7/27/2010 1

Cuvinte importante:- tehnologia Java si componentele sale: masina virtuala; limbajul

Java propriu-zis; compilatorul Java; biblioteca de clase Java;

- implementarea firmei Sun a limbajului Java: Platforma J2SE (Java 2 Platform, Standard Edition);

- tipuri de programe implementate de Java: aplicatii Java, applet-uri;

- etapele dezvoltarii unei aplicatii Java; structura unei aplicatii Java; metoda main( );

- utilizarea claselor de obiecte din pachetele predefinite (pachete API) Java; directiva import ; instructiunea package;

- elemente de baza ale limbajului Java: identificatori, variabile, tipuri primitive de date; constante;

- citirea datelor de la tastatura si afisarea datelor pe ecran: metodele print, println, readLine, read.

7/27/2010 2

Notiuni introductiveIstoric Java:

- proiectul Java a fost initiat inca din 1990 dar firma Sun Microsystems a facut publica specificatia noului limbaj abia in 1995 la SunWorld in San Francisco; parintele noului limbaj Java a fost James Gosling, cunoscut ca autor al editorului emacs; numele initial al limbajului a fost Oak, numele unui copac care crestea in fata biroului lui James Gosling; acest nume a fost abandonat ulterior si inlocuit cu Java;

- specificatia noului limbaj Java a fost facuta publica, de catre firma Sun Microsystems, in anul 1995 la SunWorld in Sun Francisco; in momentul lansarii sale, Java a revolutionat Internetul, deoarece a fost gandit pentru a imbunatati continutul paginilor web prin adaugarea unui aspect dinamic: animatie, multimedia etc;

- incepand cu anul 1998, cand a aparut versiunea 2 a limbajului (Java 2 Platform), Java a fost extins, acoperind si alte directii de dezvoltare: programarea aplicatiilor enterprise (aplicatii de tip server) precum si a celor adresate dispozitivelor cu resurse limitate, cum ar fi telefoanele mobile, pager-e sau PDA-uri (mici dispozitive de calcul, de dimensiuni putin mai mari decat ale unui telefon mobil, cu facilitati de agenda si capabile sa execute aplicatii intr-un mod relativ asemanator cu cel al unui PC).

7/27/2010 3

Lansarea versiuni 2 a limbajului Java a adaugat multe facilitati, dar limbajul a pastrat si posibilitatile de a crea aplicatii standard, de tipul aplicatiilor in linie comanda sau a aplicatiilor bazate pe GUI (Graphical User Interface).

Caracteristicile de baza ale limbajului Java

- Java este un limbaj simplu de folosit. Aceasta caracteristica poate fi considerata ca o reactie directa la complexitatea considerabila a limbajului C/C++. Au fost indepartate din Java aspectele cele mai derutante din C++ precum supraincarcarea operatorilor, mostenirea multipla sau pointer-rii.

- Java este independent de arhitectura calculatorului pe care lucreaza si foarte portabil. Compilatorul Java genereaza o secventa de instructiuni ale unei masini virtuale Java. Executia aplicatiilor Java este interpretata. Singura parte din mediul de executie Java (JRE) care trebuie portata de pe o arhitectura pe alta cuprinde interpretorul Java si o parte din bibliotecile standard care depind de sistem. In acest fel aplicatii Java compilate pe o arhitectura SPARC de exemplu, pot fi rulate fara recompilare pe un sistem bazat pe procesoare Intel. De altfel, mediul de executie Java (JRE) este scris in C ceea ce il face foarte portabil.

- Interpretorul Java este gandit sa lucreze pe masini mici (memorie mica de ordinul sutelor de KB), precum ar fi procesoarele cu care sunt dotate aparatele casnice si telefoanele mobile.

7/27/2010 4

- Limbajul Java este orientat obiect. Cu el se pot crea clase de obiecte si instante ale acestora, se pot incapsula informatiile, se pot mosteni variabilele si metodele de la o clasa la alta etc. Singura caracteristica care lipseste este mostenirea multipla, dar pentru a suplini aceasta lipsa, Java ofera o facilitate mai simpla, numita interfata, care permite definirea unui anumit comportament pentru o clasa de obiecte, altul decat cel definit de clasa de baza. In Java orice element este un obiect, in afara de datele primare. Din Java lipsesc functiile si variabilele globale.

- Limbajul Java este distribuit, avand implementate biblioteci pentru lucrul in retea.

- Limbajul Java este un limbaj cu securitate ridicata.

- Java are inclus suport nativ pentru aplicatii care lucreaza cu mai multe fire de executie (programare paralela si concurenta). Acest suport este independent de sistemul de operare.

7/27/2010 5

Tehnologia Java si componentele saleIn tehnologia Java sunt cuprinse patru componente:

1. Masina virtuala, denumita JVM (Java Virtual Machine) care interpreteaza fisierele cu extensia .class ce contine “bytecode”.

“Bytecode” reprezinta cod compilat care este procesat de un program, denumit masina virtuala, si nu cod executabil care ruleaza pe masina reala ce dispune de un procesor harwarde.

“Bytecode” este format din instructiuni generice care sunt convertite (transformate) de masina virtuala in instructiuni specifice procesorului masinii reale. De aceea se spune ca aplicatiile Java sunt independente de platforma (hardware si software).

Masina virtuala Java mai este denumita si interpretor Java.

2. Limbajul Java propriu-zis. Limbajul Java este orientat pe obiecte si se aseamana din punct de vedere al sintaxei cu C++.

3. Un compilator care genereaza fisiere cu extensia .class. Compilatorul Java traduce instructiunile scrise in limbajul Java (stocate in fisiere cu extensia .java) in instructiuni generice “bytecode”(stocate in fisiere cu extensia .class) care sunt “intelese” de masina virtuala.

7/27/2010 6

4. Biblioteca de clase Java, denumita si Java API. Aceasta biblioteca contine un set de componente utile care pot fi reutilizate de programatori in diverse aplicatii informatice.

Implementari ale limbajului JavaCele mai importante implementari ale limbajului Java sunt realizate de firmele Sun si IBM.

Microsoft a creat propria sa implementare Java, disponibila numai pe platforme Windows.

7/27/2010 7

Implementarea firmei Sun a limbajului JavaImplementarea Java a firmei Sun este cea mai frecvent utilizata.

Firma Sun a grupat tehnologia Java in trei editii:

1. Java 2 Platform, Micro Edition (platforma J2ME) reprezinta mediul de dezvoltare al aplicatiilor pentru dispozitive cu resurse mai reduse decat un calculator PC obisnuit. Printre aceste dispozitive se pot enumera: carduri Smart, pager-e telefoane mobile, anumite tipuri de televizoare, PAD-uri (Personal Digital Assistant).

2. Java 2 Platform, Standard Edition (platforma J2SE) reprezinta mediul de dezvoltare al aplicatiilor de tip “client-side” (care ruleaza pe PC-ul client).

3. Java 2 Platform, Enterprise Edition (platforma J2EE) reprezinta mediul de dezvoltare al aplicatiilor de tip “server-side” (care ruleaza pe un server si pot fi accesate de mii de clienti simultan); usureaza enorm crearea de aplicatii internet industriale scalabile.

Obiectul de studiu pentru cursul nostru este platforma Java J2SE.

7/27/2010 8

Platforma J2SE (Java 2 Platform, Standard Edition)Produsul informatic (software-ul) care implementeaza platforma J2SE si care este folosit pentru dezvoltarea de aplicatii specifice acesteia este J2SDK (Java 2 Software Development Kit, Standard Edition) in diverse versiuni pe care le scoate firma si care este livrat gratuit (este un soft liber).

Pentru a fi la curent cu ultimele versiuni ale produsului J2SDK se poate accesa adresa de internet http://java.sun.com.

Produsul J2SDK include uneltele de creare a programelor Java (compilatorul si alte unelte necesare pentru dezvoltare de programe) si unelte de executie ale acestora (masina virtuala, biblioteca de clase Java API etc). Cele mai importante unelte incluse in J2SDK sunt:

- javac - compilatorul Java;

- java - interpretorul Java;

- appletviewer - folosit pentru testarea applet-urilor (aplicatii care ruleaza dintr-un navigator de internet).

Pachetul Java 2 SDK este un set de programe care ruleaza, din lina de comanda a sistemului de operare, utilitare bazate pe text, care nu au nevoie de o interfata grafica pentru utilizator.

7/27/2010 9

Produsul informatic J2RE (Java 2 Runtime Environment, Standard Edition)este folosit numai cand se executa aplicatii scrise in Java. El este destinat celor care doresc sa poata executa aplicatii Java, fara a avea nevoie de intreg mediul de dezvoltare.

J2RE este un produs care poate fi instalat separat, dar si ca o componenta a J2SDK.

Mediul de programare Java si medii integrate IDE (Integrated Development Environments).Pachetul Java 2 SDK este destul de departe de instrumentele de programare moderne denumite si medii integrate de dezvoltare de programe (IDE).

Folosind un mediu IDE, programatorului ii sunt puse la dispozitie toate elementele de care are nevoie pentru a crea aplicatii Java profesionale: debugger-e pentru executarea pas cu pas a aplicatiilor, modalitati de a vedea in orice moment ierarhia de clase si metode existente in cadrul unui proiect, completarea automata a codului, compilare incrementala (codul este compilat in timp ce este scris) etc.

Exista mai multe astfel de medii IDE care pot ingloba pachetul Java 2SDK cum ar fi:Eclipse, Forte for Java, JBuilder, NetBeans IDE.

7/27/2010 10

Nota: Instrumentul de dezvoltare de programe folosit in acest curs este Java 2 SDK, Standard Edition, v 1.5 realizat de catre firma Sun Microsystem (soft liber) iar ca mediu IDE este folosit produsul NetBeans v 5.0 (soft liber).

Tipuri de programe implementate de JavaCu ajutorul limbajului Java se pot dezvolta doua tipuri de programe:

1. Programe Java care se executa individual prin intermediul unui interpretor Java. Acestea se incadreaza in programele “clasice” scrise in diverse limbaje de programare, cum ar fi:C/C++, Pascal etc. Acest tip de programe Java sunt denumite aplicatii.

2. Programe Java care se executa in interiorul unui navigator Internet, dintr-un document HTML. Acest tip de programe Java sunt denumite applet-uri.

Nota: In acest curs se vor invata notiunile si conceptele fundamentale de programare necesare pentru dezvoltarea de aplicatii Java.

7/27/2010 11

Etapele dezvoltarii unei aplicatii Java1. Editarea setului de instructiuni de programare cu ajutorul unui editor de texte. In acest fel este creat un fisier sursa, care are extensia .java.

2. Compilarea programului. Pentru aceasta operatie se lanseaza in executie un program special, denumit compilator Java. Compilatorul analizeaza textul sursa al programului din punct de vedere sintactic, semnaland eventualele erori. Daca programul nu contine erori sintactice, compilatorul traduce acest program in codul masina pentru masina virtuala Java (un fel de calculator intr-un alt calculator).

Rezultatul compilarii este unul sau mai multe fisiere de tip “bytecode”- o secventa de instructiuni de asamblare pentru masina virtuala Java. Fisierul “bytecode” nu depinde de masina gazda si de sistemul de operare pe care va fi executat programul. Masina virtuala mai este cunoscuta si ca interpretor Java sau executor (runtime) Java.

Extensia fisierului “bytecode” rezultat in urma compilarii are extensia .class.

3. Conversia (transformarea), de catre interpretorul Java, a instructiunilor “bytecode” in instructiuni inteligibile masinii gazda care apoi sunt executate. Conversia are loc la lansarea executiei si anume instructiune cu instructiune.

In acest mod este asigurata portabilitatea si independenta de platforma.Un dezavantaj poate fi considerat timpul mai mare de executie.

7/27/2010 12

Cu succes?

Scrierea instructiunilor programului-sursa (.java)

Compilarea programului-sursa cu ajutorul compilatorului Java

Conversia fiecarei instructiuni “bytecode” in instructiune executabila pe masina gazda cu ajutorul interpretorului Java (.class)

Cu succes?

Modificarea instructiunilor programului

Procesul de compilare si executie a unei aplicatii Java

Da

NuNu

Executia fiecarei instructiuni cu ajutorul interpretorului Java (.class)

Da

7/27/2010 13

Structura unei aplicatii JavaO aplicatie Java este compusa din una sau mai multe clase care interactioneaza intre ele prin intermediul metodelor. In grupul de clase, care formeaza o aplicatie Java, trebuie sa existe o clasa care sa contina o metoda statica avand numele main.

Atunci cand se executa o aplicatie Java, masina virtuala va cauta si invoca automat metoda statica avand numele main.

Nota: Metoda main poate fi considerata ca fiind echivalentul Java a functiei maindin C/C++.

Cel mai simplu program Java (care nu face nimic) arata astfel:

class NuFacNimic

{

public static void main (String [ ] args)

{}

}

Nota: Tipul parametrilor metodei (functiei) main cat si tipul metodei, static void, sunt obligatorii.

7/27/2010 14

Metodele folosite in programele Java reprezinta in mare masura echivalentul functiilor sau procedurilor din alte limbaje de programare. O definitie completa a conceptului de metoda va fi data intr-o lectie separata cand se va discuta despre conceptele de clasa si obiect.

In aceasta lectie prezentam doar cateva notiuni elementare despre metode pentru a putea scrie functii de genul celor din limbajul C/C++ pe care sa le folosim in cateva programe simple.

O metoda se defineste prin:

- antetul metodei;

- corpul metodei.

Antetul metodei contine numele metodei, tipul valorii returnate de metoda si o lista de parametri (eventual vida), fiecare avand un tip precizat, prin care metoda comunica cu exteriorul ei, incadrata intre paranteze rotunde:

Corpul metodei este constituit din declaratii si instructiuni cara executa diferite sarcini. Toate declaratiile si instructiunile din corpul functiei sunt incadrate intre paranteze acolade.

7/27/2010 15

Sintaxa definirii unei metode este:

<tip_rezultat> nume_metoda (<lista_parametri>)

{ <corpul_functiei> }

Nota: Prin prefixarea metodelor cu ajutorul cuvintelor cheie public static se poate spune ca metodele sunt aproape similare cu functiile din limbajul C. Aceasta tehnica nu trebuie utilizata insa in mod abuziv.

Instructiunea return este utilizata pentru a intoarce o valoare catre codul apelant.

Sintaxa instructiunii return este:

return [<expresie>];

unde:

- <expresie> - specifica valoarea returnata de metoda; in anumite situatii pentru iesirea fortata dintr-o metoda care are tipul void se foloseste instructiunea return fara <expresie>.

Daca tipul metodei este void atunci nu se returneaza nici o valoare si deci instructiunea return nu este necesara.

La apelul unei metode parametrii actuali (reali) sunt trecuti in parametrii formali utilizand exclusiv transmiterea prin valoare.

7/27/2010 16

Nota: Java permite supraincarcarea (overloading) numelui metodelor. Aceasta inseamna ca mai multe metode cu acelasi nume pot fi declarate in cadrul aceleiasi clase atata timp cat lista de parametrii formali difera ca numar si tip.

Utilizarea claselor de obiecte din pachetele predefinite (pachete API) JavaPot exista unele operatii care sunt frecvent utilizate in cadrul unei aplicatii Java. (cum ar fi: citirea datelor, scrierea datelor, extragerea radicalului, desenarea de obiecte grafice etc) pentru care nu exista instructiuni specifice ale limbajului Java.

Din acest motiv, s-au construit pachete predefinite de clase de obiecte (pachete API) (elaborate de firma proiectanta a mediul de programare folosit) care contin colectii de clase de obiecte de utilitate generala grupate pe categorii.

7/27/2010 17

Mediul de programare J 2 SDK ofera peste 70 de pachete predefinite, printre care, mai des utilizate sunt:

- java.lang care ofera clase fundamentale pentru limbajul Java: clasa Integer, clasa Math, clasa System clasa String etc;

- java.io care ofera modalitati de citire/scriere a datelor prin intermediul fluxurilor de date, a fisierelor etc;

- java.util care contine clase pentru utilizarea colectiilor de date abstracte de tip stiva si coada, pentru manevrarea datelor calendaristice si a timpului;

- java.util.jar pentru citirea/scrierea fisierelor in format jar (Java Archive);

- java.math care ofera clase specializate in calcul matematic;

- java.text care ofera clase pentru manevrarea textului, a datelor calendaristice, a timpului si a mesajelor intr-o maniera independenta de limba utilizata;

- java.net care pune la dispozitie clase pentru implementarea aplicatiilor de retea.

7/27/2010 18

Directiva import pentru utilizarea claselor din pachetele API Java in propria aplicatie.

Sa presupunem ca se doreste folosirea unei clase oarecare C dintr-un pachet P. Atunci referirea la acea clasa in cadrul programului se face cu numele P.C, adica plasand numele pachetului urmat de semnul punct (.) inaintea numelui clasei. Utilizarea permanenta a numelui pachetului din care fac parte clasele poate crea dificultati de scriere a programului. Pentru a evita acest lucru se foloseste directiva import.

Sintaxa directivei import este:

import <nume_pachet>.<nume_clasa>;

sau

import <nume_pachet>.*;

Pentru a doua forma a directivei, toate clasele din pachet vor putea fi abreviate cu numele lor neprecedat de numele pachetului.

Directivele import trebuie sa apara inainte de orice declarare a unei clase. Pachetul java.lang este automat inclus in intregime. Acesta este motivul pentru care putem folosi prescurtari de genul Integer.parseInt ()

7/27/2010 19

Crearea de pachete cu clase de obiecte proprii aplicatiei. Instructiunea packageDaca dorim sa includem o clasa de obiecte intr-un pachet trebuie sa realizam urmatoarele:

- sa scriem o instructiune package inaintea unei eventuale directive import;

- apoi, sa stocam fisierul cu extensia .class ce contine clasa respectiva in director care are numele pachetului.

Sintaxa instructiunii package este:

package <nume_pachet>;

Observatie: In cazul folosirii IDE NetBeans, instructiunea package este inclusa automat, atunci cand se creaza o noua aplicatie Java (proiect Java).

