

- sirurile de caractere nu mai sunt considerate tablouri ci devin obiecte ale clasei String;

- se elimina lucrul cu pointerii – ca urmare memoria calculatorului nu mai poate fi alterata;

- s-a renuntat la operatiile de supraincarcare a operatorilor;

- s-a eliminat mostenirea multipla in lucrul cu clasele;

- memoria alocata si neutilizata este “curatata” automat (programatorul nu mai are grija sa elibereze memoria neutilizata);

- datele de tip boolean nu se mai pot confunda cu datele intregi;

- asigura securitate sporita:

- codul este verificat dinamic (atat la compilare cat si in timpul executiei) de secvente care pot afecta integritatea sistemului;

- exista reguli stricte pentru aplicatiile (appleturi) care ruleaza pe calculatoare distante – nu se pot scrie sau citi fisiere locale de pe discul calculatorului, acestea fiind “oarbe” in raport cu configuratia memoriei calculatorului;

- este neutru fata de sistemul de operare si de arhitectura (portabil);

- permite programarea concurenta – lucrul cu mai multe fire de executie;

- limbajul Java este compilat si interpretat – codurile sursa sunt compilate (translatate) de la limbajul de programare Java la coduri executabile de procesorul software Java (JVM = Java Virtual Machine), numite coduri de octeti (bytecodes), care sunt apoi interpretate si transformate in coduri executabile sistemului de operare.

1.3. Dezvoltarea unui program Java. Studiu de caz: programul Salut.java

1.3.1. Conceperea si editarea primului program in Java

Conceperea (proiectarea) programului inseamna cel putin scrierea pe hartie a codului sau a unui pseudocod (schita a programului scrisa in limbaj natural), dar poate include si aplicarea unor instrumente (diagrame, limbaje de modelare cum ar fi UML) si metodologii mai complicate.

O cale de a incepe conceperea programelor simple este de a crea un asa numit pseudocod, adica o descriere intr-un limbaj apropiat de cel natural a ceea ce trebuie sa faca programul. De exemplu:

clasa care ilustreaza elementele esentiale ale unui program Java, contine:

metoda principala (punctul de intrare in program), care:

afiseaza pe ecran textul “Buna ziua”

Urmatorul pas poate fi transformarea pseudocodului in comentarii.

/** Clasa care ilustreaza elementele esentiale ale unui program Java.

* Trebuie sa fie publica pentru ca are metoda principala.

/** Metoda principala (punct de intrare in program).

* Este prima metoda executata de JVM (Java Virtual Machine).

* Primeste ca parametri argumentele din lina de comanda.

* Nu returneaza nici o valoare. Trebuie sa fie ‘public static’

// Corpul metodei afiseaza textul "Buna ziua" pe ecran

In continuare, se pot utiliza pasi succesivi in care se adauga codul Java, pornind de la nivelul cel mai inalt (urmand o strategie top-down – de la nivel inalt la nivel jos – prin detaliere):

- declaratia clasei:

public class Salut {

- declaratia metodelor (in cazul nostru metoda main()) si a atributelor (nu este cazul):

public static void main(String[] args) {

// Corpul metodei afiseaza textul "Buna ziua" pe ecran

}

- declaratia corpurilor metodelor (in cazul nostru pentru metoda main()):

System.out.println("Buna ziua"); // Afisarea unui text pe ecran

In final codul complet va fi urmatorul:

/** Clasa care ilustreaza elementele esentiale ale unui program Java.

* Trebuie sa fie publica pentru ca are metoda principala.

public class Salut {

/** Metoda principala (punct de intrare in program).

* Este prima metoda executata de JVM (Java Virtual Machine).

* Primeste ca parametri argumentele din lina de comanda.

* Nu returneaza nici o valoare. Trebuie sa fie ‘public static’

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Buna ziua"); // Afisarea unui text pe ecran

}

Daca inlaturam comentariile, codul ramas este urmatorul:

public class Salut {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Buna ziua");

}

In laborator:

1. Se deschide editorul Notepad si se editeaza cele 5 linii de cod ale clasei Salut;

2. Se salveaza codul sursa al clasei Salut intr-un fisier cu numele Salut.java intr-un director cu formatul LPAIanulcurent\GrupaSiSubgrupa (de exemplu: LPAI2010\441Fa).

Atentie! La salvarea fisierelor cu extensia .java in Notepad trebuie avut grija sa se selecteze "All files" in loc de "*.txt ", altfel fisierul va avea extensia .java.txt.

1.3.2. Compilarea programului Salut.java

Se va compila programul Salut.java accesand linia de comanda (Command Prompt – Cmd) din Windows. Se va modifica directorul curent astfel incat sa corespunda cu directorul in care se afla fisierul Salut.java . Compilarea programului se va face cu comanda:

directorcurent> javac Salut.java

In urma acestei comenzi, compilatorul Java va genera codul de octeti (bytecodes) corespunzator intr-un fisier cu numele Salut.class, in directorul in care se afla si fisierul Salut.java.

