Programmeren in Java

Transcriptie

1 4 september 2015

2 Even voorstellen Naam: Wessel Oele(39) Website:

3 Kop van Zuid Rotterdam, 3 juni 2007

4 Overzicht van modules programmeren in Java In totaal 4 modules programmeren (eerste jaar) Bij elkaar 8 studiepunten waard. Mis de boot dus niet!

5 Tinpro01-1: 1 Inhoud: Korte introductie in programmeertalen en paradigma s De taal Java Wat is programmeren? Sourcecode, bytecode en binaries Compilers Elementaire taalconstructies Methodes Arrays

6 2 Inhoud: Classes en objecten Class deriving Overloading Polymorphisme Method overriding Abstract classes Interfaces E.v.a.

7 3 Inhoud: Gedeeltelijke herhaling programmeren 1 en 2 Werken met de Java API: G.u.i. s Exception handling Concurrency Synchronization

8 4 Inhoud: Introductie datastructuren List (single & double linked) Queue Stack Hash-table Tree

9 Overzicht Jaar 1: Java basis Java objectoriëntatie Java toepassen datastructuren Jaar 2: design patterns (ontwerpen) theoretische informatica functioneel programmeren 1 functioneel programmeren 2

10 1 Modulecode: Tinpro01-1 Beheerder: Leermiddelen: Modulewijzer ( Boek: Schaum s outlines Boek: Introduction to Java programming Software: Java Development Kit (JDK), Eventueel: Editors zoals Emacs, VI(M), notepad++ of andere Hersenen Houding

11 Toetsing Practicumopdrachten Opdrachten geven recht op deelname aan het tentamen Dienen in de les getoond te worden bij docent of assistent Alle opgaven dienen te zijn goedgekeurd, voordat aan het tentamen mag worden deelgenomen Schriftelijk tentamen aan het eind van deze module Tijdsduur: 90 minuten Gesloten boek Op papier

12 Deze les Korte introductie in programmeertalen en paradigma s De taal Java Wat is programmeren? Sourcecode, bytecode en binaries Compilers Een eerste programma

13 Programmeertalen languages tpci/index.html

14 Programmeertalen 1930 COMBINATORISCHE LOGICA TURINGMACHINE CHURCH TURING these LAMBDA CALCULUS ASSEMBLERTALEN FLOW MATIC FORTRAN 1960 BASIC COBOL PL1 ALGOL 60 ALGOL68 SIMULA LISP 1970 FORTRAN IV PASCAL PROLOG C FORTRAN 77 QBASIC VBASIC FORTRAN 90 MODULA ADA OBERON C++ DELPHI SMALLTALK EIFFEL FP ML MIRANDA SCHEME BABEL: 2000 FORTRAN 95 VBASIC.NET ADA 95 SGML HTML XML VMRL JAVA C# JAVA5.0 HASKELL CLEAN GUILE HASKELL98 LEDA IMPERATIEF OBJECT GEORIENTEERD FUNCTIONEEL LOGISCH

15 Geschiedenis Jaren 30: wiskundige basis moderne computers

16 Geschiedenis Jaren 30: wiskundige basis moderne computers Jaren 50: eerste low level assemblertalen

17 Geschiedenis Jaren 30: wiskundige basis moderne computers Jaren 50: eerste low level assemblertalen Jaren 60: nette wiskundige basis voor ontwerp programmeertalen

18 Geschiedenis Jaren 30: wiskundige basis moderne computers Jaren 50: eerste low level assemblertalen Jaren 60: nette wiskundige basis voor ontwerp programmeertalen Jaren 80: Programmeertaal C (1980 unix) en C++ (1986)

19 Geschiedenis Jaren 30: wiskundige basis moderne computers Jaren 50: eerste low level assemblertalen Jaren 60: nette wiskundige basis voor ontwerp programmeertalen Jaren 80: Programmeertaal C (1980 unix) en C++ (1986) Jaren 90: Java Jaren 90 nu: diverse hybride talen (imperatief/functioneel)