7/27/2010 20

Elemente de baza ale limbajului JavaSetul de caractere folosit de limbajul Java

Limbajul Java lucreaza in mod nativ folosind setul de caractere Unicode. Acesta este un standard international care inlocuieste vechiul set de caractere ASCII. Vechiul standard ASCII este insa un subset al setului Unicode, ceea ce inseamna ca vom regasi caracterele ASCII cu exact aceleasi coduri ca si mai inainte. Java foloseste setul Unicode in timpul executiei aplicatiilor dar si in timpul compilarii acestora.

La citirea fisierului sursa, compilatorul Java foloseste secventele escape Unicode. Secventele escape sunt secvente de caractere ASCII care incep cu caracterul backslash (\). Pentru secventele escape Unicode, al doilea caracter din secventa trebuie sa fie caracterul u sau U. Dupa caracterul u sau U urmeaza o combinatie de patru cifre hexazecimale care formeaza impreuna doi octeti de memorie reprezentand un caracter Unicode.

De exemplu, cifrele de la 0 la 9 sunt reprezentate prin secvente escape Unicode de la \u0030 la \u0039 si sunt interpretate ca cifre ISO-LATIN-1.

Spatiile albe folosite in programele Java sunt: caracterele blanc (spatiu), tab, return (retur de linie), line-feed (linie noua) si return + line-feed.

7/27/2010 21

Anumite caractere sunt reprezentate prin secvente escape speciale:

\n = \u000a - linie noua; \b = \u0008 - backspace;

\t = \u0009 - tab; \r = \u000d - return;

\\ = \u005c - backslash; \” = \u0022 - ghilimele.

\’ = \u0027 - apostrof.

Identificatori

Identificatorii, intalniti si sub denumirea de nume simbolice, au rolul de a denumi elemente ale programului Java: constante, variabile, clase metode etc.

Din punct de vedere sintactic, un identificator este constituit dintr-o succesiune nelimitata de litere si cifre Unicode, primul caracter fiind obligatoriu o litera (inclusiv ‘_’).

Limbajul Java este “case-sensitive”, adica face diferenta intre literele mici si literele mari. De aceea, identificatorii sunt diferiti in functie daca sunt scrisi cu litere mici si mari.

7/27/2010 22

Cuvintele-cheie (keywords) sunt identificatori speciali, cu inteles predefinit, care pot fi utilizati numai in constructii sintactice in care sunt specificati. De exemplu: if, while etc. Toate cuvintele-cheie se scriu numai cu litere mici.

Separatori

Separatorii au rolul de a separa unitatile sintactice:

- Ca separatori “generali” se utilizeaza caracterele albe: spatiu (‘ ‘), TAB (‘\t’), sfarsit de linie (‘\n’) si comentariile.

- Separatorii specifici sun folositi, de exemplu, pentru a separa unele constructii sintactice: variabilele sunt separate prin caracterul virgula (‘,’). Alti separatori specifici sunt ( ) { } [ ] .

- Delimitatorii sunt folositi, de exemplu, pentru:

- a delimita sfarsitul unei instructiuni sau al unei declaratii -caracterul punct si virgula (‘;’);

- a delimita o constanta de tip caracter - caracterul apostrof (‘);

- a delimita constantele sir de caractere(ghilimelele).

7/27/2010 23

Comentarii

Comentariile sunt texte care vor fi ignorate de compilator, dar au rolul de a explicita si de a face mai lizibil pentru programator anumite secvente de program.

In Java exista trei tipuri de comentarii:

- o succesiune de caractere incadrata intre /* si */ ; aceste comentarii pot fi formate din mai multe linii;

- o succesiune de caractere pe mai multe linii care tin de documentatie, incadrate intre /** si */; textul dintre cele doua secvente este automat mutat in documentatia aplicatiei de catre generatorul automat de documentatie (javadoc);

- o succesiune de caractere care incepe cu // si se termina la sfarsitul unei singure linii.

7/27/2010 24

VariabileVariabila este o zona temporara de stocare, rezidenta in memoria RAM, care are un nume simbolic (identificator) si stocheaza un anumit tip de date. Ea poate fi modificata pe parcursul executiei programului.

In ciuda denumirii, in Java exista variabile care isi pot modifica valoarea si variabile care nu si-o pot modifica, numite variabile finale. Asupra variabilelor finale vom reveni ulterior dupa intelegerea conceptelor de clasa de obiecte.

Pentru utilizarea unei variabile intr-un program Java trebuie ca aceasta sa fie declarata. La declararea variabilei trebuie specificat numele simbolic al variabilei, tipul acesteia si, eventual, o valoare initiala care se atribuie variabilei.

7/27/2010 25

Tipurile primitive de date definite in Java

Un tip de date defineste multimea de valori pe care variabila poate sa le stocheze, modul de reprezentare a acestora in memorie, ca si setul de operatii pe care programul poate sa le realizeze cu aceste date.

In limbajul Java a fost exact definita modalitatea de reprezentare a tipurilor primitive de date in memorie. In acest fel, variabilele Java devin independente de platforma hardware si software pe care lucreaza.

De asemenea, Java defineste o valoare implicita pentru fiecare tip de date, in cazul in care variabila de un anumit tip nu a primit nici o valoare de la utilizator. Este o practica buna insa aceea ca programele sa nu depinda niciodata de aceste initializari implicite. Regula ar fi deci urmatoarea: nici o declararie fara initializare.

Limbajul Java accepta urmatoarele tipuri de baza: byte, short, int, long, float, double, char, boolean, void.

7/27/2010 26

Tabelul de mai jos prezinta o descrie generala a tipurilor primitive de date utilizate de Java.

Tip Valori Reprezentare in memorie

byte [-128, 127] Intreg pe 1 byte

short [-32768, 32767] Intreg pe 2 bytes

int [2.147.483.648, 2.147.483.648] Intreg pe 4 bytes

long [-263, 263 -1] Intreg pe 8 bytes

float 6 cifre semnificative [10-46, 1038] Virgula mobila pe 4 bytes

double 15 cifre semnificative [10-324, 10308] Virgula mobila pe 8 bytes

char coduri Unicod Pe 2 byte

boolean false sau true Pe un bit

7/27/2010 27

Tipul boolean este folosit pentru memorarea unei valori de adevar sau fals. In Java aceste doua valori le vom nota prin constantele (literali) true si respectiv false.

Orice variabila booleana nou creata primeste automat valoarea implicita false.

Tipul char este folosit pentru a reprezenta caractere de tip Unicode.

Orice variabila de tip caracter nou creata primeste automat ca valoare implicita caracterul null al codului Unicode, “\u0000’.

Tipurile de date intregi sunt folosite pentru memorarea unor valori intregi cu semn. Conventia folosita de Java pentru valorile intregi cu semn este reprezentarea in complement fata de doi. Tipurile de date intregi sunt: byte, short, int, long.

Orice variabila de tip intreg (byte, short, int si long) nou creata primeste automat valoarea implicita 0.

Tipurile de date reale sunt folosite pentru memorarea unor valori reale sub forma de mantisa si caracteristica. Tipurile de date reale sunt: float si double.

Valoarea implicita pentru variabilele de tip float este 0.0f, iar pentru variabilele de tip double este 0.0d.

7/27/2010 28

In Java sunt definite cateva valori reale speciale:

1. Valoarea NaN (Not a Number) se obtine atunci cand se efectueaza o operatie a carei rezultat nu este definit, de exemplu 0.0 / 0.0.

2. Valori folosite pe post de infinit pozitiv si negativ. Aceste valori pot rezulta in urma unor calcule.

Valorile descrise la pct. 1 si 2 sunt definite sub forma de constante si in ierarhia de clase predefinite Java, si anume in clasa java.lang.Float si respectiv in clasa java.lang.Double. Numele constantelor este: NaN, POSITIVE_INFINITY, NEGATIVE_INFINITY.

Pentru tipurile intregi si intregi lungi, precum si pentru tipurile flotante exista definite clase in ierarhia de clase predefinite Java si anume:

- java.lang.Integer - pentru tipul int;

- java.lang.Long - pentru tipul long;

- java.lang.Float - pentru tipul float;

- java.lang.Double - pentru tipul double.

7/27/2010 29

In fiecare dintre clase numerice prezentate sunt definite doua constante care reprezinta valorile minime si maxime pentru tipurile respective. Aceste doua constante se numesc in mod uniform MIN_VALUE si MAX_VALUE.

Tipul void

Tipul void este un tip special, pentru care multimea valorilor este vida. Acest tip se utilizeaza cand este necesar sa se specifice absenta oricarei valori. De exemplu: pentru tipul de data a metodelor care nu intorc nici un rezultat, cum a fost cazul metodei main ().

ConstanteO constanata este folosita pentru a exprima in program o valoare pe care o poate lua tipurile primitive de date si tipul sir de caractere.

Constantele intregi pot fi reprezentate in baza 10, 16 sau 8. Constantele intregi pot fi intregi normale sau lungi. Constantele lungi se recunosc prin faptul ca se termina cu sufixul l sau L.

Pentru a reprezenta o constanta intreaga in baza 16 trebuie sa se adauge prefixul 0x sau 0X in fata numarului.

Pentru a reprezenta o constanta intreaga in baza 8 trebuie sa se adauge prefixul 0 (cifra zero) in fata numarului.

7/27/2010 30

Constantele reale care se pot reprezenta in memoria calculatorului sunt numere rationale din intervalele specificate la tipurile float si double. Constantele reale pot fi specificate in notatia obisnuita sau in format stiintific.

Sufixul care indica tipul float poate fi f sau F iar sufixul care indica tipul doublepoate fi d sau D. Daca nu este specificat nici un sufix, valoarea implicita este de tip double.

Constantele de tip caracter sunt utilizate pentru a reprezenta caracterele Unicode.

Reprezentarea se face fie folosind o litera sau o cifra, fie o secventa escape.

Caracterele care au reprezentare grafica pot fi scrise intre apostroafe. Pentru cele care nu au reprezentare grafica, se folosesc secventele escape sau secventele escape predefinite prezentate deja. Intern, Java interpreteaza constantele de tip caracter ca pe un numar (codul Unicode al caracterului respectiv). Ulterior, functiile de scriere vor transforma acest numar in caracterul corespunzator.

7/27/2010 31

Constantele de tip sir de caractere sunt cuprinse intre ghilimele. Caracterele care formeaza sirul de caractere pot fi caractere grafice sau secvente escape ca cele prezentate la constantele de tip caracter. Daca se doreste introducerea de caractere terminatoare de linie intr-un sir de caractere, atunci se foloseste secventa escape \n in sirul de caractere respectiv.

Observatie: Un sir de caractere este, de fapt, o instanta a clasei de obiecte Stringdeclarata standard in pachetul java.lang. Vom reveni asupra sirurilor de caractere intr-o lectie separata.

7/27/2010 32

Sintaxa folosita pentru declararea de variabile este:

<tip> <nume_v1> [= <expresie>] [, <nume_v2> [= <expresie2>] … ];

unde:

- <tip> - specifica tipul de data al variabilelor;

- <nume_v1>, <nume_v2>, … - specifica numele simbolic al variabilelor care se declara (adica, identificatorii);

- <expresie1>, <expresie2>, … - specifica o expresie de initializare; expresia trebuie sa fie evaluabila in momentul declararii; sunt optionale si sunt folosite pentru a atribui unor variabile anumite valori initiale.

Nota: Se pot declara simultan mai multe variabile de acelasi tip, separand numele lor prin virgula.

O variabila trebuie sa fie declarata imediat inainte de a fi folosita. Locul unde este declarata o variabila determina domeniul de vizibilitate si semnificatia ei.

Limbjul Java permite si definirea de constante. Modul cum se face definirea constantelor va fi prezentata intr-o lectie separata destinata descrieri atributelor statice.

7/27/2010 33

Exemple de declaratii de variabile ce pot fi folosite intr-un program:

int a, b=7, c=8;

char g;

float x=b*5.6, y;

Citirea datelor de la tastatura si afisarea datelor pe ecranIn limbajul Java nu exista instructiuni specializate pentru citirea/scrierea datelor. Aceste operatii se realizeaza prin intermediul unor metode existente in pachetele API ale limbajului. Intrarea si iesirea in Java se realizeaza cu ajutorul claselor de obiecte din pachetul predefinit java.io. Orice program care foloseste rutinele de intrare/iesire trebuie sa cuprinda instructiunea:

import java.io.*

Conceptul fundamental in operatiile de intrare/iesire in limbajul Java este fluxul de intrare/iesire (stream).

Daca stream-ul este de intrare, succesiunea de biti “curge” dinspre exterior (in acest caz, de la tastatura) catre memoria calculatorului.

Daca stream-ul este de iesire, secventa de biti “curge” dinspre memoria calculatorului catre exterior (in acest caz, catre ecran).

7/27/2010 34

Java ofera trei fluxuri predefinite pentru operatii I/O standard:

- System.in pentru intrarea standard de la tastatura;

- System.out pentru iesirea standard la ecranul calculatorului;

- System.err pentru fluxul de erori.

Pentru afisarea datelor la ecranul calculatorului se folosesc metodele print si println. Spre deosebire de C/C++ care dispun de un numar foarte mare de optiuni de formatare, afisarea in Java se face exclusiv prin concatenare de String-uri fara nici o optiune de formatare.

Observatie: String-urile sunt obiecte Java care descriu sirurile de caractere si le vom studia separat intr-o lectie viitoare. Sa retinem ca prin concatenarea a doua siruri se obtine un nou sir de caractere care uneste cele doua siruri initiale. Operatorul de concatenare a doua siruri de caractere folosit de Java este semnul + (plus).

Sintaxa folosita la apelul metodei print este:

System.out.print (<expresie>); unde:

- <expresie> - este numele unei variabile de un tip de data sau este o expresie care foloseste operatorul de concatenare pentru siruri de caractere; daca nu toti operanzii din expresie sunt siruri de caractere, ci alte tipuri primitive de date atunci Java face o conversie temporara la tipul String.

7/27/2010 35

Efectul apelului metodei print este acela ca se realizeaza afisarea la ecran a variabilei data ca parametru si nu se face salt la o linie noua.

Sintaxa folosita la apelul metodei println este:

System.out.println (<expresie>); unde:

- <expresie> - este numele unei variabile de un tip de data sau este o expresie care foloseste operatorul de concatenare pentru siruri de caractere.

Efectul apelului metodei println este acela ca se realizeaza afisarea la ecran a variabilei data ca parametru si se face salt la o linie noua.

Metoda println se poate apela si fara parametrii, adica in forma:

System.out.println( );

caz in care se face numai un salt la o linie noua fara sa se afiseze nimic.

Se poate folosi urmatoarea combinatie de apeluri care este echivalenta cu println( ):

System.out.print(<expresie>);System.out.println();

7/27/2010 36

Pentru citirea datelor de la tastatura procedura este mai anevoioasa. Acest lucru se datoreaza in primul rand faptului ca programele java nu sunt concepute pentru a citi de la tastatura. In majoritatea cazurilor, programele Java isi preiau datele dintr-o interfata grafica, din forme HTML sau din fisiere.

Citirea datelor de la tastatura se realizeaza cu metoda readLine. Insa pentru citire trebuie sa construim un obiect BufferedReader dintr-un obiect InputStreamReader care la randul sau este construit din System.in. Descrierea detaliata a acestor obiecte o vom face intr-o lectie viitoare dupa intelegerea conceptelor de clase si obiecte.

Sintaxa folosita la apelul metodei readLine este:

<nume_obiect>.readLine(); unde:

- <nume_obiect> - reprezinta o variabila de tipul obiectului BufferedReader.

Efectul apelului metodei readLine este urmatorul: preia caracterele de la intrare pana cand intalneste un terminator de linie sau sfarsit de fisier. Metoda returneaza caracterele citite (din care extrage terminatorul de linie ) ca sir de caractere de tip String. Daca primul caracter citit este terminatorul de linie, atunci metoda readLinereturneaza valoarea null.

7/27/2010 37

Urmatorul program (Afiseaza.java) ilustreaza modul de folosire al metodelor println si readLine pentru afisarea si respectiv citirea unor siruri de caractere:

/*** Afiseaza.java*/package afiseaza;import java.io.*;public class Afiseaza {

public static void main(String[] args) throws IOException{

System.out.println("Bun venit in universul Java");System.out.print ("Introduceti un numar ");InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader br = new BufferedReader(isr);String s = br.readLine();int a = Integer.parseInt(s);System.out.println(s);

}}

7/27/2010 38

Nota: Metoda Integer.parseInt(s) aplicata sirului de caractere de la intrare realizeaza conversia sirului de caractere s intr-un numar intreg de tip int. Pentru a converti un sir de caractere la un numar de tip double se poate folosi metoda Double.parseDouble(), iar pentru a converti un sir de caractere la un numar de tip float se poate folosi metoda Float.parseFloat(). Asupra acestor metode vom reveni in lectia despre siruri de caractere.

Observatie: Clauza throws utilizata in antetul metodei main este folosita pentru a specifica toate exceptiile (erorile) de I/O care nu sunt tratate in cadrul metodei mainci de catre alte metode din clasele java.io.*. Modurile de tratare a exceptiilor (erorilor) vor fi descrise intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 39

Metoda System.in.read() citeste urmatorul caracter din fluxul de intrare (care poate contine mai multe caractere citite de la tastatura) si returneaza caracterul citit ca un intreg (cuprins intre 0 si 65535) sau -1 daca s-a intalnit terminatorul de linie (caracterul ‘\r’- carriage return).

Programul urmator (Afiseaza1.java) ilustreaza modul de folosire a acestei metode:

import java.io.*;public class Afiseaza1 {

public static void main(String[] args) throws IOException{ char b;

System.out.println("Bun venit in universul Java");b = (char) System.in.read();System.out.println(b);

}}

7/27/2010 40

Navigatorul proiectului Fereastra de editare a coduluiFereastra de afisare a datelor de iesire si de introducere a datelor de la tastatura

Interfata IDE NetBeans 5.0

7/27/2010 41

Crearea unui proiect Java folosind IDE NetBeans

Pasul 1 - Alegerea tipului de proiect java

7/27/2010 42

Pasul 2 - Stabilirea numelui si a locatiei proiectului

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- expresii si operatori; prioritatea operatorilor si evaluarea

expresiilor; conversii implicite si explicite;

- instructiuni simple si blocuri de instructiuni;

- structuri fundamentale de control: instructiunea if; instructiunea switch, instructiunea while, instructiunea do-while, instructiunea for, instructiunile break si continue.