1.3.3. Lansarea in executie a programului Salut.java

Pentru executia programului, acesta trebuie lansat in interpretorul Java, folosind comanda:

directorcurent> java Salut

Rezultatul va consta in aparitia mesajului Buna ziua! pe ecranul monitorului.

1.3.4. Explicarea programului Salut.java

Se va explica in continuare codul programului Salut.java linie cu linie. Aplicatia Salut.java contine trei mari componente: comentariile codului sursa, definitia clasei Salut si metoda principala main().

Intr-un program comentariile sunt ignorate de catre compilator, dar ele sunt introduse totusi, cu rolul de a ajuta programatorul. Limbajul de programare Java suporta trei tipuri de comentarii pe care le trateaza diferit:

/* text */ - Compilatorul ignora tot incepand cu /* pana la intalnirea */ (exista si in C, C++)

// text - Compilatorul ignora tot incepand cu // pana la sfarsitul liniei (exista si in C++)

/** documentation */ - Reprezinta un comentariu de documentatie. Compilatorul ignora si aceste tipuri de comentarii, dar ele sunt totusi utilizate de catre unealta javadoc pentru generarea automata a documentatiei aplicatiei.

In laborator:

1. Se copiaza varianta cu comentarii a programului Salut.java in fisierul Salut.java;

2. Se genereaza documentatia acestui program utilizand comanda:

directorcurent> javadoc Salut.java

Info! Pentru informatii suplimentare privind generarea automata a documentatiilor se va analiza Anexa.

Definirea claselor se face cu ajutorul cuvantului cheie class, urmat de numele clasei, iar codul clasei este cuprins intre acolade { }; O clasa poate fi privita ca o extensie a conceptului de tip de date si contine o colectie de date si metode (functii membru) care descriu un obiect cu care programul lucreaza.

Obiectul reprezinta o instantiere (o instanta) a clasei. In acelasi program se pot folosi mai multe obiecte apartinand aceleeasi clase, sau unor clase diferite. Fiecare obiect se caracterizeaza prin stare si comportament. Starea obiectului depinde de datele pe care acesta le contine, in timp ce comportamentul este dat de metodele clasei respective.

Cuvantul cheie public evidentiaza faptul ca acea clasa poate fi folosita de orice obiect; Daca s-ar fi omis acest identificator, atunci implicit clasa ar fi fost definita private, si ar fi putut fi vizibila doar de anumite clase specificate.

In limbajul de programare Java, orice aplicatie trebuie sa contina o metoda main(), care are urmatoarea sintaxa: public static void main(String[] args){ ... }. Cuvintele cheie public si static pot fi scrise in orice ordine, dar conventia este sa se utilizeze public static, ca si in exemplul nostru. Cuvantul cheie public evidentiaza nivelul de acces. O functie declarata public poate fi vizibila (accesata) in metodele oricarei alte clase. O metoda statica a unei clase poate fi privita ca un fel de funcţie globala şi se poate folosi fără să fie necesară crearea unei instanţe a clasei (obiect). Cuvantul cheie void evidentiaza faptul ca functia nu returneaza nici o valoare.

Metoda main( ) accepta ca parametru un singur argument: un tablou de elemente de tip String (siruri de caractere) folosit pentru a pasa informatii aplicatiei prin linia de comanda. Argumentele date prin linia de comanda permit utilizatorului sa influenteze operatiile aplicatiei fara a fi necesara recompilarea. Programul Salut.java nu foloseste in nici un fel eventualele argumente pasate in linia de comanda.

Linia de cod: System.out.println("Buna ziua"); utilizeaza clasa System din pachetul de clase standard java.lang pentru a afisa pe ecran mesajul “Buna ziua”, invocand metoda println() a obiectului out (declarat static).

1.3.5. Depanarea programului Salut.java

Daca in urma compilarii sau executiei apar erori, acestea trebuie corectate (urmarind si indicatiile din mesajele de eroare), revenind la etapa conceperii si editarii.

In laborator:

Produceti urmatoarele modificari in codul sursa (varianta de 5 linii, fara comentarii), urmariti efectele lor (in special eventualele rapoarte de eroare la executie sau compilare), si faceti interpretari ale acestora (aceste rapoarte de eroare si interpretari vor forma prima parte a temei de casa!).

Dupa fiecare modificare codul va fi recompilat (iar in caz de succes executat din nou).

Inaintea unei noi modificari va fi mai intai restabilit programul initial.

Raspunsurile la urmatoarele intrebari vor usura interpretarea rezultatelor :

- Ce se afiseaza pe ecran?

- Ce fel de problema apare (eroare de compilare, exceptie in timpul executiei, niciuna)?

- Care este cauza probabila?

- Cat de sugestiv este mesajul care apare?

- Ce concluzii se pot trage?