20 Paradigma s Programmeertalen zijn gebaseerd op een bepaalde gedachte: Imperatieve talen (fortran, Pascal, C, C++, Java) Declaratieve talen (Haskell, Prolog, Gofer) Objectgeoriënteerde talen (Smalltalk, Object Pascal, C++, Java)

21 Imperatieve talen Uit het Latijn: imperare=bevelen Een programma bestaat uit een aantal bevelen/instructies/commando s Druk iets af op het scherm lees iets van de gebruiker (invoer) Reken iets uit Schrijf antwoord naar het het scherm enzovoorts Voorbeelden: Fortran, C, C++, Pascal, Java, Basic, APL, C#, J#, e.v.a. Bij imperatieve programmeertalen vertel je de computer van stap tot stap wat deze moet doen.

22 Declaratieve talen Programma = verzameling declaraties: omstandigheden, beschrijvingen, condities, waarheden, functies, relaties, etc. Wordt gewoonlijk uitgevoerd (geïnterpreteerd) door een speciaal daarvoor geschreven programma: de interpreter. Veelal gebaseerd op een bepaalde wetenschappelijke discipline Logica: Prolog Lambda calculus: Haskell Voornamelijk gebruikt in het wetenschappelijk onderzoek

23 Voorbeeld: Prolog We vertellen aan de computer: Een weg heeft een begin en een einde Je kunt over een weg rijden en lopen Er ligt een weg tussen: Hogeschool en Eendrachtsplein Eendrachtsplein en centraal station Centraal station en Hofplein We vragen aan de computer of je van de hogeschool naar het Hofplein kunt lopen... Antwoord van de computer: yes! Kun je lopen over het centraal station? Antwoord: no!

24 Objectgeoriënteerde talen Gedachte: Deel een programma op in losse modules, zgn. objecten Objecten: Functioneren zoveel mogelijk op zichzelf Nemen ieder een klein stukje van de functionaliteit voor hun rekening Vormen in combinatie met elkaar een programma Kunnen hergebruikt worden in andere programma s Voorbeelden: Smalltalk, Object Pascal, C++, Java

25 Java Enkele eigenschappen van deze taal: Ontwikkeld in 1993 door Sun Microsystems Wordt gezien als de opvolger van C++(1986) Zowel imperatief als objectgeoriënteerd Platform onafhankelijk, draait op Unix, Linux, MacOs, Windows, Android, e.a.

26 Java leren 1 Begrijpen dat één programma uit meerdere legostenen (objecten) bestaat 2 Tirpro01: programma s maken die uit één legosteen bestaan leren wat er in één legosteen allemaal kan en wat niet 3 Tirpro02 en verder: leren werken met meerdere legostenen

27 Source, compiler, binary Source, sourcecode of broncode: Tekstbestand met daarin de door de programmeur bedachte programmeercode Eindigt op.java, bijvoorbeeld: App.java Betekent voor een computer niets Wordt door een programmeur bewerkt met een editor, voorbeelden: Jedit, Emacs, Vi e.v.a. broncode

28 Voorbeeld broncode import javax.swing.*; public class App { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello world..."); } }

29 source, compiler, binary Compiler: Een programma dat sourcecode vertaalt naar een uitvoerbaar bestand (binary), bijv. App.exe Platformafhankelijk Verschillende compilers voor Unix, Linux, Mac en Windows Taalafhankelijk Verschillende compilers voor Java, C, Basic, enz. broncode compiler

30 source, compiler, binary Binary: Uitvoerbaar bestand=programma In Windows: App.exe Ontstaat na compilatie, derhalve platformafhankelijk Kan door mensen niet of zeer moeilijk gelezen worden broncode compiler binary

31 Algemeen model broncode compiler binary In Java werkt dit net iets anders...

32 Java, bytecode en virtuele machine Hoe kan Java platformonafhankelijk zijn als compilers en binaries platformafhankelijk zijn? Antwoord: Java compilers vertalen de source niet naar binaries, maar naar bytecode Bytecode: is door mensen niet of zeer moeilijk leesbaar zit in een bestand dat eindigt op.class, bijv. App.class broncode compiler bytecode