7/27/2010 2

Expresii si operatoriO expresie este compusa dintr-o succesiune de operanzi, legati prin operatori.

Un operand poate fi o constanta, o variabila, un apel de metoda, o expresie incadrata intre paranteze rotunde.

Operatorii desemneaza operatiile care se executa asupra operanzilor si pot fi grupati pe categorii, in functie de tipul operatiilor realizate.

Operatorii limbajului Java sunt unari (se aplica unui singur operand) sau sunt binari (se aplica asupra a doi operanzi).

A. Operatorii aritmetici

Operatorii aritmetici sunt: ‘*’ - inmultirea; ‘/’ - impartirea; ‘%’ - restul impartirii intregi; ‘+’ - adunarea; ‘-’ - scaderea.

De asemenea este folosit operatorul unar ‘-’ (minus) pentru schimbarea semnului, precum si operatorul unar ‘+’ (plus) (introdus pentru simetrie).

7/27/2010 3

Nota:

1. Operatorul ‘%’ nu poate fi aplicat decat operanzilor intregi.

2. Operatorul ‘/’ poate fi aplicat atat operanzilor intregi, cat si operanzilor reali, dar functioneaza diferit pentru operanzii intregi, fata de operanzii reali. Daca cei doi operanzi sunt numere intregi, operandul ‘/’ are ca rezultat catul impartirii intregi (fara parte fractionara). Daca cel putin unul dintre cei doi operanzi este un numar real, operandul ‘/’ furnizeaza rezultatul impartirii reale (cu parte fractionara).

De exemplu:

1. Fie declaratiile de variabile:

int a=5, b=7

float x=3.5

Expresie Rezultatb%2 1a/2 2x/2 1.75

7/27/2010 4

B. Operatorii de incrementare/decrementare

Operatorul de incrementare este ‘++’. Operatorul de decrementare este ‘--’. Acesti operatori sunt unari si au ca efect marirea (respectiv micsorarea) valorii operandului cu 1.

Limbajul Java permite doua forme pentru operatorii de incrementare / decrementare: forma prefixata (inaintea operandului) si forma postfixata (dupa operand).

Instructiunile care urmeaza incrementeaza variabila total cu 1:

total++;++total;

Instructiunile care urmeaza decrementeaza variabila total cu 1:

total--;--total;

In cazul cand se foloseste operatorul de incrementare / decrementare in forma prefixata (inaintea operandului), limbajul Java va incrementa / decrementa mai intai valoarea variabilei si apoi va utiliza variabila intr-o alta expresie.

In cazul cand se foloseste operatorul de incrementare / decrementare in forma postfixata (dupa operand), limbajul Java va utiliza mai intai valoarea variabilei intr-o alta expresie si apoi va efectua operatia de incrementare / decrementare.

7/27/2010 5

De exemplu, daca valoarea curenta a lui x este 5, atunci:

- evaluarea expresiei 3 * ++x conduce la rezultatul 18;

- evaluarea expresiei 3 * x++ conduce la rezultatul 15,

dupa care valoarea lui x va fi in ambele cazuri 6.

Operatorii de incrementare / decrementare pot fi aplicati operanzilor intregi, operanzilor in virgula mobila si operanzilor de tipul char.

C. Operatori relationali

Operatorii relationali sunt operatori binari si desemneaza relatia de ordine in care se gasesc cei doi operanzi: <, >, <=, >=.

Rezultatul aplicarii unui operator relational este true daca cei doi operanzi sunt in relatia indicata de operator, si false, altfel.

De exemplu, expresiile logice:

4 > 6 are ca rezultat valoarea false,

8 <= 3+13 are ca rezultat valoarea true.

Un alt operator relational este instanceof care testeaza daca un anumit obiect este sau nu instanta a unei anumite clase de obiecte (adica, apartine unei clase de obiecte).

7/27/2010 6

De exemplu:

Object o = new Object( );

String s = new String( );

o instanceof Object - are ca rezultat valoarea true,

s instanceof String - are ca rezultat valoarea true

o instanceof String - are ca rezultat valoarea false.

D. Operatori de egalitate

Operatorii de egalitate sunt folositi pentru testarea unei egalitati sau inegalitati intre doua valori. Sunt operatori binari si arata relatia de egalitate (==) sau inegalitate (!=).

Rezultatul aplicarii unui operator de egalitate este true, daca cei doi operanzi sunt in relatia indicata de operator si false altfel.

De exemplu, expresiile logice:

5 == 2+3 are ca rezultat valoarea true,

5 != 2+3 are ca rezultat valoarea false.

7/27/2010 7

E. Operatori logici se aplica asupra unor operanzi de tip boolean.

Exista trei operatori logici globali:

- negatia logica (not) reprezentata cu !;

- conjunctie logica (si) reprezentata cu &&;

- disjunctie logica (sau) reprezentata cu | | .

Rezultatul aplicarii operatorilor logici este tot boolean. Iata toate posibilitatile de combinare:

true && true == true ! true == false

true && false == false ! false = true

false && true == false

false && false == false

true | | true == true

true | | false == true

false | | true == true

false | | false == true

7/27/2010 8

Nota: O regula importanta este ca operatorii logici && si | | folosesc evaluarea booleana partiala (scurcircuitata). Aceasta inseamna ca daca rezultatul poate fi determinat evaluand prima expresie, a doua expresie nu mai este evaluata.

De exemplu, in expresia:

x != 0 && 1/x != 5

Daca x este 0, atunci prima jumatate are valoarea false. Aceasta inseamna ca rezultatul conjunctiei va fi fals, deci a doua expresie nu mai este evaluata.

F. Operatori la nivel de biti

Operatorii logici pe biti se aplica numai operanzilor intregi (de tipul byte, short, intsi long) si au acelasi rezultat ca si operatiile logice studiate (negatie, conjunctie, disjunctie si disjunctie exclusiva) dar bit cu bit. De fapt, operatorii se aplica reprezentarii binare a numerelor implicate

7/27/2010 9

Operatorii logici pe biti sunt:

Operator Denumire Tip~ Complementare (negatie) pe biti unar& Conjunctia logica (si) pe biti binar^ Disjunctie exclusiva (sau exclusiv) pe biti binar| Disjunctie logica (sau) pe biti binar

Rezultatul aplicarii operatorilor de complementare pe biti, de disjunctie logica pe biti si de conjunctie logica pe biti este acelasi cu cel prezentat la operatorii logici globali, daca consideram ca 1 ar reprezenta adevarul si 0 falsul. Rezultatul aplicarii operatorului de disjunctie exclusiva pe biti este:

^ 0 1

0 0 1

1 1 0

7/27/2010 10

Operatiile logice la nivel de biti constau in aplicarea operatiei respective perechilor de biti de pe pozitii egale in cele doua numere (cu exceptia operatiei de negare care este unara). In situatia in care numerele nu au reprezentare binara de aceeasi lungime, reprezentarea mai scurta este completata cu zerouri nesemnificative (inserate in fata reprezentarii) pana se obtin dimensiuni egale.

Iata cateva exemple de folosire:

3 | 4 == 7 5 ^ 7 == 2

3 0…011 5 0…1014 0…100 7 0…111

--------- ---------7 0…111 2 0…010

5 & 7 == 5 ~5 == -6

5 0…101 5 0…01017 0…111 ----------

--------- -6 1…10105 0…101

7/27/2010 11

Operatorii de deplasare pe biti au ca efect deplasarea reprezentarii interne binare a primului operand cu semn spre stanga (<<) cu n pozitii, spre dreapta (>>) cu n pozitii sau deplasarea primului operand fara semn spre dreapta (>>>) cu n pozitii. Numarul n de pozitii care se deplaseaza este specificat de cel de-al doilea operand.

La deplasarea la stanga (<<), pozitiile ramase libere in dreapta se completeaza cu 0.

La deplasarea la dreapta (>>), in pozitiile ramase libere in stanga se copiaza in mod repetat bitul de semn.

La deplasarea la dreapta fara semn (>>>), pozitiile ramase libere in stanga se completeaza cu 0.

Observatie:

1. Expresia x << n are ca efect inmultirea operandului x cu 2n. Expresia x >> n are ca efect impartirea intreaga a operandului x cu 2n. Aceasta afirmatie este valabila pentru numere intregi pozitive.

De exemplu:

5 >> 1 = 2 adica reprezentarea binara 101 devine dupa deplasarea cu un bit la dreapta 010.

5 << 1 = 10 adica reprezentarea binara 101 devine dupa deplasarea cu un bit la stanga 1010.

7/27/2010 12

H. Operatori de atribuire

Operatorii de atribuire sunt operatori binari care permit modificarea valorii unei variabile.

Exista un operator de atribuire simplu (=) si 10 operatori de atribuire compusi cu ajutorul operatorului ‘=‘ si al unui alt operator binar (aritmetic sau logic pe biti).

O varianta de sintaxa folosita este:

<nume_variabila> = <expresie>

Efectul aplicarii operatorului este: Se evalueaza <expresie>, apoi se atribuie variabilei <nume_variabila> valoarea expresiei.

Nota: <expresie> poate fi la randul ei o expresie de atribuire, caz in care se realizeaza o atribuire multipla. Atunci cand compilatorul intalneste o operatie de atribuire multipla, el atribuie valorile de la dreapta la stanga.

<nume_variabila1> = <nume_variabila2> = … = <nume_variabilan> = <expresie>;

Se foloseste atunci cand se doreste sa se atribuie aceeasi valoare mai multor variabile.

7/27/2010 13

De exemplu:

total = 0;suma = 0;a = 0;

folosind atribuirea multipla rezulta:

total = suma = a = 0

A doua varianta de sintaxa folosita este:

<nume_variabila> <operator_binar> = <expresie>;

unde:

- <operator_binar> - este din multimea {*, /, %, +, -, <<, >>, &, |, ^}.

Efectul aplicarii operatorilor de atribuire compusi este echivalent cu instructiunea:

<nume_variabila> = <nume_variabila> <operator_binar> <expresie>;

7/27/2010 14

De exemplu instructiunile:

total = total + 100;jumatate = jumatate/2;b = a = a*2;

sunt echivalente cu:

total+ =100;jumatate/ =2;b = a* = 2;

I. Operatorul de concatenare ( + ) de siruri de caractere este un operator binar folosit pentru lipirea mai multor siruri de caractere

La concatenarea sirurilor de caractere, lungimea sirului rezultat este suma lungimii sirurilor care intra in operatie. Carcterele din sirul rezultat sunt caracterele din primul sir, urmate de cele dintr-al doilea sir in ordine. Daca cel de-al doilea operand este un tip primitiv de data, acesta este convertit la un sir de caractere care sa reprezinte valoarea operandului.

De exemplu:

“Acesta este” + “un sir” este echivalent cu “Acesta este un sir”

“Variabila a are valoarea ” + 3 este echivalent cu “Variabila are valoarea 3”

7/27/2010 15

J. Operatorul conversie de tip (sau conversie explicita de tip sau cast) este un operator unar utilizat pentru a genera o variabila temporara de un nou tip.

Rezultatul unui cast este valoarea operandului convertita la noul tip de data exprimat de cast.

O conversie explicita de tip (un cast) este de forma:

(<tip_nou>) <expresie>

unde:

- <tip_nou> - este noul tip de data al expresiei <expresie> altul decat cel declarat initial sau implicit;

- <expresie> - este o variabila sau o expresie care se doreste a fi convertita la tipul nou.

De exemplu, in secventa de instructiuni:

double f = 7.8;

int i = (int)f;

valoarea variabilei f este convertita la o valoare intreaga si anume 7, si noua valoare este atribuita variabilei i.

7/27/2010 16

Observatie: Nu toate cast-urile sunt valide in Java. Vom reveni la descrirea conversiilor explicite intr-un paragraf separat a acestei lectii.

K. Operatorul conditional ?:

Operatorul conditional examineaza o conditie si returneaza o valoare daca conditia este adevarata si alta daca conditia este falsa.

Sintaxa operatorului conditional este:

(<conditie>) ? <rezultat_adevar> : <rezultat_fals>

unde:

- <conditie> - o expresie de evaluat ;- <rezultat_adevar> -rezultatul returnat daca conditia are valoarea true; - <rezultat_fals> - rezultatul returnat daca conditia are valoarea false.

De exemplu:

int i = 5;

int j = 4;

double f = (i < j) ? 100.5 : 100.4;

Instructiunea este similara unei instructiuni if-else.

7/27/2010 17

Prioritatea operatorilor si evaluarea expresiilor

Ordinea in care are loc efectuarea prelucrarilor determinate de operatori este data in urmatorul tabel de prioritati (de la prioritate maxima la prioritate minima):

Categorie operator Exemple de operatori din categorie

Regula de asociativitate la prioritate egala

Operatori de referinta . [ ] Stanga la dreapta

Unari ++ -- ! operatorii + si - unari cast-ul

Dreapta la stanga

Multiplicativi * / % Stanga la dreapta

Aditivi + - Stanga la dreapta

Deplasare pe biti << >> >>> Stanga la dreapta

Relationali < <= > >= instanceof Stanga la dreapta

Egalitate == != Stanga la dreapta

AND pe biti & Stanga la dreapta

XOR pe biti ^ Stanga la dreapta

OR pe biti | Stanga la dreapta

7/27/2010 18

Categorie operator Exemple de operatori Regula de asociativitate la prioritate egala

AND logic && Stanga la dreapta

OR logic | | Stanga la dreapta

Conditional ?: Dreapta la stanga

Atribuire = si cei 10 operatori de atribuire compusi

Dreapta la stanga

Prioritati ale operatorilor - continuare

Evaluarea expresiilor

Evaluarea unei expresii presupune calculul valorii expresiei, prin inlocuirea in expresie a fiecarei variabile cu valoarea ei si a fiecarei functii cu valoarea returnata de functia respectiva si efectuarea operatiilor specificate de operatori. In timpul evaluarii expresiei se tine cont de existenta parantezelor, de asociativitate si de prioritatea operatorilor:

1. In cadrul unei expresii fara paranteze, se efectueaza operatiile in ordinea prioritatii operatorilor;

2. La prioritate egala, operatorii “vecini” actioneaza conform regulilor de asociativitate prezentate in tabelul de mai sus.

3. Utilizarea parantezelor rotunde este mai puternica decat prioritatea operatorilor.

7/27/2010 19

De exemplu, programul urmator (operatori.java) ilustreaza cativa operatori Java inclusiv operatorul de concatenare pentru sirurile de caractere care se afiseaza la ecran./** Utilizarea operatorilor. */public class operatori{

public static void main(String[] args){

int a = 6, b = 7, c = 3;System.out.println("a=" + a); System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c);System.out.println(); b += c;System.out.println("a=" + a); System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c); System.out.println(); c++;System.out.println("a=" + a); System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c); System.out.println();

7/27/2010 20

++a;System.out.println("a=" + a); System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c);System.out.println(); b = ++a - c++;System.out.println("a=" + a);System.out.println("b=" + b); System.out.println("c=" + c);System.out.println();

}}

In urma executiei programului “operatori.class” pe ecran sunt afisate valorile:a=6 a=7b=7 b=10c=3 c=4

a=6 a=8b=10 b=4c=3 c=5

a=6b=10c=4

7/27/2010 21

ConversiiJava acorda o atentie deosebita tipurilor. Fiecare expresie are un tip ce poate fi dedus din structura expresiei si din tipul operanzilor ce intra in alcatuirea sa: constante, variabile si apeluri de metode. Sunt insa permise, in anumite conditii bine precizate, conversii de la un tip la un alt tip.

Conversiile pot aparea in urmatoarele situatii:

- la atribuire, cand tipul unei expresii trebuie convertit la tipul variabilei ce primeste valoarea expresiei;

- la apelul unei metode cand are loc transferul parametrilor actuali (reali) catre parametrii formali;

- la conversii ce implica tipul String: ori ce tip poate fi convertit la tipul String;

- la evaluarea unei expresii aritmetice: operanzii trebuie adusi la un tip comun, astfel incat expresia sa poata fi evaluata;

- la o conversie explicita.

7/27/2010 22

Conversii implicite la evaluarea expresiilor

In aceasta categorie intra conversiile efectuate automat, fara vreo precizare explicita in program.

Pentru tipurile primitive de date, urmatoarele conversii sunt implicite:

byte la short, int, long, float, double;short la int, long, float, double;int la long, float, double;char la int, long, float, double;long la float, double;float la double.

Regula conversiilor implicite la evaluarea expresiilor este: operandul care are un domeniu de valori mai restrans este convertit la tipul operandului care are multimea valorilor mai ampla.

7/27/2010 23

Observatii:

1. Unele din aceste conversii pot conduce la o pierdere a preciziei. De exemplu, la conversia unui long intr-un float, caz in care se pierde o parte din cifrele semnificative pastrandu-se insa ordinul de marime. Precizia se pierde si in cazul conversiei long la double sau int la float pentru ca, desi dimensiunea zonei alocate pentru cele doua tipuri este aceeasi, numerele flotante au nevoie de o parte din aceasta zona pentru a reprezenta exponentul. In aceste situatii, se va produce o rotunjire a numerelor convertite.

2. Conversiile implicite legate de tipul String se aplica numai operanzilor cu tipuri primitive asupra carora se aplica operatorul de concatenare (+); in acest caz operanzii de un anumit tip diferit sunt convertiti la String.

3. Conversiile implicite la tipul referinta vor fi abordate intr-o lectie viitoare.

Conversii implicite la operatia de atribuire

Pentru tipurile primitive sunt admise urmatoarele conversii implicite la atribuire:

- tipul char poate fi atribuit unei variabile de tip char, byte, short, int, long, float, double;

- tipul byte poate fi atribuit unei variabile de tip char, byte, short, int, long, float, double;

7/27/2010 24

- tipul short poate fi atribuit unei variabile de tip char, short, int, long, float, double;

- tipul int poate fi atribuit unei variabile de tip int, long, float, double;

- tipul long poate fi atribuit unei variabile de tip long, float, double;

- tipul float poate fi atribuit unei variabile de tip float, double;

- tipul double poate fi atribuit unei variabile de tipul double.