I. Se elimina prima acolada (din linia 1)

Exemplu de rezolvare: La compilare, pe ecran se afiseaza:

Salut.java:1: '{' expected

public class Salut

1 error

Problema: eroare de compilare. Cauza: compilatorul sesizeaza inexistenta acoladei deschise dupa numele clasei, acolada care marcheaza inceputul corpului clasei. Mesajul e destul de sugestiv incat sa ne permita corectarea rapida a erorii. Concluzii: …

II. Se va elimina acolada din linia 2

Exemplu de rezolvare: La compilare, pe ecran se afiseaza:

Salut.java:2: ';' expected

public static void main(String[] args)

Salut.java:5: 'class' or 'interface' expected

}

Salut.java:6: 'class' or 'interface' expected

3 errors

Problema: eroare de compilare. Cauza: compilatorul sesizeaza inexistenta acoladei deschise dupa numele metodei main, acolada care marcheaza inceputul corpului metodei. Prima parte a mesajului este utila pentru a corecta eroarea, dar restul mesajului poate produce confuzie in primul moment. Dupa corectarea erorii din linia doi, “erorile” 2 si 3 “dispar”. Concluzii: Apare un fenomen de “propagare a erorilor”, lipsa acoladei respective putand avea mai multe interpretari.

III. Se va elimina simbolul punct si virgula (;) din linia 3

IV. Se vor elimina parantezele drepte, [], din linia 2

V. Se va elimina cuvantul cheie void (din linia 2)

VI. Se va elimina cuvantul cheie static (din linia 2)

Exemplu de rezolvare: Dupa compilare, in momentul executiei, pe ecran se afiseaza:

Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodError: main

Problema: situatie exceptionala (java.lang.NoSuchMethodError) in timpul executiei. Cauza: Masina Virtuala Java (JVM), cea care sta in spatele interpretorului Java sesizeaza inexistenta unei metode Java cu semnatura completa: public static void main(String[] args). Mesajul produce confuzie in primul moment, deoarece da impresia ca metoda nu exista, si nu sugereaza cauza situatiei exceptionale. Concluzii: Este strict necesara declararea metodei main() ca fiind de tip static. Este recomandabila retinerea simptomelor acestei situatii exceptionale!

VII. Se vor inlocui ghilimelele cu apostroafe in linia 3

VIII. Se va inlocui numele clasei System cu system in linia 3

IX. Se va inlocui numele clasei Salut cu salut in linia 1

X. Se va inlocui args din linia 2 cu cuvantul argumente

1.3.6. Conventii ale limbajului Java

Pentru o mai buna intelegere a codului in Java se folosesc o serie de conventii privind modul in care sunt denumite clasele, variabilele, metodele, etc., astfel:

- Numele unei clase incepe intotdeauna cu litera mare si nu este urmat de paranteze. Ex: String

- Numele unui constructor incepe intotdeauna cu litera mare si este urmat de paranteze. Constructorii sunt functii care au acelasi nume cu clasa, folosite pentru crearea/ initializarea obiectelor. Ex: String(..)

- Numele cuvintelor rezervate sau cheie (prezentate in tabelul de mai jos) incep intotdeauna cu litera mica. Ex: int

- Numele unei variabile incepe intotdeauna cu litera mica si nu este urmat de paranteze. Ex: razaCercului

- Numele unei metode (functie Java) incepe intotdeauna cu litera mica si este urmat de paranteze. Ex: ariaCercului(..)

In toate cazurile de mai sus, daca numele este format din mai multe cuvinte, in loc de separator cuvintele din interiorul numelui incep cu litera mare. Ex: razaCercului, ariaCercului(..)

- Numele unei constante se scrie cu litere mari, iar in cazul numelor formate din mai multe cuvinte se foloseste pe post de separator simbolul underscore (“_”). Ex: PI_PATRAT

Cuvintele cheie sau rezervate in limbajul Java:

abstract

assert (din 1.4)

boolean

break

byte

case

catch

char

class

const (neutilizat)

continue

default

double

else

enum (din 5.0)

extends

false

final

finally

float

for

goto (neutilizat)

implements

import

instanceof

int

interface

long

native

new

null

package

private

protected

public

return

short

static

strictfp(din1.2)

super

switch

synchronized

this

throw

throws

transient

true

try

void

volatile

while

1.4. Analiza, conceperea si modificarea programelor Java

1.4.1. Analiza unui program simplu

Urmatorul program, SalutUtilizator0.java, il saluta pe utilizator folosind ca nume al utilizatorului un argument pasat programului de la lansare.

public class SalutUtilizator0 {
public static void main(String[] args) {
String modSalut = "Salut "; // variabila locala metodei (functiei)

// Obtinerea numelui utilizatorului
String nume = args[0]; // utilizarea unui argument

    // Salutul
      System.out.println(modSalut + nume + "!");    // concatenare
    }
}

In laborator:

1. Analizati codul clasei SalutUtilizator0.

2. Care sunt elementele de noutate fata de codul clasei Salut?

In laborator:

1. Creati fisierul sursa SalutUtilizator0.java cu continutul de mai sus in directorul curent.

2. Executati urmatoarele comenzi in consola, in directorul curent:

> javac SalutUtilizator0.java

> java SalutUtilizator0 <numele studentului care executa programul>

folosind un nume simplu, care sa nu includa spatii (exemplu: Xulescu).