33 Java, bytecode en virtuele machine Bytecode wordt op een computer uitgevoerd door een virtuele machine Virtuele machine: Programma dat Java bytecode leest en vertaalt naar instructies die de computer begrijpt Platform afhankelijk Speciale versie is ingebouwd in browsers, hierdoor kunnen Java programma s in browsers draaien broncode compiler bytecode

34 Andere talen en Java C, C++, Pascal broncode compiler binary programma in uitvoering Java broncode compiler bytecode virtuele machine programma in uitvoering

35 Benodigdheden voor het werken met Java Java virtuele machine Staat bekend als de Java Runtime Environment (JRE) Gratis downloaden van Java compiler Staat bekend als de Java Development Kit (JDK) Gratis downloaden van Bevat natuurlijk ook de JRE Deze moet je dus hebben! Editor Jedit danwel het zeer uitgebreide Emacs of iets anders (notepad?!?)

36 Een eerste Java programma: App.java import javax.swing.*; public class App { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello world..."); } }

37 Het statement Ieder Java programma bestaat uit statements Een statement: is een instructie die de computer uitvoert eindigt altijd met een ; is hoofdletter gevoelig (evenals al het andere) voorbeelden: System.out.println(); x=x+1-y; Object x=new Object(x,6,this);

38 Statements in broncode Een statement in ons programma: System.out.println("Hello, world..."); Wat doet dit?

39 Statements in methodes statements worden niet zomaar lukraak in een.java bestand neergezet grote aantallen statements bundelen in een methode Een methode: public static void main(string[] args) { statement 1; statement 2;... }

40 Andere methodes public void print_een_hoop() { statement 1; statement 2;... } public void doe_iets() { statement 1; statement 2;... }

41 De main methode wordt automatisch uitgevoerd aan het begin van het programma per programma precies één main methode public static void main(string[] args) { statement 1; statement 2;... }

42 Methodes in een klasse stoppen we niet lukraak in een bestand worden ondergebracht in een klasse een klasse: public class App { methode 1 {...statements... } methode 2 {...statements... } }

43 Een klasse heeft een naam naam is gelijk aan de naam van het java bestand hoofdletter gevoelig Voorbeeld: App.java: public class App { }

44 Ons programma tot nu toe import javax.swing.*; public class App { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello world..."); } } Hoe weet die computer wat System.out.println("Hello world..."); betekent?

45 Het import statement In veel programma s gebruiken we iedere keer weer een aantal basiscommando s Iets printen op het scherm Invoer van het toetsenbord inlezen Het scherm schoonvegen...

46 Het import statement Veel gebruikte commando s heeft men ondergebracht in bibliotheken: Bestanden vol veelgebruikte programmeercode Zitten uiteraard in de JDK Met het import statement haal je in één keer zo n bibliotheek binnen in je programma In ons geval worden alle bibliotheken uit het pakket javax.swing geladen in het programma: import javax.swing.*;

47 Ons programma compleet import javax.swing.*; public class App { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello world..."); } }

48 Structuur van ons programma import statements import javax.swing.*; class declaratie public class App { main methode public static void main(string[] args) { programma statements... } }

49 Structuur van grotere programma s class a... class b... class c... class d... class e main methode

50 Voorlopig leren werken met programma s met één class leren wat er in een class allemaal mag en wat niet class main methode { nog een hoop te leren... }

51 Compileren Hoe een programma te compileren? In een shell (of in Windows: de dos prompt) typen we: App.java De computer geeft terug: Dit betekent: compilatie geslaagd! (principe: geen nieuws = goed nieuws)

52 Het programma uitvoeren Als het compileren goed ging typen we: App De computer geeft nu: world

53 Huiswerk Lezen uit Schaum: alles tot 1.12 Downloaden en installeren JDK Maken en in de practicumles volgende week laten zien: opdracht 1 op mijn site Leer zo snel mogelijk werken met een editor