- tipul boolean nu poate fi atribuit la o variabila de alt tip.

Observatii:

1. Valorile de tip primitiv nu pot fi atribuite variabilelor de referinta si, la fel, valorile de tip referinta nu pot fi memorate in variabile de tip primitiv.

2. Conversiile implicite intre tipurile referinta vor fi descrise intr-o lectie viitoare dupa prezentarea tipului referinta si a conceptului de clasa de obiecte.

7/27/2010 25

Conversii explicite

Conversiile explicite sunt realizate de programator folosind operatorul de conversie explicita (sau cast-ul).

Pentru tipurile primitive sunt admise, in plus fata de cele implicite, urmatoarele conversii explicite:

byte la chart;char la byte, short;short la byte, char;int la byte, short, chart;long la byte, short, char, int, long;float la byte, short, char, int, long;double la byte, short, char, int, long, float.

Conversiile explicite pot produce pierderi de precizie si, de asemenea, pot conduce la o modificare a ordinului de marime.

Observatii:

1.Nu se pot face conversii explicite intre valorile de tip referinta si valorile de tip primitiv.

2. Valorile de tip boolean nu pot fi convertite la nici un alt tip.

3. Conversiile explicite intre tipurile referinta vor fi descrise intr-o lectie viitoare dupa prezentarea tipului referinta si a conceptului de clasa de obiecte.

7/27/2010 26

Instructiuni simple si blocuri de instructiuniO instructiune simpla este o singura instructiune, cum ar fi aceea prin care se atribuie o valoare unei variabile (instructiunea de atribuire) sau se apeleaza o metoda.

Un bloc de instructiuni (numit si instructiune compusa) este o secventa de instructiuni simple si declaratii de variabile locale. Aceste instructiuni se executa in ordinea in care apar in interiorul blocului. Sintactic, blocurile de instructiuni sunt delimitate de acolade. Blocurile de instructiuni pot fi incluse (imbricate) in cadrul altor blocuri de instructiuni.

Sintaxa unui bloc de instructiuni este:

{<declaratii_de_variabile_locale>;<instructiune_1>;<instructiune_2>;…<declaratii_de_variabile_locale>;<instructiune_n>;

}

unde:

- <declaratii_de_variabile_locale> - reprezinta instructiuni de declarare a unor variabile locale; o instructiune de declarare poate sa apara oriunde in interiorul unui bloc.

7/27/2010 27

Nota: Declaratiile de variabile locale care apar intr-un bloc sunt valabile numai in interiorul blocului, din momentul declararii lor pana la sfarsitul blocului.

Instructiunea vida este o instructiune care nu executa nimic. Ea este formata numai din ; si se foloseste atunci cand este obligatoriu sa avem o instructiune, dar nu dorim sa executam nimic in acea instructiune.

Structuri fundamentale de control

A. Structuri alternative (de decizie)

Instructiunea ifSintaxa instructiunii este:

if (<expresie>) <instructiune_1>;

[else <instructiune_2>];

unde:

- <expresie> - specifica expresia de evaluat;

- <instructiune_1>, <instructiune_2> - specifica instructiunile (simple sau compuse) de executat.

7/27/2010 28

Semantica: se evalueaza <expresie> si daca valoarea expresiei este true, se executa <instructiune_1>, altfel se executa <instructiune_2>.

Nota: Instructiunea if poate sa faca parte dintr-o alta instructiune if sau else, adica instructiunile if pot fi incluse (imbricate) in alte instructiuni if.

De exemplu, urmatorul program (denumit arie_triunghi.java) testeaza daca trei numere pot forma laturile unui triunghi si daca da calculeaza aria triunghiului folosind formula lui Heron.

/** Utilizarea instructiunii if pentru determinarea ariei triunghiului*/import java.io.*;public class arie_triunghi{public static void main(String[] args) throws IOException

{double x, y, z, p, aria;String s;System.out.print ("Introduceti x= ");InputStreamReader isrx = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader brx = new BufferedReader(isrx);s = brx.readLine();x = Double.parseDouble(s);

7/27/2010 29

System.out.print ("Introduceti y= ");InputStreamReader isry = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader bry = new BufferedReader(isry);s = bry.readLine();y = Double.parseDouble(s);System.out.print ("Introduceti z= ");InputStreamReader isrz = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader brz = new BufferedReader(isrz);s = brz.readLine();z = Double.parseDouble(s);if (x<=0 || y<=0 || z<=0)

System.out.println("Numerele introduse nu sunt laturi ale unui triunghi");else

if (x+y<=z || x+z<=y || y+z<=x) System.out.println("Numerele introduse nu sunt laturi ale unui triunghi");

else{p = (x+y+z)/2;aria = Math.sqrt(p*(p-x)*(p-y)*(p-z));System.out.println("Aria triunghiului = " + aria);

}}

}

7/27/2010 30

Observatie: Metoda sqrt() face parte din clasa de obiecte Math care este implementata in pachetul java.lang. Metoda sqrt() este de tip double si are un parametru de tip double.

Instructiunea switchSintaxa instructiunii este:

switch (<expresie>){ case <constanta_1> : <grup_de_instructiuni_1>;

case <constanta_2> : <grup_de_instructiuni_2>;…

case <constanta_n> : <grup_de_instructiuni_n>;[default: <grup_de_instructiuni_n+1>;]

}

unde:

- <expresie> - specifica variabila sau expresia de evaluat;

- <constanta_1>, <constanta_2>, …, <constanta_n> - specifica valorile constantelor cu care se face compararea rezultatului evaluarii expresiei;

- <grup_de_instructiuni_1>, … - o instructiune sau un grup de instructiuni care se executa in cazul in care o alternativa case se potriveste.

7/27/2010 31

Semantica: se evalueaza <expresie>; se compara succesiv valoarea expresiei cu valorile constantelor <constanta_1>, <constanta_2>, …, <constanta_n> din alternativele case:

- daca se intalneste o constanta din alternativa case cu valoarea expresiei, se executa secventa de instructiuni corespunzatoare si toate secventele de instructiuni care urmeaza, pana la intalnirea instructiunii break sau pana la intalnirea acoladei inchise (}) care marcheaza sfarsitul instructiunii switch;

- daca nici una dintre valorile constantelor din alternativa case nu coincide cu valoarea expresiei, se executa secventa de instructiuni din alternativa default (alternativa implicita sau prestabilita).

Observatii:

1. Spre deosebire de if-else, care permite selectarea unei alternative din maximum doua posibile, switch permite selectarea unei alternative din maximum n+1 posibile.

2. In instructiunea if-else se executa instructiunea (instructiunile) corespunzatoare valorii expresiei si atat, in timp ce in instructiunea switch se executa si toate secventele de instructiuni ale alternativelor case urmatoare.

7/27/2010 32

Nota: Mai general, o alternativa poate avea mai multe valori, ca in exemplul urmator:

case 1 : case 2 : case 3: case 5: a=b; b=c; c= a;

Instructiunea break din switch

Sintaxa instructiunii este:

break;

Semantica: determina iesirea neconditionata din instructiunea switch, adica opreste executia secventelor de instructiuni ale alternativelor case urmatoare.

Exemplu urmator (vocale_consoane.java) citeste de la tastatura o litera si determina daca aceasta este o vocala sau o consoana.

7/27/2010 33

// Exemplu pentru instructiunea switchimport java.io.*;public class vocale_consoane{

public static void main(String[] args) throws IOException{

System.out.print("Introduceti o litera mica: ");char c = (char) System.in.read();System.out.print(c + ": ");

switch(c){ case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u': System.out.println("vocala");

break;case 'y': case 'w': System.out.println("Uneori vocale ");

break; //doar in limba engleza!default: System.out.println("consoana");

} }

}

7/27/2010 34

B. Structuri repetitive (iterative)

Instructiunea whileSintaxa instructiunii este:

while (<expresie>)

<instructiune>;

unde:

- <expresie> - specifica expresia de testat;

Semantica: se evalueaza <expresie>:

- daca valoarea expresiei este false se iese din ciclul while;

- daca valoarea expresiei este true, se executa instructiunea atita tip cat valoarea expresiei este true.

7/27/2010 35

Nota:

1. Daca testul initial este false, instructiunea din cadrul ciclului nu este executata niciodata.

1. Pentru ca ciclul sa nu fie infinit, este obligatoriu ca una din instructiunile care se executa in ciclul while sa modifice cel putin una dintre variabilele care intervin in <expresie>, astfel incat aceasta sa poata lua valoarea false sau sa contina o operatie de iesire neconditionata din ciclu folosind instructiunea break.

2. Instructiunea while poate contine o secventa de instructiuni si atunci aceasta secventa se grupeaza intr-o singura instructiune compusa (incadrata intre acolade).

Exemple:

1. Urmatorul program (suma_cifre.java) citeste de la tastatura un numar natural x (folosind fluxul de intrare System.in) si calculeaza suma cifrelor lui x.

Pentru a calcula suma cifrelor lui x se procedeaza astfel:

- pasul 1 - se obtine ultima cifra din numar (cifra unitatilor) ca fiind restul impartirii numarului x la 10 (x%10), iar aceasta cifra se adauga la suma;

- pasul 2 - se elimina din numar ultima cifra (n=n/10); cifra zecilor a devenit acum ultima cifra;

- pasul 3 - se repeta pasul 1 si pasul 2 pana cand numarul nu mai are cifre.

7/27/2010 36

/** Utilizarea instructiunii while pentru calculul sumeicifrelor unui numar natural x*/

import java.io.*;public class suma_cifre{

public static void main(String[] args) throws IOException{int x, suma=0;String s;System.out.print ("Introduceti numarul natural= ");InputStreamReader isrx = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader brx = new BufferedReader(isrx);s = brx.readLine();x = Integer.parseInt(s);while (x !=0)

{suma+=x%10; // adun la s ultima cifra a lui xx/=10; //elimin ultima cifra a lui x}

System.out.println("Suma cifrelor este: " + suma);}

}

7/27/2010 37

2. Urmatorul program (vocale_consoane1.java) citeste de la tastatura un sir de litere mici si determina daca acestea sunt consoane sau vocale. // Exemplu pentru instructiunea While - citire de litere si stabilire vocale sau consoane

import java.io.*;public class vocale_consoane1 {public static void main(String[] args) throws IOException

{char c;System.out.print("Introduceti litere mici despartite de spatii sau nu: ");c = (char) System.in.read();while (c !='\r' )

{switch(c)

{ case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u': System.out.println(c+":" +"vocala");

break;case 'y': case 'w': System.out.println(c+":" +"Uneori vocale ");

break; //doar in limba engleza!case ' ': break;default: System.out.println(c+":"+"consoana");}

c = (char) System.in.read();}

} }

7/27/2010 38

Instructiunea do-whileSintaxa instructiunii este:

do

<instructiune>;

while (<expresie>);

unde:

- <instructiune> - o instructiune simpla de executat;

- <expresie> - specifica expresia de testat (de evaluat);

Semantica: se executa instructiunea si apoi se evalueaza expresia:

- daca valoarea expresiei este false se iese din ciclul do-while;

- daca valoarea expresiei este true se executa instructiunea (din ciclul do-while) atita tip cat valoarea expresiei este adevarata.

7/27/2010 39

Nota:

1. Spre deosebire de instructiunea while, instructiunea do-while executa instructiunea specificata in corpul ciclului cel putin o data, chiar daca de la inceput valoarea expresiei este false, deoarece evaluarea expresiei se face dupa executia instructiunii.

2. Pentru ca ciclul sa nu fie infinit, este obligatoriu ca una din instructiunile care se executa in ciclul do-while sa modifice cel putin una dintre variabilele care intervin in <expresie>, astfel incat aceasta sa poata lua valoarea false sau sa contina o operatie de iesire neconditionata din ciclu folosind instructiunea break.

3. Instructiunea do-while poate contine o secventa de instructiuni si atunci aceasta secventa se grupeaza intr-o singura instructiune compusa (incadrata intre acolade).

Instructiunile while si do-while sunt folosite in functie de momentul la care dorim sa testam o conditie care determina efectuarea unor prelucrari repetate.

Cand este necesar sa testam o conditie inainte de efectuarea unor prelucari repetate atunci se foloseste instructiunea while.

Cand conditia depinde de la inceput de prelucrarile repetate din ciclu (prin urmare, este necesar sa fie testata dupa executarea prelucrarilor din ciclu) atunci se foloseste instructiunea do-while.

7/27/2010 40

Urmatorul program (cifra_control.java) citeste de la tastatura un numar natural x si calculeaza cifra de control a lui x. Cifra de control a unui numar natural se obtine calculand suma cifrelor numarului, apoi suma cifrelor sumei, s.a.m.d. pana la obtinerea unei singure cifre. De exemplu, pentru x = 335 calculam suma cifrelor 3+3+5 = 11. Cum suma nu este formata dintr-o singura cifra, repetam procedeul: 1+1=2. Deci 2 este cifra de control a lui 335.

/** Utilizarea instructiunii while pentru calculul cifrei de control a unui numar natural x */import java.io.*;public class cifra_control{

public static void main(String[] args) throws IOException{int x, suma=0;String s;System.out.print ("Introduceti numarul natural= ");InputStreamReader isrx = new InputStreamReader(System.in);BufferedReader brx = new BufferedReader(isrx);s = brx.readLine();x = Integer.parseInt(s);

7/27/2010 41

do{while (x !=0)

{suma+=x%10; // adun la s ultima cifra a lui xx/=10; //elimin ultima cifra a lui x}

System.out.println("Suma cifrelor numarului: " + suma);x = suma; //actualizez numarul cu suma cifrelor sumeisuma = 0;} while (x >9); // suma cifrelor sumei trebuie sa aiba o singura cifra

System.out.println("Cifra de control a numarului este: " + x);}

}

7/27/2010 42

Instructiunea forEste folosita pentru efectuarea unor prelucrari de un anumit numar de ori.

Sintaxa instructiunii este:

for (<valoare_initiala>; <conditie_sfarsit>; <valoare_increment>)

<instructiune>;

Instructiunea for foloseste, de obicei, o variabila denumita variabila de control care indica de cate ori s-a executat instructiunea (<instructiune>) din corpul ciclului. Instructiunea for contine patru sectiuni:

- sectiunea <valoare_initiala> atribuie variabilei de control o valoare initiala, care, de cele mai multe ori, este 0 sau 1;

- sectiunea <conditie_sfarsit> testeaza valoarea variabilei de control pentru a stabili daca programul a executat instructiunea de atatea ori cat s-a dorit;

- sectiunea <valoare_increment> adauga (scade), de obicei, valoarea 1 la variabila de control, de fiecare data, dupa ce se executa instructiunea din corpul ciclului; valoarea de incrementare sau decrementare poate fi diferita de 1;

- sectiunea <instructiune> reprezinta instructiunea (sau instructiunile) care se doreste (doresc) a fi repetata (repetate).

7/27/2010 43

Pentru intelegerea efectului instructiunii for, sa luam de exemplu urmatoarea instructiune for, care va afisa pe ecran numerele de la 1 la 10:

for ( contor = 1; contor <= 10; contor++)

System.out.println(contor);

In acest exemplu, contor este variabila de control a ciclului for. Instructiunea for se executa astfel:

- pasul 1: se atribuie valoarea 1 variabilei contor;

- pasul2: se evalueaza conditia (de sfarsit a ciclului) contor <= 10 :

- pasul 3: - daca contor > 10 (valoarea conditiei este false) se iese din

instructiunea repetitiva for;

- daca contor <= 10 (valoarea conditiei este true):

- se executa instructiunea imediat urmatoare (din corpul ciclului) care, in exemplul dat, este println ;

- se incrementeaza valoarea variabilei contor cu 1;

- se revine la pasul 2.

7/27/2010 44

Nota:

1. Instructiunea for poate contine o secventa de instructiuni si atunci aceasta secventa se grupeaza intr-o singura instructiune compusa (incadrata intre acolade).

2. Atat <valoare_initializare> cat si <valoare_increment> pot folosi operatorul virgula (,) pentru a permite expresii multiple. Urmatorul fragment de cod ilustreaza aceasta tehnica:

for (i = 0, sum = 0; i <= n; i++, sum +=i)

{

System.out.println(i + “\t” +sum);

}

2. Oricare dintre primele trei sectiuni care intervin in for poate sa fie omisa. Dar si in acest caz, caracterul separator punct si virgula (;) trebuie sa apara; daca <conditie_sfarsit> lipseste valoarea sa implicita este true.

3. Poate fi omisa si sectiunea de instructiuni din corpul ciclului (buclei) for, caz in care se spune ca avem o bucla for vida.

7/27/2010 45

Pentru a exemplifica instructiunea for, programul urmator (vocale_consoane_random.java) creaza 10 litere aleator si determina daca acestea sunt vocale sau consoane.

Metoda Math.random face parte din clasa Math care se gaseste in pachetul java.lang si este folosita in program pentru a genera o valoare aleatoare in intervalul [0, 1). Prin inmultirea valorii returnate de aceasta functie cu numarul de litere din alfabet (26 litere) se obtine un numar in intervalul [0, 26). Adunarea cu prima litera (‘a’, care are de fapt valoarea 97, codul ASCII al literei ‘a’) are ca efect transpunerea in intervalul [97, 123). In final se foloseste operatorul de conversie explicita de tip pentru a trunchia numarul la o valoare din multimea 97, 98, …, 122, adica un cod ASCII al unui caracter din alfabetul englez.