3. Executati comenzile de la pct. 2 cu un nume care sa includa spatii (exemplu: Xulescu Ygrec). Ce observati?

4. Executati comenzile de la pct. 2 cu un nume care sa includa spatii dar care sa fie incadrat de ghilimele (exemplu: "Xulescu Ygrec"). Ce se schimba?

Variabilele locale sunt acele variabile declarate in interiorul blocurilor de cod (cuprinse intre acolade). Sunt create in momentul declararii lor si sunt accesibile din locul declararii si pana la sfarsitul blocului de cod in care au fost declarate (pentru variabilele referinta in momentul declararii este creata doar referinta, obiectul referit fiind creat dinamic cu new).

Concatenarea sirurilor de caractere modSalut si nume este realizata cu ajutorul operatorului "+".

1.4.2. Modificarea programului anterior prin adaugarea interactivitatii

Fereastra de dialog este cel mai simplu si elegant mod de obtinere a unei intrari de la utilizator atunci cand este nevoie. Metodei showInputDialog() i se ofera ca parametru mesajul catre utilizator, iar metoda returneaza intrarea de la utilizator ca sir de caractere (obiect String).

Pentru a obtine de la utilizator o valoare de tip sir de caractere (String) se foloseste sintaxa:

1 2	// Obtinerea numelui utilizatorului folosind fereasta de dialog String nume = JOptionPane.showInputDialog("Introduceti-va numele:");

Pentru a afisa un mesaj catre utilizator se foloseste sintaxa:

1 2	// Afisarea unui mesaj catre utilizator folosind fereasta de dialog JOptionPane.showMessageDialog(null, "Bun venit in lumea Java, Xulescu!");

Ambele situatii impun importul clasei JOptionPane din pachetul de clase de biblioteca grafice javax.swing, sau a intregului pachet de clase de biblioteca javax.swing.

Pentru a se importa clasa JOptionPane din pachetul de clase javax.swing se foloseste sintaxa:

1 2	// Importul unei clase se declara inaintea declaratiei clasei import javax.swing.JOptionPane;

Pentru a se importa pachetul de clase javax.swing se foloseste sintaxa:

1 2	// Importul unui pachet de clase se declara inaintea declaratiei clasei import *javax.swing.;**

Urmatorul program, SalutUtilizator1.java, il saluta pe utilizator cu numele pe care il obtine interactiv direct de la acesta. Programul are un mod de salut diferit de cel al programului anterior.

In laborator:

1. Creati fisierul sursa SalutUtilizator1.java cu continutul de mai jos in directorul curent.

2. Compilati si executati programul in consola, in directorul curent.

import javax.swing.*; // Importul unui pachet (biblioteca) de clase grafice

public class SalutUtilizator1 {
public static void main(String[] args) {
String modSalut = "Bun venit in lumea Java, ";

// Obtinerea numelui utilizatorului
String nume = JOptionPane.showInputDialog("Introduceti-va numele: ");

    // Salutul
      String text = modSalut + nume + "!";
      JOptionPane.showMessageDialog(null, text);
    }

}

Ca alternativa la utilizarea ferestrelor de dialog se poate utiliza perechea de console standard, tastatura si ecranul in mod text (vezi anexa).

1.4.3. Utilizarea tablourilor in Java

Un tablou Java este o structura care contine mai multe valori de acelasi tip, numite elemente. Lungimea unui tablou este fixa, stabilita in momentul crearii tabloului (cu operatorul new).

Spre exemplu, pentru a crea un tablou cu valorile 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1 se foloseste sintaxa simplificata:

// Crearea unui tablou de 7 valori intregi, varianta simplificata

int[] tab = { 1, 2, 3, 4, 3, 2, 1 };

Acelasi efect se obtine folosind sintaxa complexa pentru crearea unui tablou:

// Crearea unui tablou de 7 valori intregi, varianta complexa

int[] tab = new int[7]; // declararea variabilei si alocarea memoriei

tab[0]= 1; // popularea tabloului

tab[1]= 2; // popularea tabloului

tab[2]= 3; // popularea tabloului

tab[3]= 4; // popularea tabloului

tab[4]= 3; // popularea tabloului

tab[5]= 2; // popularea tabloului

tab[6]= 1; // popularea tabloului

Urmatorul program, SumaArgumenteIntregi.java, calculeaza suma valorilor pasate ca argumente la lansarea programului.

