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Une introduction à Java

IFT 287(Semaine 1)

UNIVERSITÉ DESHERBROOKE

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Java - Historique

• Développé par Sun Microsystems en 1994– Inventeur James Gosling (canadien!)

• Objectif– langage sûr (fortement typé)– gestion automatique de la mémoire– usage sur le web

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Aperçu de JavaComparable au C++

– Syntaxe très proche du C++

– Prog. Orienté-objet– … et prog. structurée– Fortement typé– Types de bases– Gestion des tableaux– Exceptions

… mais différent– Interprété– Gestion implicite de la

mémoire– Existence d’une classe

Objet– Bibliothèque de base

très développée– Pas de gestion explicite

des pointeurs– Pas de surcharge

d’opérateurs

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•• Code javaCode javaimport java.lang.*class PremierProg {

public static void main (String[] args){System.out.println(“Bonjour!”);

}}

•• Code C++Code C++#include <iostream.h>int main (int argc, char *argv[]) {

cout << “Bonjour!” << endl;}

Premier exemple

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Compilation/interprétation

Pour obtenir un programme :• à partir du code C++, on compile

directement le source : gcc programme.cc

• à partir du java, on transforme le source dans un langage qui sera interprété dans la machine virtuel :

javac PremierProg.javajava PremierProg

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Processus d’obtention d’un exécutable

Fichier .java(source)

Fichier .class(bytecode)

libjava.soInterprétation:Java

Compilation :javac

import java.lang.*class PremierProg {public static void main (String[] args){System.out.println(“Bonjour!”);

}}

class PremierProg { method public static void main (java.lang.String[]) max_stack 2 {

getstatic java.io.PrintStream java.lang.System.out ldc "Bonjour!"invokevirtual void java.io.PrintStream.println(java.lang.String) return

} }

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Conventions• Fichier : porte le nom de la classe qu’il

décrit (PremierProg.java)• Package : commencent par une minuscule

(java.lang.*)• Classe : commencent par une majuscule

(String)• Variable : commence par une minuscule

(maVariable)• Constante : en majuscule

(UNE_CONSTANTE)

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Catégories de types

• Types primitifs– entier, caractère, point flottant, booléen

• Types références– classes et vecteurs– ce sont des pointeurs vers des objets– allocation avec new– pas de destructeur (garbage collection

par la machine virtuelle).

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Types primitifs• boolean : true ou false• byte : -128 à 127• short : -32768 à 32767• int : -2147483648 à 2147483647• long : -9223372036854775808 à

9223372036854775807• char : \u0000 à \uffff• float : 1e-45 à 1e+38• double : 1e-324 à 1e+308

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Les tableaux• Semblable au C++• Par exemple

int numero[] = new int[3];

• L'indexation commence à 0• Création implicite d'une classe• Accès à la longueur par le champ lengthnoms.length ;

• Tableaux multidimensionnels– int[][][] a = new int[l][m][n];

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Les structures de contrôle

• Les mêmes qu’en C++ :– if– while / for / do…until– case– goto

• On retrouve :– break– continue

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Le paradigme « orienté-objet »

• Caractéristique : encapsulation, héritage et polymorphisme

• Les entités sont des objets dont le modèle est une classe

• On fait agir les objets en activant des méthodes

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Les classes• On crée une nouvelle instance (un objet)

d’une classe avec le mot-clé new

• Par exemple pour créer une nouvelle chaîne de caractères dont la valeur est “Bonjour” :String maChaine = new String (“Bonjour”);

• RaccourciString maChaine = “Bonjour”;

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Contenu d'une classe• Champs• Méthodes• Constructeurs• Destructeurs (Finalizer)• Visibilité

– public– protected– private– package

Caract.CapacitésNaissanceMort

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Privilèges d’accèsSoit un membre m déclaré dans une class A

classe A

visibilitéB sous-

classe de A

B n'est pas sous-classe

de AB sous-

classe de A

B n'est pas sous-classe

de Aprivate O N N N Nprotected O O O O Npublic O O O O Opackage O O O N N

B et A package différentB et A même package

accès au membre m à partir declasse B

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Les méthodes

• On appelle la méthode meth d’un objet obj avec les paramètres params comme suit :

obj.meth(params)• Comme pour une procédure C on

transmet des paramètres et on reçoit une valeur de retour :

char prem = maChaine.charAt(0)

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Exemplepublic class Test2 {

public static void main(String[] args) {

Personne p1 = new Personne("Denys Arcand");Personne p2 = new Personne("Denise Robert");Personne[] personnes = new Personne[3];personnes[0] = p1;personnes[1] = p2;p1.setConjoint(p2);p2.setConjoint(p1);

}

}

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Égalité entre objets

• ==– égalité sur les références– v1 == v2 ssi v1 et v2 réfère au même objet

• equals– pour vérifier si deux objets distincts sont égaux en

contenu– v1.equals(v2) ssi v1 est égal en contenu à v2– À redéfinir dans chaque classe, car l’implémentation de

equals dans la classe Object est faite avec ==

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Passage d’argument• Le passage en java est toujours par valeur• Comme les variables de type référence

contiennent un pointeur vers un objet, seulle pointeur est copié lors d’un appel; l’objetréférencé n’est pas copié, donc la méthodeappelée peut modifier l’objet référencé.