7/27/2010 46

// Program demonstrativ pentru instructiunea For - vocale/consoanepublic class vocale_consoane_random{

public static void main(String[] args){

for (int i = 0; i < 10; i++){

char c = (char) (Math.random() * 26 + 'a');System.out.print(c + ": ");switch(c){ case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u':

System.out.println("vocala");break;

case 'y': case 'w':System.out.println("Uneori vocale ");break;

default: System.out.println("consoana");}

} }

}

7/27/2010 47

Instructiunile break si continueInstructiunea break permite intreruperea instructiunilor care se repeta in corpul ciclului for, while sau do-while. De obicei, instructiunea break apare in cadrul unei instructiuni if, ca in exemplul urmator:

while (…){

…if (conditie)

{break;

}…

}

In cazul in care sunt doua cicluri imbricate, instructiunea break intrerupe doar ciclul cel mai interior.

Instructiunea breack etichetata este folosita cand sunt mai mult de doua cicluri imbricate. In acest, o anumita instructiune de ciclare este etichetata si instructiunea breack poate fi aplicata acelei instructiuni de ciclare, indiferent de numarul de cicluri imbricate.

7/27/2010 48

Un exemplu:

eticheta:while (…)

{while (…)

{…if (conditie)

{breack eticheta;

}}

}

Instructiunea continue permite terminarea iteratiei curente din ciclu for, while sau do-while si trecerea la urmatoarea iteratie a ciclului. Se aplica doar ciclului cel mai interior, in cazul ciclurilor imbricate.

7/27/2010 49

Urmatorul fragment de cod tipareste primele 50 de numere intregi, cu exceptia celor divizibile cu 10:

for (int i=1; i<=50; i++){

if (i%10 == 0){

continue;}System.out.println(i);

}

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- terminologia de baza pentru progrmarea orientata obiect: obiecte

reale si reprezentarea lor in calculator, proprietati (atribute) specifice, set de operatii specifice;

- programarea orientata obiect - gandire in termeni de obiecte: structura unui program orientat obiect; clasa de obiecte, atributele clasei, comportamentul clasei (metode);

- despre obiecte si referinte in Java: variabile de tip referinta; operatii care se pot aplica referintelor; declararea si crearea obiectelor; operatorul new; gestiunea memoriei si colectarea de gunoaie (garbage collection); transmiterea de parametrii referinta la obiecte catre metodele unui obiect;

- tipuri structurate de date - tablouri: declararea si crearea unui tablou unidimensional; declararea si crearea unui tablou bidimensional; lungimea tablourilor; transmiterea de parametrii tablou catre metodele unui obiect.

7/27/2010 2

Terminologia de baza pentru progrmarea orientata obiectObiectele fizice din lumea reala sau notiunile sunt reprezentate in memoria calculatorului in asa fel incat informatiile specifice lor sa fie pastrate la un loc si sa se poata prelucra ca un tot unitar.

1. Pentru a reprezenta in memoria interna obiecte fizice sau notiuni, este necesar sa analizam intergul set de proprietati (atribute) specifice fiecaruia dintre acestea si sa il reprezentam prin numere intr-o zona compacta de memorie.

Va trebui insa sa avem intodeauna o imagine clara a deosebirii fundamentale dintre un obiect fizic sau o notiune si reprezentarea acestora in memoria calculatorului. De exemplu, in memoria calculatorului este simplu sa cream un nou obiect, identic cu altul deja existent, prin simpla duplicare a zonei de memorie folosita de obiectul pe care dorim sa il duplicam. In realitate insa, este mult mai greu sa obtinem o copie identica a unui obiect fizic.

7/27/2010 3

2. Atunci cand analizam un obiect fizic sau o notiune pentru a le reprezenta in memoria calculatorului, trebuie sa analizam, nu numai proprietatile fiecaruia dintre acestea dar, si setul de operatii specifice care pot fi executate asupra lor sau cu ajutorul lor.

Setul de operatii specifice unui obiect real sau unei notiuni va fi reprezentat in memoria calculatorului avand in vedere valorile care formeaza proprietatile obiectului. Apoi, acest set de operatii va fi descompus in operatii numerice predefinite in calculator.

De exemplu, dorim sa reprezentam in memoria calculatorului un obiect care sa descrie o minge de forma sferica, de o anumita culoare si in spatiu.

Pentru aceasta reprezentare:

- vom defini o valoare pentru raza sferei, o valoare pentru culoarea mingii si 3 valori care sa reprezinte coordonatele x, y si z relativ la un sistem de axe dat; aceste valori numerice vor face parte din setul de proprietati ale obiectului minge.

- vom defini operatiile specifice obiectului minge, cum ar fi: mutarea in spatiu a obiectului si umflarea obiectului; de exemplu, la definirea operatiei care reprezinta mutarea in spatiu a obiectului minge este suficient sa folosim operatiile predefinite cu numere pentru a modifica valorile coordonatelor x, y, z.

7/27/2010 4

In concluzie, din punct de vedere al programarii calculatoarelor, un obiect este o reprezentare in memoria calculatorului:

- a proprietatilor, si

- a setului de operatii specifice unui obiect real sau unei notiuni.

Observatie: Descriere proprietatilor si a setului de operatii specifice ale obiectului depind de problema de rezolvat. In exemplul de mai sus, obiectul minge este insuficient descris si pentru a simula in calculator obiectul real este nevoie de proprietati suplimentare cum ar fi: materialul din care este confectionat mingea etc, precum si de multe operatii in plus, cum ar fi: aruncarea mingei, deformarea mingei etc.

Daca problema de rezolvat nu necesita anumite proprietati si operatii ale unui obiect real, este preferabil sa nu le definim in obiectul folosit pentru reprezentarea in memoria calculatorului. Cu alte cuvinte, vom defini acelasi obiect real in diferite feluri pentru a-l reprezenta in memoria interna, in functie de scopul probemei de rezolvat.

7/27/2010 5

Programarea orientata obiect - gandire in termeni de obiecteProgramarea orientata obiect (OOP - Object Oriented Programming) este, in principiu, un mod de a concepe un program. Ideea centrala a programarii orientate obiect este aceea de a organiza programele in asa fel incat sa oglindeasca modul in care sunt organizate obiectele din lumea reala.

Astfel, un program este considerat de OOP ca un set de obiecte care lucreaza impreuna intr-un mod prestabilit, cu scopul de a indeplini o sarcina.

De exemplu, programarea orientata obiect seamana intr-un fel cu asamblarea unui PC. Intern, fiecare din componentele calculatorului poate fi extrem de complexa, realizata de diferite firme care folosesc diferite metode de proiectare. Totusi nu trebuie sa stim cum functioneaza fiecare dintre aceste componente, ce rol are fiecare cip de pe placa etc. Fiecare componenta (obiect in OOP) este independenta, iar noi care asamblam sistemul general suntem interesati doar de modul cum aceste unitati interactioneaza:

- daca se va potrivi placa video in conectorul de pe placa de baza;

- daca va functiona monitorul impreuna cu acesta placa video;

- daca va sti fiecare componenta sa “dialogheze “ corect cu celelalte componente cu care interactioneaza, astfel incat sa se inteleaga unele cu altele etc. Realizarea sistemului final devine usoara o data ce cunoastem interactiunile dintre componente si putem sa le potrivim corect.

7/27/2010 6

Cea mai importanata dintre caracteristicile OOP o reprezinta clasa de obiecte.

O clasa este un model (un sablon) folosit pentru a crea mai multe obiecte inrudite care au aceleasi caracteristici (proprietati si set de operatii specifice). Obiectele individuale create poarta denumirea de instante ale clasei.

Un program, intr-un limbaj orientat obiect, defineste clase de obiecte folosite pentru a crea instante (obiecte) ale acestor clase. Cu aceste instante se va lucra direct in program in functie de problema de rezolvat.

De exemplu, fie clasa Femeie care descrie caracteristicile tuturor femeilor:

- inaltime;- greutate;- culoare ochi;- culoare par;- culoarea pielii;- varsta;- nume.

Clasa Femeie reprezinta un model abstract pentru conceptul de femeie. Pentru a reprezenta (in memoria calculatorului), de fapt, un anumit obiect din clasa Femeiecare sa poata fi utilizat direct intr-un program, trebuie sa cream instanta concreta a clasei Femeie. O clasa de obiecte nu poate fi utilizata direct in program.

7/27/2010 7

In figura de mai jos se prezinta clasa Femeie si mai multe obiecte (instante) create dupa acest model abstract:

Atributele (proprietatile) unei clase de obiecte

Atributele sau proprietatile reprezinta caracteristici care diferentiaza o clasa de obiecte de o alta si care descrie modul de prezentare si starea familiei de obiecte care formeaza clasa.

De exemplu, atributele unei clase ipotetice denumita Copil ar putea fi:

- culoare piele (alb, negru, galben etc);

- sex (barbatesc, femeiesc);

- starea de hrana (satul, flamand);

- dispozitie (cuminte, neastamparat).

Clasa Femeie

Regina Elisabeta Regina Maria Regina Margareta

7/27/2010 8

Intr-o clasa, atributele sunt descrise de variabile (campurile) care stocheaza diferite valori particulare ale atributelor. Le putem considera ca fiind echivalentul unor variabile globale pentru fiecare obiect al clasei.

Variabilele care definesc atributele unei clase sunt de doua tipuri:

- variabile de instanta;

- variabile de clasa.

O variabila de instanta este o valoare, stocata in memoria calculatorului, care defineste un atribut al unui anumit obiect. Clasa obiectului defineste ce fel de atribut este (spre exemplu: culoare piele) si fiecare instanta isi pastreaza propria valoare pentru acel atribut (spre exemplu: alb) . Variabilele de instanta mai sunt denumite si variabilele obiectului sau campurile obiectului.

Variabilele de instanta pot lua o singura valoare atunci cand se creaza un obiect care nu isi modifica atributele pe toata durata lui de existenta sau poate lua diferite valori atunci cand obiectul este folosit pe parcursul executiei programului.

7/27/2010 9

O variabila de clasa este o valoare, stocata in memoria calculatorului, care defineste un atribut al unei clase in ansamblul ei. Variabila se aplica clasei insesi si tuturor instantelor acesteia, deci pastreaza o singura valoare, indiferent cate obiecte ale clasei au fost create.

De exemplu, o variabila de clasa este variabila care pastreaza numarul de obiecte Copil ce traiesc intr-o comunitate. In acesata variabila de clasa este pastrata o singura valoare si fiecare obiect Copil poate accesa aceasta variabila.

Comportanentul unei clase de obiecte

Comportamentul unei clase de obiecte este dat de ansamblul operatiilor definite pentru acea clasa.

Comportamentul unei clase descrie ce obiecte ale clasei isi modifica atributele, precum si ce fac obiectele clasei atunci cand alte obiecte le cer sa faca ceva.

De exemplu, comportamentul unui obiect Copil ar putea fi:

- mananca lapte;

- sare din pat;

- se odihneste etc

7/27/2010 10

Comportamentul unei clase de obiecte este descris cu ajutorul metodelor.

Metodele sunt grupuri de instructiuni dintr-o clasa de obiecte (instructiuni scrise intr-un limbaj de programare) care actioneaza asupra acestei clase de obiecte sau asupra altor clase sau obiecte. Ele sunt folosite pentru a realiza diferite operatii (sarcini) in acelasi fel in care in alte limbaje de programare se folosesc functiile.

Obiectele comunica unele cu altele folosind metodele. O clasa sau un obiect poate apela metode dintr-o alta clasa sau obiect pentru mai multe motive, cum ar fi:

- pentru a raporta o modificare de atribute unui alt obiect;

- pentru a comunica altui obiect sa modifice ceva in legatura cu el;

- pentru a cere unui alt obiect sa faca ceva.

De asemenea, metodele unei clase sunt intodeauna aceleasi dar rezultatul aplicarii lor poate sa difere in functie de:

- valorile variabilelor obiectului asupra caruia au fost aplicate;

- unele valori exterioare obiectului denumite parametrii metodei.

Observatie: Nu are nici un rost sa transmitem ca parametrii ai unei metode valorile variabilelor unui obiect pentru ca acestea sunt intodeauna disponibile metodei.

7/27/2010 11

Metodele care descriu comportamentul unei clase sunt de doua tipuri:

- metode de instanta;

- metode de clasa.

Metodele de instanta sunt aplicate doar asupra unui obiect al clasei. O metoda de instanta efectueaza schimbari doar asupra unui obiect individual.

Metodele de clasa sunt aplicate unei clase in ansamblul ei si nu instantelor sale. Metodele de clasa sunt utilizate de obicei drept metode de uz general, care nu pot opera direct asupra unei instante a clasei, dar se potrivesc conceptual in cadrul clasei. De exemplu, clasa Math, definita in pachetul java.lang contine un set larg de operatii matematice definite ca metode de clasa. Nu exista instante ale clasei Math.

Vom reveni cu amanunte despre variabilele si metodele unei clase de obiecte intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 12

Despre obiecte si referinte in JavaIn primele lectii am descris cele opt tipuri primitive de date din limbajul Java impreuna cu operatiile care pot fi realizate pe variabile avand aceste tipuri. Toate celelalte tipuri de date din Java sunt referinte.

O variabila referinta in Java (numita simplu referinta) este o variabila care pastreaza adresa de memorie la care se afla un anumit obiect.

Nota: Exista o exceptie, in situatia in care o referinta nu puncteaza catre nici un obiect. In acest caz referinta va stoca valoarea null. Valoarea null reprezinta valoarea implicita atribuita automat oricarei variabile de tip referinta care nu a fost initializata. Limbajul Java nu permite referinte catre tipurile primitive (cum ar fi int sau float).

Categorii de operatii care se pot aplica variabilelor referinta

1. Prima categorie de operatii, cu variabile referinta, permite examinarea si manipularea valorii referinta. In Java, singurele operatii care sunt permise asupra referintelor (cu o singura exceptie pentru String-uri) sunt atribuirea prin intermediul operatorului = si comparatia prin intermediul operatorilor == si !=.

De exemplu, prin atribuirea nr2 = nr1 vom face ca nr2 sa refere acelasi obiect pe care il refera nr1, iar expresia nr1 == nr2 este adevarata, deoarece ambele referinte stocheaza aceeasi valoare a adresei de memorie la care se afla obiectul referit.

7/27/2010 13

Observatie: Alte limbaje de programare, cum ar fi C, definesc notiunea de pointercare este similar cu cel al unei variabile referinta. In limbajul C este permisa aritmetica pointerilor, pe cand in Java aceasta nu este permisa.

2. A doua categorie de operatii, cu variabile referinta, se aplica obiectului care este referit. Exista trei actiuni fundamentale care pot fi realizate:

- aplicarea unei conversii explicite de tip;

- accesul la o variabila a obiectului sau apelul unei metode prin operatorul punct (.);

- verificarea daca obiectul referit are un anumit tip cu ajutorul operatorului instanceof.

In Java, un obiect este orice variabila care nu este de tip primitiv. Variabilele obiect sunt manipulate prin referinte, spre deosebire de variabilele de tipuri primitive care sunt manipulate prin valoare.

Obiectul in sine este stocat undeva in memorie, iar variabila referinta stocheaza adresa de memorie a obiectului.Astfel, variabila referinta devine un nume pentru acea zona de memorie.

7/27/2010 14

Operatorul punct (.)

Este folosit pentru a apela o metoda care se aplica unui obiect. De exemplu, sa presupunem ca avem un obiect ce apartine clasei Cerc ( adica de tip Cerc) care defineste metoda arie. Daca variabila cerculMeu este o referinta catre un obiect de tip Cerc, atunci putem calcula aria cercului referit prin apelul metodei arie astfel:

Cerc cerculMeu;

Double arieCerc = cerculMeu.arie();

In terminologia OOP, atunci cand apelam o metoda a obiectului spunem ca “trimitem un mesaj” obiectului.

Operatorul punct poate fi folosit si pentru a accesa atributele individuale ale unui obiect, daca cel care a proiectat obiectul permite acest lucu.

7/27/2010 15

Declararea si crearea obiectelor

Declararea si crearea (initializarea) obiectelor se realizeaza in doi pasi de catre compilatorul Java:

1. Se declara o variabila referinta la obiect (instanta a unei clase). Prin declaratia unei referinte se aloca zona de memorie necesara stocarii referintei in sine (adica a unei adrese de memorie). In consecinta, dupa ce se declara o variabila referinta, aceasta va contine valoarea null, ceea ce inseamna ca referinta inca nu indica o instanta valida.

Sintaxa folosita pentru declararea unei variabile referinta catre un obiect este:

<nume_clasa> <nume_obiect>;

unde:

- <nume_clasa> - reprezinta numele clasei dupa modelul careia se doreste crearea unei instante;

- <nume_obiect> - reprezinta numele unei variabile referinta la un obiect oarecare de tipul <nume_clasa>; acesta variabila referinta la un obiect contine valoarea null.

2. Se aloca, efectiv, zona de memorie pentru obiectul declarat la pasul 1si se initializeaza obiectul cu ajutorul operatorului new. In acest fel, se creaza o noua instana a clasei date.

7/27/2010 16

Sintaxa folosita pentru alocarea memoriei si crearea efectiva a unei instante a clasei este:

<nume_obiect> = new <nume_constructor>(); sau<nume_obiect> = new <nume_constructor>(arg1, arg2, …);

unde:

- <nume_obiect> - reprezinta numele variabilei referinta declarata la pasul 1;

- <nume_constructor>() sau <nume_constructor>(arg1, arg2, …) - metoda speciala a clasei obiectului, numita constructor, care are acelasi nume cu cel al clasei obiectului urmat de paranteze rotunde goale sau care pot contine argumente; numarul si tipul argumentelor folosite sunt definite de clasa de obiecte.

Nota: Parantezele rotunde plasate dupa <nume_constructor> sunt importante si ele nu trebuie omise chiar daca sunt fara argumente.

Daca se foloseste prima forma a operatorului new, in care constructorul este urmat de paranteze goale, este creat un obiect simplu fara a se initializa anumite valori ale variabilelor de instanta; de regula acest tip de constructor este implicit.

Daca se foloseste a doua forma a operatorului new, in care constructorul este urmat de paranteze care contin argumente, atunci aceste argumente determina valorile initiale ale variabilelor de instanta sau ale altor variabile folosite de obiectul astfel creat.