In laborator:

1. Analizati codul clasei SumaArgumenteIntregi.

2. Ce instructiuni recunoasteti si ce rol au ele? Ce elemente din program va sunt necunoscute?

public class SumaArgumenteIntregi {
    public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Au fost primite " + args.length + " argumente");

      if (args.length > 0) {
        int suma = 0;
        for (int index = 0; index < args.length; index++) {
          suma = suma + Integer.parseInt(args[index]);
        }
       System.out.println("Suma valorilor primite este " + suma);
      }
      else {
        System.out.println("Utilizare tipica:");
        System.out.println("\t java SumaArgumenteIntregi 12 31 133 -10");
      }
    }
}

Pentru a obtine numarul de elemente ale unui tablou se foloseste:

// Obtinerea dimensiunii tabloului de argumente pasate de utilizator

int numarArgumentePasateDeUtilizator = args.length;

Pentru a converti o valoare de la String la int se foloseste sintaxa:

// Conversia unei valori de la tip int la tip String

int numarStudenti = Integer.parseInt("25");

In laborator:

1. Se creaza fisierul sursa SumaArgumenteIntregi.java cu continutul de mai sus in directorul curent.

2. Se compileaza si se executa programul in consola, in directorul curent, fara pasare de argumente.

3. Se executa apoi programul oferindu-i 3 argumente intregi.

4. Se executa apoi programul oferindu-i un singur argument ‘a’. Ce observati?

1.5. Studiu de caz complex: program de calcul al unui polinom

1.5.1. Specificatia initiala (varianta cu valori prestabilite)

Se doreste scrierea unui program Java numit Polinom0, care:

- sa creeze un polinom cu grad prestabilit (4) si coeficienti de valori prestabilite (1, 2, 3, 2, 1),

- sa afiseze polinomul,

- sa calculeze valoarea polinomului pentru o anumita valoare prestabilita a necunoscutei (2), si

- sa afiseze aceasta valoare.

In laborator:

1. Se creaza fisierul sursa Polinom0.java cu continutul de mai jos (inclusiv comentariile) in directorul curent.

2. Se adauga sub fiecare grup de comentarii codul necesar (acest cod va fi scris si testat la laborator si va fi prezentat apoi ca tema de casa);

3. Formatul afisarii coeficientilor polinomului este:

P(X) = 1 + 2*X^1 + 3*X^2 + 2*X^3 + 1*X^4

4. Se compileaza si se executa programul in consola, in directorul curent.

Sfat! Pentru simplitate si pentru a evita aparitia unui numar mare de erori de odata, este indicat sa se scrie si sa se verifice codul pe portiuni. Se va crea intr-o prima etapa polinomul (prin gradul si coeficientii sai) si se va afisa (liniile 1 - 13). In cea de-a doua etapa se obtine necunoscuta, se calculeaza valoarea polinomului si se afiseaza rezultatul (liniile 14-28).

Indicatii!

- pentru a calcula X^i (in variabila xLaI) se poate folosi functia matematica pow() din biblioteca matematica Math aflata in pachetul de clase java.lang (pachet care contine si String si System si nu necesita importul);

- metoda pow() primeste doua argumente (primul este valoarea de ridicat la putere, iar al doilea este puterea) si returneaza o valoare de tip double; In acest caz este necesara conversia explicita (cast) a valorii returnate la tipul int ca in mai jos:

int xLaI;

for (int i=0; i<=N; i++) {

// - calculul valorii X^i, unde i=1,N

xLaI = (int) Math.pow(X, i);

}

Pseudocodul programului Polinom0 este urmatorul:

public class Polinom0 {

public static void main(String[] args) {

// Declararea si initializarea variabilei intregi,

// care contine gradul polinomului, N=4

// Crearea tabloului coeficientilor (de dimensiune N+1), numit C,

// folosind valorile prestabilite : 1, 2, 3, 2, 1

// Afisarea polinomului P(X)

// - mai intai termenul liber Co

// - apoi termenii Ci*X^i, unde i=1,N

// Declararea si initializarea variabilei intregi numita necunoscuta,

// care contine valoarea necunoscutei, X=2

// Afisarea valorii necunoscutei (X)

// Declararea si initializarea variabilei intregi numita P,

// care contine valoarea polinomului, P(X)

// Calculul polinomului P(X) = suma(Ci * X^i), unde i=0,N

// - calculul valorii X^i, unde i=1,N

// - actualizarea valorii polinomului

// Afisarea valorii polinomului P(X)

}

Se observa ca in aceasta forma, la fiecare executie programul va genera aceleasi iesiri.

1.5.2. Modificarea programului anterior prin adaugarea interactivitatii

Pornind de la programul Polinom0 sa se scrie un program numit Polinom1, care:

- sa creeze un polinom cu grad si coeficienti avand valorile obtinute de la utilizator,

- sa afiseze polinomul,

- sa calculeze valoarea polinomului pentru o valoare a necunoscutei specificata de utilizator, si

- sa afiseze aceasta valoare.