• Attention aux effets de bord• Nécessité de dupliquer un objet valeur si

on ne veut pas qu’il soit modifié par la méthode appelée– o.clone()

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La classe String• Du package java.lang• Représente une chaîne de caractères

immutable• Exemple

String prenom = new String ("Benoit");

• Pour les accents, il est conseillé d'utiliser l'unicode : \uxxxx où xxxx est le code du caractère

• Création dynamique de String avec " " et +x = "Je me nomme " + prenom + " !" ;

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Méthodes de la classe String

• boolean equals(Object o)• int compareTo(Object o)• String concat(String str)• boolean endsWith(String suffix)• boolean startsWith(String prefix)• char[] toCharArray()• String substring(int beginIndex)

• …

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La classe StringBuffer

• Du package java.lang• Contrairement à String est mutable• Permet de créer une créer une chaîne de

caractères par morceaux• Création :

StringBuffer = new StringBuffer (32) ;StringBuffer = new StringBuffer ("Allo") ;

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Méthodes de StringBuffer

• StringBuffer append(String s)• int capacity()• StringBuffer delete (int start, int end)• StringBuffer insert (int offset, String s)• StringBuffer reverse ()• String subString (int start, int end)• String toString ()• …

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La classe Vector• Du package java.util• Représente un tableau qui peut grossir

dynamiquement• Exemple

Vector<String> noms = newVectors<String>(2);

noms.add("Benoit");noms.add("Marc");noms.add("Bob");noms.capacity();noms.lastElement();

La capacité de noms est augmenté de 1

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Méthodes de la classe Vector

• boolean add (E o)• int capacity ()• boolean contains (Object o)• E get (int index)• E set(int index, E o)• boolean isEmpty()• boolean remove(Object o)• E lastElement()• …

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/** Permet de créer une personne et de l'associer à une autre personne qui est son conjoint. Chaque personne a un numéro unique, attribuée a sa création. */

public class Personne { // variable de classe// no à allouer à la prochaine personne crééeprivate static int noPersonneCourant = 0; // variables d'instancesprivate String nom; private Personne conjoint; private final int noPersonne;

/** Construit une personne et lui assigne un numéro unique. */public Personne(String nom) {

this.nom = nom; noPersonne = noPersonneCourant; noPersonneCourant = noPersonneCourant + 1;

}

/** Retourne une chaîne de caractères représentant la personne. */public String toString() { return nom + " " + noPersonne; }

/** Associe un conjoint à la personne. */public void setConjoint(Personne p) { conjoint = p; }

}// fin classe

Champs

méthode

Exemple d'une classe

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Mot-clé final• Comment empêcher qu’une variable soit

modifiée par la suite ?• Comment créer une constante ?• final est l'équivalent de const en C: il

empêche la modification de la variable

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Variable de classe : mot-cléstatic

• Est-on obligé de toujours instancier un objet pour utiliser une méthode ?

• Comment faire pour utiliser une variable partagée par tous les objets d’une même classe ?

• Utilisation du mot-clé static• Celui ci rend le champs ou la méthode commune à

tout objet de la classe; on dit qu’il définit une“variable de classe”– A.v1 : accède à la variable v1 de la classe A– a.v2 : accède à la variable v2 de l’objet référencé par a

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Exemple la classe java.lang.Math

• La classe Math contient des méthodes pour effectuer des calculs mathématiques

• On appelle les méthodes en indiquant la classe et non l'objet :double x = Math.acos (10);double y = Math.sqrt(50);…

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Les exceptions

• Mécanisme pour gérer facilement les cas limites

• Capture la continuation du programme (pile des exécutions) pour pouvoir y revenir le cas échéant

• Même système qu'en C++• Les exceptions sont des objets hérités de la

classe java.lang.Exception• Attention aux baisses de performances

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Une trace d'exception~/ift287/h04/tp1 > java Test1

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

at Film.addActeur(Film.java:70)

at Test1.main(Test1.java:20)

invasions.addActeur(girard);

classe Test1

public void addActeur(Personne p){acteurs[nbActeurs] = p;nbActeurs = nbActeurs + 1;

}

classe Film

ligne 20

ligne 70

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Bibliothèques• Les APIs de Java sont très développés• On peut trouver une documentation en ligne

sur le site d'Oracle– http://www.oracle.com/technetwork/jav

a/javase/overview/index.html

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Packages courant

• java.lang• java.util• java.math• java.io• java.awt• java.sql• java.net

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Types Génériques

• Permet de spécifier des paramètresdénotant des types à utiliser dans uneclasse

• Exemples classiques : les collections– Collection<E>– Set<E>– List<E>– Map<K,V>

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Exemples d’usage de types génériques

import java.util.*;public class Test{

public static void main(String[] args){Set<Integer> m = new HashSet<Integer>();m.add(new Integer(1));for (Integer i : m)

System.out.println(i);}

}

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Conclusion

• Programmation par objets (basé sur les classes, de la famille C++). – Langage extrêmement simplifié (seulement

types de données de base, objets et tableaux). – Pas de fonctions (seulement des méthodes), – pas de structure de données enregistrement

(seulement des objets), – pas de types somme (i.e. variantes).

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Conclusion

• Compilé vers du bytecode (indépendant du processeur et du système d'exploitation),

• et plus récemment vers du code natif (au vol, plus rapide, moins portable).

• Ramasse-miette • Concurrence (threads)