7/27/2010 17

Nota: De cele mai multe ori programatorii combina declararea si crearea efectiva a obiectului intr-o singura instructiune, astfel:

<nume_clasa> <nume_obiect> = new <nume_constructor>(); sau

<nume_clasa> <nume_obiect> = new <nume_constructor>(arg1, arg2, …);

Iata cateva exemple in care constructorul este folosit fara argumente:

1.

Random nrAleatoare;

nrAleatoare = new Random();

sau

Random nrAleatoare = new Random();

2.

Copil c;

c = new Copil();

sau

Copil c = new Copil();

7/27/2010 18

Urmatoarele exemple prezinta modalitati de crearea a unor obiecte cu anumite valori initiale, adica folosind argumente in metoda speciala numita constructor:

1.

Punct pt = new Punct(0,0);

Obiectul de tip Punct cu numele pt este construit cu doua argumente pentru coordonatele initiale ale punctului.

2.

Cerc cerculMeu = new Cerc (0, 0, 10);

Obiectul de tip Cerc cu numele cerculMeu este construit cu trei argumente, doua pentru coordonatele initiale ale centrului si unul pentru lungimea razei.

7/27/2010 19

Un alt exemplu de creare a mai multor tipuri de obiecte care folosesc diferite tipuri de argumente impreuna cu operatorul new si metoda speciala a clasei numita constructor:

clasa Random, care face parte din pachetul java.util, creaza obiecte folosite pentru generarea de numere aleatoare intr-un program. Aceste obiecte sunt numite generatoare de numere aleatoare si au valori cuprinse in intervalul [0, 1).

De fapt, un obiect de tip Random extrage un numar dintr-o multime foarte mare de numere. Aceasta tehnica este denumita generare de numere pseudo-aleatoare si este folosita in diferite limbaje de programare.

Pentru a extrage un numar diferit din secventa de numere aleatoare, obiectul de tip Random trebuie sa primeasca o valoare initiala denumita “samanta” (“seed”). Aceasta “samanta” poate fi transmisa obiectului la construirea sa.

Programul urmator (NrAleator.java) creaza obiecte de tip Random folosind operatorul new in doua moduri cu si fara argumente ale constructorului.

7/27/2010 20

import java.io.*;import java.util.*;class NrAleator{

public static void main(String args[]){

Random r1, r2;r1 = new Random(); System.out.println("Valoarea aleatoare 1: " + r1.nextDouble());

// valoarea afisata se schimba int numar1 = (int) (r1.nextDouble() * 11);System.out.println("Intreg aleator 1 in intervalul 0 si 10: " + numar1);r2 = new Random(8600000); System.out.println("Valoarea aleatoare 2: " + r2.nextDouble());

// valoarea afisata nu se schimba int numar2 = (int) (r2.nextDouble() * 11);System.out.println("Intreg aleator 2 in intervalul 0 si 10: " + numar2);

}}

7/27/2010 21

Dupa executia programului, pe ecranul calculatorului se afiseaza:

Valoarea aleatoare 1: 0.6053135148135541Intreg aleator 1 in intervalul 0 si 10: 9Valoarea aleatoare 2: 0.7258826590374842Intreg aleator 2 in intervalul 0 si 10: 9

In acest exemplu doua obiecte Random diferite sunt create folosind argumente diferite pentru constructorul clasei Random introdus dupa operatorul new.

Primul obiect, cu numele r1, a fost creat cu new Random() fara argumente, deci acest obiect are ca “samanta” ceasul calculatorului (ora curenta).

Apelarea metodei nextDouble() a obiectului de tip Random produce extragerea urmatoarei valori din secventa de numere pseudo-aleatoare.

Valoarea obtinuta prin folosirea metodei nextDouble() difera de la o executie la alta a programului.

Al doilea, cu numele r2, a fost creat cu new Random(8600000) deci, cu un argument dat de un numar intreg. De aceea, numarul aleator obtinut prin folosirea metodei nextDouble() ramane intotdeauna acelasi, indiferent de cate ori se executa programul. Acest lucru poate fi folositor pentru crearea unor date de test pentru programe.

7/27/2010 22

Nota: In programul de mai sus s-au mai introdus doua instructiuni care inmultesc un numar aleator cu 11 si stocheaza produsul ca intreg:

int numar1 = (int) (r1.nextDouble() * 11);

int numar2 = (int) (r2.nextDouble() * 11);

Intregul continut de variabilele numar1 si numar2 va fi un numar aleator cuprins intre 0 si 10.

Rolul operatorului new

La folosirea operatorului new se executa urmatoarele:

- se creaza o noua instanta a clasei date;

- se aloca memorie pentru aceasta instanta;

- se apeleaza o metoda speciala a clasei numita constructor.

Constructorii reprezinta metode speciale pentru crearea si initializarea noilor instante ale claselor. Constructorii initializeaza noul obiect si variabilele sale, creaza orice alte obiecte de care are nevoie obiectul creat si realizeaza orice alte operatii de care obiectul are nevoie la initializarea sa.

7/27/2010 23

Intr-o clasa pot exista mai multe definitii de constructori, fiecare avand un numar diferit de argumente sau de tipuri.

Cand se foloseste operatorul new, se pot specifica diferite argumente in lista de argumente si va fi apelat constructorul corespunzator pentru acele argumente.

Intr-o clasa pot fi definiti oricati constructori se doresc pentru a implementa comportamentul clasei.

Detalii despre modul de lucru cu constructorii unei clase vom prezenta intr-o lectie viitoare. Sa retinem ca ei pot fi impliciti sau creati explicit intr-o clasa.

Gestiunea memoriei si colectarea de gunoaie (garbage collection)

Gestiunea memoriei in Java se face dinamic si automat. Atunci cand se creaza un obiect nou, Java aloca automat o zona de memorie de dimensiunea corespunzatoare obiectului. Nu trebuie sa se aloce explicit memorie pentru obiecte.

Deoarece gestiunea memoriei in Java se face automat, nu este nevoie sa dezalocam explicit memoria ocupata de obiect atunci cand am terminat de lucru cu aceasta. In Java cand un obiect din memorie nu mai este referit de nici o variabila, memoria pe care o consuma va fi eliberata automat. Aceasta tehnica se numeste colectare de gunoaie.

7/27/2010 24

Interpretarea operatorului de atribuire (=) pentru referinte

Daca x si y sunt referinte (de tipuri compatibile) atunci instructiunea

x = y

inseamna ca valoarea adesei stocata in y este transferata in variabila referinta x. Rezuta ca, dupa operatia de atribuire, x va referi acelasi obiect ca si y. Ceea ce se copiaza in acest caz sunt adrese. Obiectul pe care x il referea inainte de operatia de atribuire nu mai este referit de x dupa operatia de atribuire. Daca x a fost singura referinta catre acel obiect, atunci obiectul respectiv nu mai este referit de nici o variabila si este disponibil pentru colectarea de gunoaie.

Nota: Sa retinem faptul ca, obiectele nu se copiaza prin operatorul de atribuire (=).

De exemplu, secventa de instructiuni de mai jos:

Cerc cerc1 = new Cerc (0,0,10); // un cerc de raza 10

Cerc cerc2 = cerc1;

Ne spune ca s-a construit un singur obiect de tip Cerc, cu numele cerc1 (prima instructiune) si ca cerc2 este un alt nume dat pentru cerc1 (a doua instructiune).

Pentru a putea fi copiate obiecte se foloseste metoda clone(). Aceasta metoda va fi explicata intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 25

Transmiterea de parametrii referinta la obiecte catre metodele unui obiect

In Java transmiterea parametrilor se face prin valoare. Datorita acestui fapt, parametrii actuali (de apel) se transpun in parametri formali, din definitia metodei, folosind atribuirea obisnuita.

Daca parametrul transmis este un tip referinta, atunci se stie deja ca, prin atribuire, atat parametrul formal, cat si parametrul de apel vor referi acelasi obiect. Orice metoda aplicata obiectului referit prin parametrul formal este, implicit, aplicata si obiectului referit prin parametrului de apel.

7/27/2010 26

De exemplu, sa presupunem ca dorim sa modificam raza unui cerc folosind o metoda denumita modifica(). Secventa de cod care apeleaza metoda modifica() este:

int v = 4;Cerc cerc = new Cerc();modifica(cerc, v);

Metoda modifica() de mai jos primeste ca parametri o referinta la un obiect de tip Cerc si o valoare intreaga:

public void modifica (Cerc cerculMeu, int val){

cerculMeu.setRaza (val); //modifica raza obiectului apelantval += 4; //nu are nici un efect asupra parametrului actual

}

Observatie: Metoda setRaza() modifica raza unui cerc oarecare si codul-sursa al acesteia nu este necesar a fi prezentat in acest context.

Secventa de cod care apeleaza metoda modifica() va avea ca efect modificarea razei obiectului cerc la 4,deoarece atat variabila referinta cerc cat si variabila referinta cerculMeu indica acelasi obiect, dar valoarea lui v va ramane nemodificata.

7/27/2010 27

Interpretarea operatorului de egalitate (==) pentru referinte

Doua variabile referinta sunt egale via == daca ele refera acelasi obiect (sau ambele sunt valori null).

De exemplu:

Cerc cerc1 = new Cerc(0, 0, 15) //un cerc de raza 15;

Cerc cerc2 = new Cerc(0, 0, 15) //un cerc de raza 15;

Cerc cerc3 = cerc2;

In acest caz avem doua obiecte: un obiect cu numele cerc1 si un obiect cu doua nume cerc2 si cerc3.

Expresia cerc2 == cerc3 este adevarata.

Expresia cerc1 == cerc2 este falsa, desi variabila cerc1 si variabila cerc2 refera obiecte care au valori egale (ambele sunt cercuri cu centrul in origine si raza 15).

Nota: Pentru a verifica faptul ca un obiect (de exemplu, obiectul cu numele cerc1) este identic cu un alt obiect (de exemplu, obiectul cu numele cerc2) se foloseste metoda equals() care va fi descrisa cand vom prezenta tipul String.

7/27/2010 28

Un exemplu simplu de aplicatie Java care foloseste variabile si metode de instanta

Programul urmator (Copil.java) ilustreaza cum sunt definite variabilele si metodele de instanta intr-o clasa numita Copil, cum este folosit operatorul new pentru crearea unei instante a clase Copil cu numele c si cum sunt apelate metodele de instanta in cadrul aplicatiei.

Variabilele de instanta sunt definite astfel:

String culoare_piele;String sex;boolean flamand;

Doua dintre variabile care desemneaza culoarea pielii si sexul contin obiecte de tip String (sir). Un obiect String in Java este creat folosind una din clasele standard din biblioteca de clase Java. Clasa String este folosita pentru pastrarea textului si pentru diferite functii de manipulare a textului.Vom reveni la clasa String intr-o lectie viitoare.

A treia variabila desemneaza starea de flamand a copilului si pastreaza doua valori: true (pentru flamand) si false (pentru hranit).

Comportamentul clasei Copil poate fi dat de o multitudine de metode care sa descrie actiuni pe care le-ar putea face un copil (se hraneste, se joaca, se imbraca etc).

7/27/2010 29

Totusi, in program sunt definite doar doua metode: una pentru a hrani copilul (denumita hranescCopil) si una pentru a verifica si afisa atributele (proprietatile) copilului (denumita afisezAtributeCopil).

Iata codul-sursa al aplicatiei:class Copil{

String culoare_piele;String sex;boolean flamand;void hranescCopil(){

if (flamand==true){System.out.println("Bun - lapte");flamand = false;}

elseSystem.out.println("Nu, multumesc - am mancat deja");

}

7/27/2010 30

void afisezAtributeCopil(){

System.out.println("Acesta este un copil de sex " + sex + " si " +culoare_piele + " .");

if (flamand == true)System.out.println("Copilul este flamand.");

elseSystem.out.println("Copilul este satul");

}public static void main(String args[]){

Copil c = new Copil();c.culoare_piele = "alb";c.sex = "masculin";c.flamand = true;System.out.println("Atribute copil");c.afisezAtributeCopil();System.out.println("Hranesc copilul");c.hranescCopil();System.out.println("Atribute copil");c.afisezAtributeCopil();System.out.println("Hranesc copilul");c.hranescCopil();

}}

7/27/2010 31

Tipuri structurate de date: tablouriUn tablou este o structura de date care poate sa pastreze mai multe valori de acelasi tip (primitiv sau referinta), memorate intr-o zona de memorie contigua si reunite sub un nume simbolic comun (numele tabloului).

Un tablou poate fi:

- unidimensional sau vector;

- bidimensional sau matrice;

- multidimensional.

In Java, un tablou este tratat ca un obiect, deci el este un tip referinta.

Declararea si crearea unui tablou unidimensional

Declararea si crearea tablourilor unidimensionale se realizeaza in doi pasi de catre compilatorul Java:

1. Se declara o variabila referinta la tablou de un anumit tip (primitiv sau referinta). Prin declaratia unei referinte se aloca zona de memorie necesara stocarii referintei in sine (adica a unei adrese de memorie). In consecinta, dupa ce se declara o variabila referinta la un tablou, aceasta va contine valoarea null, ceea ce inseamna ca referinta inca nu indica un tablou valid.

7/27/2010 32

Sintaxa folosita pentru declararea unei variabile referinta catre un tablouunidimensional este:

<tip> <nume_tablou> [];

sau

<tip> [] <nume_tablou>;

unde:

- <tip> - specifica tipul de date primitiv sau tipul de obiecte (dat de clasa) al elementelor tabloului;

- <nume_tablou> - reprezinta numele unei variabile referinta la tabloul de tipul <tip>; acesta variabila referinta la un tablou contine valoarea null.

Nota: parantezele drepte sunt obligatorii, nu delimiteaza o constructie optionala

2. Se aloca, efectiv, zona de memorie pentru tabloul declarat la pasul 1si se initializeaza tabloul. Exista doua modalitati pentru a face acest lucu:

a) folosind operatorul new;

b) initializand direct continutul tabloului.

7/27/2010 33

a) Sintaxa folosita pentru alocarea zonei de memorie a unui tablou unidimensional folosind operatorul new este:

<nume_tablou> = new <tip> [<nr_elem>];

unde:

- <nume_tablou> - reprezinta numele variabilei referinta declarata la pasul 1;

- <tip> - specifica tipul de date primitiv sau tipul de obiecte (dat de clasa) al elementelor tabloului;

- <nr_elem> - reprezinta numarul de elemente ale tabloului; poate fi o variabila de un tip primitiv, o expresie de un tip primitiv sau o constanta de un tip primitiv.

Nota:

1. De cele mai multe ori programatorii combina declararea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou intr-o singura instructiune, astfel:

<tip> <nume_tablou> [] = new <tip> [<nr_elem>]; sau

<tip> [] <nume_tablou> = new <tip> [<nr_elem>];

2. La crearea unui tablou folosind operatorul new, toate elementele sale vor fi initializate automat (cu 0 pentru cele numerice, cu false pentru boolean, cu ‘\0’pentru tablouri tip caracter si cu null pentru obiecte).

7/27/2010 34

De exemplu, pentru declararea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou unidimensional cu numele temp de tipul int cu 100 de elemente se foloseste instructiunea:

int [] temp = new int[100];

b) Alocarea zonei de memorie pentru tablou se poate face initializand direct continutul tabloului (la fel ca in limbajul C/C++), dupa urmatoarea sintaxa:

<tip> [] <nume_tablou>;

<nume_tablou> = {<valoare1>, <valoare2>, ….}; sau

<tip> [] <nume_tablou> = {<valoare1>, <valoare2>, ….};

unde:

- <valoare1>, <valoare2>, …. - reprezinta valorile de initializare al caror numar determina si numarul de elemente ale tabloului.

De exemplu, pentru declarea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou unidimensional cu numele temp de tip int cu patru elemente se foloseste instructiunea:

int [] temp = {3, 4, 6, 19};

7/27/2010 35

Declararea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou unidimensional de obiecte(deci nu tipuri primitive) foloseste aceeasi sintaxa.

Trebuie retinut insa ca dupa alocarea zonei de memorie pentru tabloul de referinte la obiectele respective, fiecare element (de tip referinta) din tablou va avea valoarea null.

Apoi, pentru fiecare element-tip referinta din tablou trebuie alocata memorie, separat, corespunzatoare fiecarui obiect referit. Aceasta se intampla, deoarece un tablou de obiecte in Java este un tablou de referinte la obiectele respective.

De exemplu, pentru declararea si alocarea memoriei pentru un tablou de tip Cerc cu numele tablouDeCercuri care are ca elemente 5 obiecte (instante) se foloseste urmatoarea secventa de instructiuni:

Cerc [] tablouDeCercuri; // declaram un tablou de referinte de tip CerctablouDeCercuri = new Cerc[5]; //alocam memorie pentru 5 referinte

la obiecte de tip Cercfor (int i = 0; I < 5; i++){

tablouDeCercuri[i] = new Cerc(); // se aloca memorie pentru un obiect de tip Cerc in elementul i al tabloului cu numele tablouDeCercuri

}

7/27/2010 36

Lungimea tablourilor unidimensionale

Tablourile Java sunt alocate dinamic, ceeace inseamna ca ele isi pot schimba dimensiunile pe parcursul executiei programului. Numarul de elemente care pot fi stocate intr-un tablou oarecare, este permanent retinut in variabila <nume_tablou>.length.

De exemplu:

float [] tablou = new float [25];

int dimensiune = tablou.length; // dimensiune primeste valoarea 25.

Accesarea (identificarea) unui element al tabloului unidimensional

Deoarece elementele unui tablou sunt memorate in ordine, unul dupa altul, intr-o zona contigua, pentru a accesa (sau a referi) un element al unui tablou se specifica numele tabloului din care face parte elementul si pozitia sa in tablou, prin numarul sau de ordine (numerotarea incepe de la 0), astfel:

<nume_tablou>[<indice>]

in care:

- <indice> reprezinta numarul de ordine al elementului in tablou, cuprins intre 0 si <nr_elemente> - 1; parantezele patrate ([]) constituie operatorul de indexare.

7/27/2010 37

Exemplu:

int punctaje[5];

elementele tabloului sunt: punctaje[0], punctaje[1], punctaje[2], …. punctaje[4].