Programul Polinom1 reprezinta o generalizare a programului anterior (versiune mai flexibila), deoarece gradul polinomului, valorile coeficientilor si a necunoscutei sunt obtinute de la utilizator. In aceasta forma, la fiecare executie programul poate genera alte iesiri, in functie de valorile de intrare.

In laborator:

1. Se creaza fisierul sursa Polinom1.java cu continutul de mai jos (inclusiv comentariile) in directorul curent.

2. Se adauga sub fiecare grup de comentarii codul necesar (acest cod va fi scris si testat la laborator si va fi prezentat apoi ca tema de casa).

3. Se compileaza si se executa programul in consola, in directorul curent. Se corecteaza eventualele erori.

Indicatii!

- combinand doua sintaxe deja cunoscute se poate scrie:

int N = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog(

"Introduceti gradul polinomului"));

- pentru a popula (atribui valori initiale) un tablou de intregi se poate folosi o instructiune for.

In pseudocodul care urmeaza comentariile scrise intensificat (bold) reprezinta elementele de noutate fata de programul anterior.

import javax.swing.JOptionPane;

public class Polinom1 {

public static void main(String[] args) {

// Declararea variabilei intregi N gradul polinomului

// Obtinerea gradului polinomului de la utilizator, conversie String-int

// Declararea si crearea tabloului coeficientilor, C

// Obtinerea de la utilizator a coeficientilor Ci, unde i=0,N

// Afisarea polinomului P(X)

// - mai intai termenul liber Co

// - apoi termenii Ci*X^i, unde i=1,N

// Declararea variabilei intregi X

// Obtinerea valorii necunoscutei de la utilizator, conversie String-int

// Afisarea valorii necunoscutei (X)

// Declararea si initializarea variabilei intregi numita polinom,

// care contine valoarea polinomului, P(X)

// Calculul polinomului P(X) = suma(Ci * X^i), unde i=0,N

// - calculul valorii X^i, unde i=1,N

// - actualizarea valorii polinomului

// Afisarea valorii polinomului P(X)

}

1.5.3. Varianta cu delegare functionala

Metodele sunt cazul cel mai simplu si mai des intalnit de delegare a functionalitatii. Separarea codului in functii (metode) serveste gestiunii mai simple a codului, modularizarii codului la nivel de secventa de instructiuni, reutilizarii codului la nivel de functie. In general functia principala main() deleaga anumite sarcini catre alte functii, acestea la randul lor catre altele, s.a.m.d.

Pornind de la programul Polinom1 sa se scrie codul unei clase Java numita Polinom2, a carei structura interna contine:

- o metoda (declarata public static) numita obtineGrad(), care

- obtine de la utilizator valoarea gradului polinomului, si

- o returneaza ca intreg de tip int,

- o metoda (declarata public static) numita stabilesteCoeficienti(), care

- primeste un parametru intreg de tip int, numit N, reprezentand gradului polinomului,

- creeaza un nou tablou al coeficientilor (cu N+1 elemente),

- obtine de la utilizator valori pentru coeficientii polinomului si

- populeaza cu ei tabloul nou creat, apoi

- returneaza taboul de tip int[] creat,

- o metoda (declarata public static) numita obtineNecunoscuta(), care

- obtine de la utilizator valoarea necunoscutei, si

- o returneaza ca intreg de tip int,

- o metoda (declarata public static) numita afisarePolinom(), care

- primeste un parametru intreg de tip int, numit N, reprezentand gradului polinomului,

si un parametru de tip int[], numit C, reprezentand coeficientii polinomului, si

- afiseaza polinomul corespunzator valorilor primite,

- o metoda (declarata public static) numita valoarePolinom(), care

- primeste un parametru intreg de tip int, numit N, reprezentand gradului polinomului,

un parametru de tip int[], numit C, reprezentand coeficientii polinomului,

si un parametru intreg de tip int, numit X, reprezentand necunoscuta,

- calculeaza valoarea polinomului corespunzatoare valorilor primite si

- o returneaza ca intreg de tip int,

- o metoda principala, de test, care:

- deleaga catre metoda obtineGrad() obtinerea valorii gradului polinomului,

- deleaga catre metoda stabilesteCoeficienti() stabilirea valorilor coeficientilor,

- deleaga catre metoda afisarePolinom() afisarea polinomului,

- deleaga catre metoda obtineNecunoscuta() obtinerea valorii necunoscutei,

- afiseaza valoarea necunoscutei,

- deleaga catre metoda valoarePolinom() calculul valorii polinomului,

- afiseaza valoarea polinomului.

In laborator:

1. Se creaza fisierul sursa Polinom2.java cu continutul de mai jos (inclusiv comentariile) in directorul curent.

2. Se adauga sub fiecare grup de comentarii codul necesar (acest cod va fi scris si testat la laborator si va fi prezentat apoi ca tema de casa).

3. Se compileaza si se executa programul in consola, in directorul curent. Se corecteaza eventualele erori.

In pseudocodul care urmeaza comentariile scrise intensificat (bold) reprezinta elementele de noutate fata de programul anterior.

import javax.swing.JOptionPane;

public class Polinom2 {

// Metoda care obtine de la utilizator gradul polinomului

public static int obtineGrad() {

// Obtinerea de la utilizator a gradului polinomului

int N = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog(

"Introduceti gradul polinomului"));

// Returnarea valorii gradului polinomului

return N;

}

// Metoda care obtine de la utilizator coeficientii polinomului

public static int[] stabilesteCoeficienti(int N) {

// Declararea si crearea tabloului coeficientilor, numit C

// Obtinerea de la utilizator a coeficientilor Ci, unde i=0,N

// Returnarea tabloului coeficientilor

}

// Metoda care afiseaza polinomul P(X)

public static void afisarePolinom(int N, int[] C) {

// Afisarea polinomului P(X)

// - mai intai termenul liber Co

// - apoi termenii Ci*X^i, unde i=1,N

}

// Metoda care obtine de la utilizator valoarea necunoscutei

public static int obtineNecunoscuta() {

// Obtinerea de la utilizator a valorii necunoscutei

// Returnarea valorii necunoscutei

}

// Metoda care calculeaza valoarea polinomului pt o valoare a necunoscutei

public static int valoarePolinom(int N, int[] C, int X) {

// Declararea si initializarea variabilei intregi numita P

// Calculul polinomului P(X) = suma(Ci * X^i), unde i=0,N

// - calculul valorii X^i, unde i=1,N

// - actualizarea valorii polinomului

// Returnarea valorii polinomului

}

// Metoda principala. Utilizata pentru testarea celorlalte metode.

public static void main(String[] args) {

// Apelul metodei care obtine de la utilizator gradul polinomului

int N = obtineGrad();

// Apelul metodei care obtine de la utilizator coeficientii polinomului

// Apelul metodei care afiseaza polinomul

// Apelul metodei care obtine o valoare a necunoscutei

// Afisarea valorii necunoscutei

// Apelul metodei care calculeaza polinomul pentru necunoscuta data

// Afisarea valorii polinomului

System.exit(0); // Inchiderea interfetei grafice

}

1.6. Teme pentru acasa

Temele indicate de-a lungul laboratorului in platforma (in sectiunile 1.3.5, 1.5.1, 1.5.2 si 1.5.3)

- vor fi predate la lucrarea urmatoare

- cate un exemplar pentru fiecare grup de 2 studenti

- scrise de mana pe hartie

- avand numele celor doi studenti scrise pe prima pagina sus

Anexa

A1. Instalarea si configurarea platformei de dezvoltare Java SE vers. 6

A1.1. Instalarea platformei de dezvoltare Java SE (Second Edition)

Pentru obtinerea platformei de dezvoltare JDK 6 Update XY (21 in prezent) trebuie accesata pagina site-ului Oracle http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

- cautata Java Platform, Standard Edition care contine Java Development Kit (JDK)

- click pe Download JDK

- click pe Download Java SE Development Kit 6u21

- selectata platforma (Windows, etc.)

- click pe Continue (DOAR optional completati user name si mail, pentru Log In or Register)

- click pe v jdk-6u21-windows-i586.exe (Java SE Development Kit 6u21 75.91 MB)

Link local pentru descarcare JDK 6.

Instalarea kitului de dezvoltare Java sub Windows este in general simpla (vezi si http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/install-windows-152927.html pentru Windows). Dupa lansarea in executie a kitului se pot accepta toate optiunile implicite pe care le ofera kitul. Directorul de baza al instalarii va fi implicit C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_21.

A1.2. Configurarea variabilelor de mediu PATH si CLASSPATH

Procedura incepe cu selectarea Start -> Control Panel -> System -> Advanced -> Environment Variables -> System Variables (nu User Variables).

1. Pentru a se putea executa programele care compun kitul de dezvoltare Java, trebuie adaugata la variabila de mediu PATH calea catre directorul \bin al kitului Java (in care se gasesc executabilele care formeaza kitul Java), folosind comanda -> Edit:

- se va adauga calea C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_21\bin.

2. Pentru a fi vizibile clasele de biblioteca standard Java, precum si clasele din directorul curent folosit pentru dezvoltarea programelor, trebuie creata o noua variabila de mediu CLASSPATH, folosind comanda -> New:

- acestei variabile i se da valoarea C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_21\lib;.; (unde \lib e directorul bibliotecii, iar punctul este calea catre directorul curent, necesara executiei programelor create de noi).