Nota: Toate pozitiile unui tablou sunt verificate, de interpretorul Java, daca se incadreaza in limitele tabloului asa cum s-au specificat la crearea tabloului. In Java este imposibil sa se acceseze sau sa se atriubuie o valoare unei pozitii a tabloului aflata in afara granitelor acestuia.

Pentru a se evita, in programe, depasirea accidentala a sfarsitului tabloului se testeaza lungimea acestuia prin folosirea variabilei de instanta length.

O parcurgere a unui tablou unidimensional se face cu ajutorul instructiunii forastfel:

for (int i = 0 ; i< numere.length; i++)

numere[i] = i;

7/27/2010 38

Observatie: Dat fiind ca tabloul este un tip referinta, operatorul de atribuire (=) nu copiaza tablouri. De aceea, daca x si y sunt tablouri, efectul secventei de instructiuni:

int [] x = new int [50];int [] y = new int [50];…x = y;

este ca x si y refera acum al doilea tablou cu numele y.

Tablourile bidimensionale in Java sunt tablouri unidimensionale de referinte catre tablouri unidimensionale (adica, sunt tablouri de referinte la tablouri unidimensionale).

Declararea si crearea tablourilor bidimensionale se realizeaza tot in doi pasi:

1. declararea tabloului de un anumit tip (primitiv sau referinta);

2. alocarea zonei de memorie pentru tabloul declarat si initializarea lui.

7/27/2010 39

1. Sintaxa folosita pentru declararea unei variabile referinta catre un tablou bidimensional este:

<tip> <nume_tablou> [][];

sau

<tip> [][] <nume_tablou>;

sau

<tip> [] <nume_tablou> [];

unde:

- <tip> - specifica tipul de date primitiv sau tipul de obiecte (dat de clasa) al elementelor tabloului;

- <nume_tablou> - reprezinta numele unei variabile referinta la tabloul de tipul <tip>; acesta variabila referinta la un tablou bidimensional contine valoarea null, la fel ca si variabila referinta <nume_tablou>[i] care contine valoarea null pentu referinta la linia i a tabloului.

Nota: parantezele drepte sunt obligatorii, nu delimiteaza o constructie optionala.

7/27/2010 40

2. Alocarea zonei de memorie pentru tabloul declarat si initializarea lui se face in doua feluri ca si la tablourile unidimensionale:

a) folosind operatorul new;

b) initializand direct continutul tabloului.

a) Sintaxa folosita pentru alocarea zonei de memorie unui tablou bidimensionalfolosind operatorul new este:

<nume_tablou> = new <tip> [<nr_linii>][<nr_coloane>];

unde:

- <nume_tablou> - reprezinta numele variabilei referinta declarata la pasul 1;

- <tip> - specifica tipul de date primitiv sau tipul de obiecte (dat de clasa) al elementelor tabloului;

- <nr_linii> - reprezinta numarul de linii ale tabloului; poate fi o variabila de un tip primitiv, o expresie de un tip primitiv sau o constanta de un tip primitiv;

- <nr_coloane> - reprezinta numarul de coloane ale tabloului; poate fi o variabila de un tip primitiv, o expresie de un tip primitiv sau o constanta de un tip primitiv.

7/27/2010 41

Nota: De cele mai multe ori programatorii combina declararea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou intr-o singura instructiune, astfel:

<tip> <nume_tablou> [][] = new <tip> [<nr_linii>][<nr_coloane>]; sau

<tip> [][] <nume_tablou> = new <tip> [<nr_linii>][<nr_coloane>];

De exemplu, urmatoarea instructiune de declarare si alocare de memorie pentru un tablou bidimensional de caractere:

char [][] caractere = new char [5][];

Tabloul de referintecaractere

Variabila referinta numita caractere contine deocamdata un tablou de 5 referinte la tablouri de caractere. Cele cinci referinte sunt initializate implicit la valoarea null. Putem aloca cele 5 tablouri de caractere folosind operatorul new astfel:

caractere[0] = new char [3];…caractere[4] = new char[5];

7/27/2010 42

Tabloul de referinte originalcaractere

Noile tablouri alocate

Elemente de tip caracter

Noile tablouri sunt referite din interiorul tabloului original. Elementele noilor tabele sunt caractere.

La fel, putem scrie:

char [] tablouDeCaractere = caractere[0];

Variabilele de tip referinta caractere[0] si tablouDeCaractere trimit spre acelasi tablou de caractere rezervat in memorie.

Tabloul de referinte originalcaractere

TablouDeCaractere

7/27/2010 43

Un alt exemplu se refera la declararea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou bidimensional cu numele temp de tipul int cu 100 de elemente pe linie si 100 de elemente pe coloane:

int [][] temp = new int[100] [100];

b) Alocarea zonei de memorie pentru un tablou bidimensional se poate face initializand direct continutul tabloului (la fel ca in limbajul C/C++).

De exemplu, pentru declarea si alocarea zonei de memorie pentru un tablou bidimensional cu numele b de tip int cu doua linii si trei coloane se foloseste instructiunea:

int b[][]={{1, 2, 3}, {7, 8, 9}};

Eliberarea memoriei ocupate de un tablou

Pentru eliberarea memoriei ocupate de un tablou, este suficient sa anulam toate referintele catre tablou. Interpretorul Java va sesiza automat ca tabloul nu mai este referit si mecanismul de colectare de gunoaie va elibera zona. Pentru a anula o referinta catre un tablou se da o alta valoare variabilei care refera tabloul. Valoarea poate fi null sau o referinta catre un alt tablou.

7/27/2010 44

Lungimea tablourilor bidimensionale

Numarul de linii care pot fi stocate intr-un tablou bidimensional oarecare, este permanent retinut in variabila <nume_tablou>.length, iar numarul de coloane ale fiecarei linii i este pernament retinut in variabila <nume_tablou>[i].length

De exemplu:

float [][] matrice = new float [3][4];

int dimensiune1 = matrice.length; // dimensiune1 stocheaza valoarea 3

int dimensiune2 = matrice[1].length; // dimensiune2 stocheaza valoarea 4 pentrulinia 1

Accesarea (identificarea) unui element al tabloului bidimensional

Pentru a accesa un element al unei matrice se specifica numele matricei din care face parte elementul si pozitia sa in matrice, prin numarul liniei si numarul coloanei corespunzatoare (numerotarea incepe de la linia 0 si coloana 0), astfel:

<nume_tablou>[<indice_linie>] [<indice_coloana]

Nota: Parantezele patrate reprezinta operatorul de indexare.

7/27/2010 45

Exemplu:

int a[4][3];

elementele tabloului sunt: a[0][0], a[0][1], a[0][2], a[1][1], a[1][2], …, a[3][2].

O parcurgere a unui tablou bidimensional se face cu ajutorul instructiunii for astfel:

for (int i = 0 ; i < matrice.length; i++)

for (int j = 0; j < matrice[i].length; j++)

matrice[i][j] = j;

Transmiterea de parametrii tablou catre metodele unui obiect

Sa presupunem, ca avem o metoda numita functie care are ca parametru un tablou unidimensional de tip int. Apelul si definitia metodei arata astfel:

functia(tablouActual); //apelul metodei

void functia(int [] tablouFormal); //declaratia metodei)

7/27/2010 46

Conform conventiilor de transmitere a parametrilor in Java pentru tipurile referinta, variabilele tablouActual si tablouFormal refera acelasi obiect-tablou. Adica, la transmiterea parametrului se copiaza valoarea lui tablouActual, care este o adresa. Astfel, accesul metodei la elementul tablouFormal[i] este de fapt un acces la elementul tablouActual[i]. Aceasta inseamna ca variabilele continute in sir pot fi modificate de catre metoda.

Observatie: Deoarece tablourilor sunt de tip referinta, o metoda poate sa returneze un tablou.

Prelucrari elementare pe tablouriProgramul urmator (loto.java) ilustreaza modul de folosire al tablourilor in Java. In jocul de loterie, se selecteaza saptamanal sase numere de la 1 la 49. Programul alege aleator numere pentru 1000 de jocuri si afiseaza apoi de cate ori a aparut fiecare numar in cele 1000 de jocuri.

7/27/2010 47

public class Loto

{

public static void main(String[] args)

{

int[] numere = new int[50];

for (int i = 0; i < numere.length; ++i)

numere[i] = 0;

for (int i = 0; i < 1000; ++i)

for (int j = 0 ; j < 6; ++j)

//genereaza numere de loterie intre 1 si 49

//numara aparitiile de numere pe joc

numere[(int) (Math.random() * 49) +1]++ ;

for (int k = 1; k <= 49; ++k)

System.out.println(k + ": " + numere[k]);

}

}

7/27/2010 48

Programul urmator (prelMatrice.java) arata cum se face crearea unei matrice si cum se pot accesa elementele ei.import java.io.*;class PrelMatrice{

public static void main(String[] args) throws IOException{BufferedReader br1 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti numarul de linii");String s1 = br1.readLine();System.out.println ("Introduceti numarul de coloane");String s2 = br1.readLine();int n = Integer.parseInt(s1);int m = Integer.parseInt(s2);int [][] matrice = new int [n][m];for (int i = 0; i<n; i++)

{ System.out.println();for (int j = 0; j<m; j++)

System.out.print(matrice[i][j]);}

}}

7/27/2010 1

Cuvinte importante:-siruri de caractere (String-uri): reguli de folosire; crearea de noi

obiecte de tip String folosind constructorii clasei String;

- concatenarea sirurilor de caractere; compararea sirurilor de caractere; metode folosite;

- extragerea de caractere sau subsiruri dintr-un sir; cautarea unor aparitii de subsiruri intr-un sir; metode folosite;

- inlocuirea aparitiilor unui caracter sau unui subsir dintr-un sir cu un alt caracter sau subsir; eliminarea caracterelor albe de la inceputul si sfarsitul unui sir de caractere; metode folosite;

- conversii intre siruri de caractere (String) si alte tipuri de date primitive; metode folosite.

7/27/2010 2

Siruri de caractere (String-uri)Sirurile de caractere in Java sunt definite folosind clasa String.

Limbajul Java face sa para ca String este un tip primitiv, deoarece pentru el sunt definiti operatorii + si += pentru concatenare,desi, stim, din lectia 2, ca operatorii, in general, nu pot fi aplicati obiectelor. Totusi, String este singurul tip referinta pentru care Java a permis supraincarcarea operatorilor.

Reguli fundamentale privind obiectele de tip String:

1. Obiectele de tip String se comporta ca orice alt obiect Java, exceptand faptul ca asupra lor se poate aplica operatorul de concatenare;

2. Obiectele de tip String sunt nemodificabile (sunt constante), in sensul ca, daca doua variabile referinta indica acelasi sir de caractere, modificarea valorii sirului de caractere catre care refera una din variabile nu va avea nici un efect asupra valorii sirului de caractere pe care o refera cealalta variabila.

Aceasta inseamna ca, odata construit un obiect de tip String nu mai poate fi modificat. Din aceasta motivatie operatorul de atribuire se foloseste pentru String-uri la fel ca pentru un tip de data primitiv, adica creaza un nou String.

7/27/2010 3

De exemplu:

String mesaj1 = “Java”;

String mesaj2 = “NetBeans”;

String mesaj2_repet = mesaj2;

Dupa aceste atribuiri exista doua obiecte de tip String:

- sirul “Java”, referit de variabila mesaj1 si

- sirul “NetBeans” referit de variabilele mesaj 2 si mesaj2_repet.

Deoarece string-urile sunt obiecte care nu pot fi modificate, singura posibilitate de a modifica valoarea catre care refera variabila mesaj2_repet este aceea de a construi un nou obiect de tip String si de a-l atribui variabilei mesaj2_repet. Aceasta operatie nu va avea nici un efect asupra valorii pe care o refera mesaj2.

7/27/2010 4

Crearea de noi obiecte de tip String folosind constructorii clasei String

Clasa String se afla in pachetul java.lang si are definiti mai multi constructoripentru crearea si initializarea de obiecte de tip String.

Vom descrie cativa dintre constructorii clasei String, mai des folositi.

1. Constructor utilizat pentru alocarea unui nou String care contine o secventa de caractere stocata intr-un tablou unidimensional de caractere.

Antetul constructorului este:

public String(char[] <valoare>)

unde:

- <valoare> - tabloul de caractere care reprezinta sursa secventei de caractere a noului String.

De retinut este faptul ca, modificarea tabloului de caractere nu afecteaza noul sir de caractere creat astfel.

De exemplu:

char[] caractere1 = {‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’};

String sir1 = new String(caractere1);

7/27/2010 5

2. Constructor utilizat pentru alocarea unui nou String care contine o secventa de caractere stocata intr-o portiune a unui tablou unidimensional de caractere.

Antetul constructorului este:

public String(char[] <valoare>, int <deplasament>, int <lungimeSecventa>)

unde:

- <valoare> - tabloul de caractere care reprezinta sursa secventei de caractere a noului String;

- <deplasament> - indexul primului caracter din tabloul de caractere de la care se va incepe initializarea noului String;

- <lungimeSecventa> - lungimea secventei de caractere preluata din tabloul de caractere pentru initializarea noului String.

De retinut este faptul ca, modificarea subtabloului de caractere preluat nu afecteaza noul sir de caractere creat astfel.

De exemplu:

char[] caractere1 = {‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’};

String sir1 = new String(caractere1, 0, 3);

7/27/2010 6

3. Constructor utilizat pentru alocarea unui nou String care contine aceeasi secventa de caractere care este stocata intr-un alt sir. Cu alte cuvinte, noul sir creat este o copie a unui alt sir. De regula, se foloseste pentru a crea duplicatul unui sir.

Antetul constructorului este:

public String(String <sirOriginal>)

unde:

- <sirOriginal> - sirul care este copiat in noul sir creat.

De exemplu:

char[] caractere1 = {‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’};

String sir1 = new String(caractere1);

String sir2 = new String(sir1);

7/27/2010 7

Concatenarea sirurilor de caractere

Atunci cand cel putin unul dintre operanzi este de tip String, operatorul plus (+)realizeaza concatenarea. Rezultatul este o referinta catre un obiect nou construit de tip String.

Exemple:

1. sir1_concatenat = “x” + “y” + “z”; // sir1_concatenat are valoarea “xyz”

2. sir2_concatenat = “Ana are “ + 5 + “ ani”; /* sir2_concatenat are valoarea

“Ana are 5 ani”, cifra 5 este convertita la String */

Observatie: String-urile formate dintr-un singur caracter nu trebuie confundate si nici inlocuite cu constantele de tip char (care sunt de fapt numere).

Operatorul += este, de asemenea, folosit pentru concatenarea sirurilor.

Efectul instructiunii:

sir1 += sir2; este acelasi cu sir1 = sir1 + sir2;

Deci, sir1 va referi un nou obiect de tip String a carui valoare este sir1 + sir2.

7/27/2010 8

Metoda concat poate fi folosita, de asemenea, pentru concatenarea a doua siruri.

Antetul metodei este:

public String concat(String <sirConcat>) unde:

- <sirConcat> - sirul care se concateneaza la sfarsitul sirului curent.

Metoda concat returneaza un nou sir de caractere care este format din sirul de caractere curent urmat de sirul de caractere specificat in parametrul <sirConcat>. Daca lungimea sirului specificat in parametru <sirConcat> este 0, atunci se returneaza sirul curent.

De exemplu:

String nume = “Ionescu ”;

String prenume = “Ion”;

String numePrenume = nume.concat(prenume); // returneaza “Ionescu Ion”

sau:

String sirNou = “la ”.concat(“Ionescu ”).concat.(“Ion”); // returneaza “la Ionescu Ion”

7/27/2010 9

Compararea sirurilor de caractere

Operatorii relationali (<, <=, >, >=) nu functioneaza pentru obiecte de tip String.

De asemenea, operatorii de egalitate si inegalitate (==, !=) pentru siruri de caractere au semnificatia precizata la obiecte de tip referinta, adica compara adrese (referinte catre obiecte de tip String) si nu valorile continute de obiectele de tip String.

A. Pentru a testa egalitatea (identitatea) a doua obiecte de tip String, se foloseste metoda equals.

Antetul metodei este:

public boolean equals(Object <unObiect>)

unde:

- <unObiect> - reprezinta un obiect de tip String cu a carui valoare se compara sirul curent.

Metoda equals returneaza valoarea true daca si numai daca parametrul unObiect nu este null si este un obiect de tip String care are ca valoare aceeasi secventa de caractere ca si a sirului curent.

7/27/2010 10

De exemplu, urmatoarea secventa de cod (EqualsSiruri.java) arata modul de apel al metodei equals pentru compararea continutului a doua siruri de caractere, introduse de la tastatura:import java.io.*;class EqualsSiruri{

public static void main(String[] args) throws IOException{char[] caractere1 = new char[20];char[] caractere2 = new char[20];for (int i=0; i <=19; i++)

caractere1[i] = ' ';for ( int i=0; i <=19; i++)

caractere2[i] = ' ';BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti primul sir");br.read(caractere1, 0, 20);String sir1 = new String(caractere1);System.out.println ("Introduceti al doilea sir");br.read(caractere2, 0, 20);String sir2 = new String(caractere2);

7/27/2010 11

boolean rezultat = false;rezultat = sir1.equals(sir2);if (rezultat ==true)

System.out.println ("siruri egale");elseSystem.out.println ("siruri diferite"); }

}

Nota: Vom face cateva consideratii asupra folosirii metodei read din clasa BufferedReader, definita in pachetul java.io.Reader. Aceasta metoda a fost folosita in exemplul de mai sus.

Antetul metodei read este:

public int read(char[] <cbuf>, int <deplasament>, int <lungime>)

unde:

- <cbuf> - tablou de caractere unde se face stocarea secventei de caractere citita din buffer-ul fluxului de intrare;

- <deplasament> - indexul din tabloul de caractere <cbuf> de la care va incepe stocarea;

- <lungime> - numarul maxim de caractere care se doresc a fi citite si depuse in tabloul de caractere dat de parametrul <cbuf>.

7/27/2010 12

Metoda read citeste un numar de caractere, dat de parametrul <lungime>, din buffer-ul de intrare si stocheaza aceste caractere citite intr-o portiune a unui tablou unidimensional de caractere dat de parametrul <cbuf>.