A1.3. Verificarea functionalitatii aplicatiei Java

1. Se lanseaza consola cu Start -> Run se scrie:

cmd apoi <Enter>

2. In consola se alege un director dorit pentru testarea instalarii kitului

(cu cd \ <Enter> se ajunge in radacina C:\> ,

cu cd.. <Enter> se ajunge in directorul al carui subdirector este directorul curent,

cu cd <subdirector> <Enter> se ajunge intr-un subdirector,

cu D: <Enter> se schimba harddiskul in D:)

3. In directorul ales se creaza cu un editor un fisier numit Test.java, cu urmatorul continut:

public class Test {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Kitul Java a fost instalat cu succes!");

}

4. In consola se scrie (pentru compilare) :

javac Test.java <Enter>

(daca nu sunt probleme, apare un nou prompt fara vreun mesaj)

5. In consola se scrie (pentru executie in masina virtuala Java – JVM):

java Test <Enter>

6. Astfel in consola va aparea mesajul:

Kitul Java a fost instalat cu succes!

A2. Generarea automata a documentatiei (continuare)

Asa cum a fost precizat in capitolul 1.3.4., cu ajutorul comenzii:

directorcurent> javadoc Salut.java

se poate genera automat documentatia pentru aplicatia Salut.java pe baza comentariilor introduse in interiorul codului.

In urma aplicarii comenzii anterioare se vor afisa urmatoarele mesaje:

directorcurent>javadoc Salut.java

Loading source file Salut.java...

Constructing Javadoc information...

Standard Doclet version 1.5.0_07

Building tree for all the packages and classes...

Generating Salut.html...

Generating package-frame.html...

Generating package-summary.html...

Generating package-tree.html...

Generating constant-values.html...

Building index for all the packages and classes...

...

si vor fi automat create pagini web ca cea din figura:

In acest format pot fi gasite si documentatiile claselor de biblioteca Java.

Documentatia Java pentru ultima versiune (Java SE 6) poate fi accesata online la adresa http://download.oracle.com/javase/6/docs/

Specificatia API (documentatia claselor bibliotecii standard) poate fi accesata online la adresa http://download.oracle.com/javase/6/docs/api/index.html pentru versiunea Java SE 6.

Documentatia Java poate fi descarcata sub forma unei arhive .zip din sectiunea Java SE 6 Documentation de la adresa http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html. Din sectiunea Java SE 6 JDK Source Code poate fi descarcat si vizualizat si codul sursa al tuturor claselor Java. Link local pentru descarcare documentatie JDK 6.

Pe langa documentatia de baza, se poate accesa online tutorialul general Java oferit de Oracle, aflat la adresa http://download.oracle.com/javase/tutorial/, iar lista detaliata de subiecte la adresa http://download.oracle.com/javase/tutorial/reallybigindex.html

De asemenea, poate fi accesat si tutorialul Java SE 6 la adresa http://download.oracle.com/javaee/6/tutorial/doc/ .

Alte referinte Web interesante:

Bruce Eckel, Thinking in Java, 3^rded, http://www.faqs.org/docs/think_java/TIJ3_c.htm, PDF: http://www.planetpdf.com/codecuts/pdfs/eckel/TIJ3.zip, http://www.mindviewinc.com/downloads/TIJ-3rd-edition4.0.zip (HTML)

Kevin Taylor, Java Progr. Tutorial, http://java.about.com/od/beginningjava/a/beginjavatutor.htm

A3. Accesul la consola standard de intrare

Ca alternativa la utilizarea ferestrelor de dialog se poate utiliza perechea de console standard, tastatura (de intrare) si ecranul in mod text (de iesire).

Programul SalutUtilizator2.java foloseste varianta cu clasa Scanner din pachetul java.util. Varianta este disponibila de la versiunea Java 5 (JDK 1.5.0).

import java.util.*; //Importul pachetului (bibliotecii) de clase utilitare

public class SalutUtilizator2 {
    public static void main(String[] args) {
      String modSalut = "Bun venit in programarea orientata spre obiecte, ";

      Scanner sc = new Scanner(System.in);

    System.out.print("Introduceti-va numele: ");
      String nume = sc.nextLine();

      System.out.println(modSalut + nume + "!");
    }
}

Programul SalutUtilizator3.java foloseste varianta cu clasele BufferedReader si InputStreamReader din pachetul java.io. Varianta este cea utilizata inca de la prima versiune Java, dar este mai complicata decat cea bazata pe clasa Scanner.

import java.io.*; // Importul pachetului de clase de intrare-iesire (IO)

public class SalutUtilizator3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
String modSalut = "Bun venit in programarea Java, ";

BufferedReader b = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

System.out.print("Introduceti-va numele: ");
String nume = b.readLine();

System.out.println(modSalut + nume + "!");
}
}

In acest caz, citirea consolei standard de intrare se face prin intermediul unui flux de intrare pentru caractere (in Java, caracterele sunt codate UNICODE pe 2 octeti), BufferedReader, conectat la fluxul standard de intrare (System.in, care ofera datele de la tastatura sub forma de octeti simpli) prin intermediul unui flux de intrare care face conversia octet-caracter (InputStreamReader).