Atunci cand se foloseste metoda read pentru citirea unui flux de intrare cu tampon (“buffer”) de la tastatura (System.in) este indicat ca valoarea din parametrul <lungime> sa fie mai mare decat lungimea secventei de caractere citita de la tastatura. Altfel, trebuie reapelata metoda read pentru a prelua si restul caracterelor citite din buffer-ul (zona de memorie tampon) de intrare.

Daca nu se doreste reapelarea metodei read pentru citirea intregului buffer de intrare, atunci pentru citirea unui nou buffer de intrare (a unor alte date de la tastatura) se creaza un nou obiect de tip BufferReader care sa preia noile date citite de la tastatura.

Sa retinem ca, la citirea de la tastatura prin apelul metodei read sunt preluate in tabloul de caractere dat de parametrul <cbuf> si caracterele ‘\r’ (cod ASCII -13) si ‘\n’ (cod ASCII - 10). In functie de necesitati uneori este necesar ca aceste 2 caractere sa fie eliminate din tabloul de caractere <cbuf>.

7/27/2010 13

Metoda equalsIgnoreCase este folosita pentru a testa egalitatea a doua obiecte de tip String fara a face distinctie intre literele mici si literele mari ale alfabetului.

Antetul metodei este:

public boolean equalsIgnoreCase(String <altSir>)

unde:

- <altSir> - un alt obiect de tip String cu care se face comparatia sirului curent.

Metoda equalsIgnoreCase returneaza valoarea true daca parametrul <altSir> nu este null si daca cele doua siruri de caractere au aceeasi lungime si sunt formate din aceeasi secventa de caractere, fara a se face distinctie intre literele mari si mici ale alfabetului.

De exemplu:

boolean rezultat = false;

rezultat = sir1.equalsIgnoreCase(sir2);

7/27/2010 14

B. Metoda compareTo este folosita pentru a realiza un test mai general intre doua siruri din punct de vedere al ordinii lexicografice. Compararea a doua siruri de caractere se bazeaza pe valoarea Unicode a fiecarui caracter din sirurile de caractere.

Antetul metodei este:

public int compareTo(String <altSir>) unde:

- <altSir> - un alt obiect de tip String cu care se face comparatia sirului curent.

Metoda compareTo returneaza:

- o valoare intreaga mai mica decat 0 daca sirul curent este mai mic, din punct de vedere al ordinii lexicografice, decat sirul de caractere din parametrul <altSir>;

- valoarea 0 daca sirul curent este egal, din punct de vedere al ordinii lexicografice, cu sirul de caractere din parametrul <altSir>;

- o valoare intreaga mai mare decat 0 daca sirul curent este mai mare, din punct de vedere al ordinii lexicografice, decat sirul de caractere din parametrul <altSir>.

De exemplu:

int rezultat = sir1.compareTo(sir2);

7/27/2010 15

C. Metoda compareToIgnoreCase este folosita pentru a compara doua siruri de caractere, din punct de vedere al ordinii lexicografice, fara a face distinctie intre literele mici si mari ale alfabetului.

Antetul metodei este:

public int compareToIgnoreCase(String <altSir>) unde:

- <altSir> - un alt obiect de tip String cu care se face comparatia sirului curent.

Metoda compareToIgnoreCase returneaza:

- o valoare intreaga mai mica decat 0 daca sirul curent este mai mic, din punct de vedere al ordinii lexicografice, decat sirul de caractere din parametrul <altSir>;

- valoarea 0 daca sirul curent este egal, din punct de vedere al ordinii lexicografice, cu sirul de caractere din parametrul <altSir>;

- o valoare intreaga mai mare decat 0 daca sirul curent este mai mare, din punct de vedere al ordinii lexicografice, decat sirul de caractere din parametrul <altSir>.

De exemplu:

int rezultat = sir1.compareToIgnoreCase(sir2);

7/27/2010 16

Determinarea lungimii sirurilor de caractere

Lungimea unui obiect de tip String (un sir vid are lungimea 0) poate fi obtinuta cu metoda length(), care returneaza numarul de caractere, de tip Unicode, din sir.

Extragerea unui caracter dintr-un sir de caractere

Metoda charAt este folosita pentru a extrage un caracter aflat la o anumita pozitie intr-un sir de caractere. Precizam ca, primul caracter dintr-un sir se afla pe pozitia 0.

Antetul metodei este:

public char charAt(int <index>) unde:

- <index> - pozitia caracterului in sir, intre 0 si length() - 1.

Metoda charAt returneaza o valoare de tip char care reprezinta caracterul aflat la pozitia specificata de parametrul <index> in sir.

De exemplu:

String mesaj = “un nefericit”;

int lungimeSir = mesaj.length(); // lungimeSir are valoarea 12

char carExtras = mesaj.charAt(3); // carExtras are valoarea ‘n’

7/27/2010 17

Extragerea unui subsir dintr-un sir de caractere

Metoda substring este folosita pentru a construi un nou sir de caractere obtinut prin extragerea unui subsir dintr-un sir de caractere. Exista doua variante ale acestei metode.

Antetul metodei substring in prima varianta este:

public String substring(int <indexInceput>) unde:

- <indexInceput> - pozitia in sirul de caractere de la care incepe extragerea subsirului.

Metoda substring returneaza un nou sir format dintr-un subsir al vechiul sir. Subsirul incepe cu caracterul aflat pe pozitia specificata in parametrul <indexInceput> si se extinde pana la sfarsitul vechiului sir.

Antetul metodei substring in a doua varianta este:

public String substring(int <indexInceput>, int <indexSfarsit>) unde:

- <indexInceput> - pozitia in sirul de caractere de la care incepe extragerea subsirului;

- <indexSfarsit> - pozitia in sirul de caractere pana la care se face extragerea (caracterul de pe aceasta pozitie nu este inclus in subsir)

7/27/2010 18

Metoda substring in a doua varianta returneaza un nou sir format dintr-un subsir al vechiul sir. Subsirul incepe cu caracterul aflat pe pozitia specificata in parametrul <indexInceput> si se extinde pana la caracterul aflat pe pozitia specificata in parametrul <indexSfarsit> - 1.

Deci, lungimea noului sir creat este: <indexSfarsit> - <indexInceput>

De exemplu:

String sirVechi = “un nefericit”;

String sirNou = sirVechi.substring(5); // sirNou are valoarea “fericit”

String sirNou1 = sirVechi.substring(5, 9); //sirNou1 are valoarea “feri”

7/27/2010 19

Cautarea primei aparitii a unui sir intr-un alt sir

Metoda startsWith este folosita pentru a cauta prima aparitie a unui sir in sirul curent.

Antetul metodei este:

public boolean startsWith(String <sirCautare>) unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent.

Metoda startsWith returneaza valoarea true, daca secventa de caractere din sirul specificat de parametrul <sirCautare> este aceeasi cu cea din sirul curent, si valoarea false, altfel. Daca parametrul <sirCautare> este sirul vid, metoda returneaza, de asemenea, valoarea true.

7/27/2010 20

Cautarea primei aparitii a unui sir intr-un alt sir folosind o pozitie de inceput a cautarii

Metoda startsWith poate fi folosita si pentru a cauta prima aparitie a unui sir in sirul curent folosind o pozitie de inceput a cautarii in sirul curent.

Antetul metodei startsWith in a doua varianta este:

public boolean startsWith(String <sirCautare>, int <indexInceputCautare>)

unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent;

- <indexInceputCautare> - indexul, in sirul curent, de la care incepe cautarea.

Metoda startsWith returneaza valoarea true daca secventa de caractere din sirul specificat de parametrul <sirCautare> este aceeasi cu cea din sirul curent, incepand de la pozitia specificata in parametrul <indexInceputCautare>. Altfel, metoda returneaza valoarea false.

Rezultatul aplicarii metodei, in acest caz, este acelasi cu cel al expresiei:

<sirCurent>.substring(<indexInceputCautare>).startsWith(<sirCautare>)

unde: - <sirCurent> specifica sirul curent in care se face cautarea.

7/27/2010 21

Determinarea pozitiei primei aparitii a unui sir intr-un alt sir

Metoda indexOf este folosita pentru a determina pozitia de inceput, in sirul curent, la care se afla prima aparitie a unui sir.

Antetul metodei este:

public int indexOf(String <sirCautare>) unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent.

Metoda indexOf returneaza indexul, din sirul curent, la care se afla prima aparitie a sirului specificat in parametrul <sirCautare>, daca secventa de caractere din sirul specificat de parametrul <sirCautare> este aceeasi cu cea din sirul curent, si valoarea -1, altfel.

7/27/2010 22

Determinarea pozitiei primei aparitii a unui sir intr-un alt sir folosind o pozitie de inceput a cautarii

Metoda indexOf poate fi folosita si pentru a determina indexul primei aparitii a unui sir in sirul curent folosind pozitia de inceput a cautarii in sirul curent.

Antetul metodei indexOf in a doua varianta este:

public int indexOf (String <sirCautare>, int <indexInceputCautare>)

unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent;

- <indexInceputCautare> - indexul, in sirul curent, de la care incepe cautarea spre sfarsitul sirului curent.

Metoda indexOf returneaza indexul, din sirul curent, incepand de la pozitia specificata in parametrul <indexInceputCautare>, la care se afla prima aparitie a sirului specificat de parametrul <sirCautare>.Altfel, metoda returneaza valoarea -1.

Rezultatul aplicarii metodei, in acest caz, este acelasi cu cel al expresiei:

<sirCurent>.substring(<indexInceputCautare>).indexOf(<sirCautare>)

unde: - <sirCurent> specifica sirul curent in care se face cautarea.

7/27/2010 23

Cautarea ultimei aparitii a unui sir intr-un alt sir

Metoda endsWith este folosita pentru a cauta ultima aparitie a unui sir in sirul curent.

Antetul metodei este:

public boolean endsWith(String <sirCautare>) unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent.

Metoda endsWith returneaza valoarea true, daca secventa de caractere din sirul specificat de parametrul <sirCautare> este aceeasi cu cea din sirul curent, si valoarea false, altfel. Daca parametrul <sirCautare> este sirul vid, metoda returneaza, de asemenea, valoarea true.

7/27/2010 24

Determinarea pozitiei ultimei aparitii a unui sir intr-un alt sir

Metoda lastIndexOf este folosita pentru a determina pozitia ultimei aparitii a unui sir in sirul curent. Aceasta metoda se poate aplica in doua variante.

Antetul metodei in prima varianata este:

public int lastIndexOf(String <sirCautare>) unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent.

Metoda lastIndexOf returneaza indexul, din sirul curent, la care se afla ultima aparitie a sirului specificat in parametrul <sirCautare>, daca secventa de caractere din sirul specificat de parametrul <sirCautare> este aceeasi cu cea din sirul curent, si valoarea -1, altfel.

Nota: Sirul vid (“”) cel mai din dreapta este considerat ca apare la indexul <sirCurent>.length().

7/27/2010 25

Antetul metodei lastIndexOf in a doua varianata este:

public int lastIndexOf (String <sirCautare>, int <indexInceputCautare>)

unde:

- <sirCautare> - sirul de cautat in sirul curent;

- <indexInceputCautare> - indexul, in sirul curent, de la care incepe cautarea spre inceputul sirului curent.

Metoda lastIndexOf returneaza indexul, din sirul curent, incepand de la pozitia specificata in parametrul <indexInceputCautare>, la care se afla ultima aparitie a sirului specificat de parametrul <sirCautare>.Altfel, metoda returneaza valoarea -1.

7/27/2010 26

Inlocuirea aparitiilor unui caracter dintr-un sir cu un alt caracter

Metoda replace este folosita pentru a construi un nou sir de caractere obtinut prin inlocuirea aparitiilor unui caracter cu un alt caracter, in sirul curent.

Antetul metodei este:

public String replace(char <caracterVechi>, char <caracterNou>)

unde:

- <caracterVechi> - caracterul de inlocuit;

- <caracterNou> - caracterul cu care se inlocuieste.

Metoda replace returneaza un sir nou de caractere construit cu caracterele inlocuite, date de parametrul <caracterNou>, daca caracterele specificate in parametrul <caracterVechi> sunt gasite in sirul curent sau returneaza un sir nou de caractere care este identic cu cel initial, daca caracterul specificat in parametrul <caracterVechi> nu apare in sirul curent.

De exemplu:

String sir1 = “Ionescu Ion”;

String sir2 = sir1.replace(‘I’, ‘J’); // sir2 va avea valoarea “Jonescu Jon”

7/27/2010 27

Inlocuirea aparitiilor unei secvente de caractere (subsir), dintr-un sir, cu o alta secventa de caractere (subsir)

Metoda replace este folosita si pentru a construi un nou sir de caractere obtinut prin inlocuirea aparitiilor unei secvente de caractere cu o alta secventa de caractere, in sirul curent.

Antetul metodei replace in aceasta varianta este:

public String replace(String <secventaVeche>, String <secventaNoua>)

- <SecventaVeche> - secventa de caractere de inlocuit;

- <secventaNoua> - secventa de caractere cu care se inlocuieste.

Metoda replace, in aceasta varianata, returneaza un sir nou de caractere construit cu secventele de caractere inlocuite, date de parametrul <secventaNoua>, daca secventele de caractere specificate in parametrul <secventaVeche> sunt gasite in sirul curent sau returneaza un sir nou de caractere care este identic cu cel initial, daca secventa de caractere specificata in parametrul <SecventaVeche> nu apare in sirul curent.

7/27/2010 28

Eliminarea caracterelor albe de la inceputul si sfarsitul unui sir de caractere

Metoda trim este folosita pentru eliminarea caracterelor albe de la inceputul si sfarsitul sirului de caractere curent.

Antetul metodei este:

public String trim()

Metoda trim() returneaza un nou sir de caractere din care sunt eliminate caracterele albe de la inceputul sau sfarsitul sirului curent, daca acestea exita in sirul curent, sau returneaza sirul curent, daca caracterele albe nu exista in sir. Daca in sirul curent exista numai caractere albe atunci sirul nou creat este sirul vid (“”).

Convertirea unui sir de caractere la un tablou de caractere

Metoda toCharArray converteste un sir de caractere la un nou tablou de caractere.

Antetul metodei este:

public char[] toCharArray()

Metoda toCharArray aloca o zona de memorie pentru un tablou de caractere al carui continut este initializat cu secventa de caractere reprezentata de sirul de caractere.

7/27/2010 29

Urmatorul program (ReplaceSiruri.java) ilustreaza modul de folosire a metodei replace in varianta inlocuiri unui subsir de caractere cu un alt subsir de caractere, citite de la tastatura, intr-un sir de caractere, de asemenea citit de la tastatura, a metodei trim pentru inlocuirea caracterelor albe (‘\r’ si ‘\n’) dintr-o secventa de caractere, precum si a metodei toCharArray pentru convertirea sirului, din care s-au eliminat caracterele albe, la un tablou de caractere. De asemenea, programul arata si modul de apelare a metodei length() pentru obtinerea lungimii unui sir de caractere. import java.io.*;class ReplaceSiruri{ public static void main(String[] args) throws IOException {

char[] caractere = new char[20];for (int i=0; i <=19; i++)

caractere[i] = ' ';BufferedReader br1 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti sirul supus modificarii:");br1.read(caractere, 0, 20);for (int i = 0;i <= (caractere.length - 1); i++)

System.out.print((int) caractere[i] + " ") ;System.out.println();String sirVechi = new String(caractere).trim();char [] caractereVechi = sirVechi.toCharArray();for (int i = 0;i <= (caractereVechi.length - 1); i++)

System.out.print((int) caractereVechi[i] + " ") ;System.out.println();

7/27/2010 30

for (int i=0; i <=19; i++)caractere[i] = ' ';

BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti secventa de caractere de inlocuit:");br2.read(caractere, 0, 20);String subsirVechi = new String(caractere).trim();char [] caractereSubsirVechi = subsirVechi.toCharArray();for (int i = 0;i <= (caractereSubsirVechi.length - 1); i++)

System.out.print((int) caractereSubsirVechi[i] + " ") ;System.out.println();for (int i=0; i <=19; i++)

caractere[i] = ' ';BufferedReader br3 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti secventa de caractere cu care se face inlocuirea:");br3.read(caractere, 0, 20);String subsirNou = new String(caractere).trim();char [] caractereSubsirNou = subsirNou.toCharArray();for (int i = 0;i <= (caractereSubsirNou.length - 1); i++)System.out.print((int) caractereSubsirNou[i] + " ") ;System.out.println();String sirNou = sirVechi.replace(subsirVechi, subsirNou);System.out.println("Lungimea noului sir este:" + sirNou.length());System.out.println("Sirul nou este: " + sirNou);} }

7/27/2010 31

Dupa executia programului pe ecran se afiseaza urmatoarele rezultate:

Introduceti sirul supus modificarii:Ionescu Ion73 111 110 101 115 99 117 32 73 111 110 13 10 32 32 32 32 32 32 3273 111 110 101 115 99 117 32 73 111 110Introduceti secventa de caractere de inlocuit:Io73 111Introduceti secventa de caractere cu care se face inlocuirea:Mari77 97 114 105Lungimea noului sir este:15Sirul nou este: Marinescu Marin

7/27/2010 32

Convertirea unui caracter la un sir de caractere

Metoda valueOf converteste un caracter la un sir de caractere.

Antetul metodei este:

public static String valueOf(char <c>)

unde:

- <c> - un caracter.

Metoda valueOf returneaza un sir de caractere cu lungimea de 1 continand un singur caracter dat de parametrul <c>.

Convertirea unui tablou de caractere la un sir de caractere

Metoda valueOf poate fi folosita si pentru conversia unui tablou de caractere la un sir de caractere.

Antetul metodei este:

public static String valueOf(char [] <tablouCaractere>)

Metoda valueOf returneaza un nou sir de caractere in care este copiat continutul tabloului de caractere. Modificari ulterioare ale tabloului de caractere nu afecteaza continutul noului sir de caractere creat.

7/27/2010 33

Convertirea, in sirul de caractere, a literelor mari in litere mici

Metoda toLowerCase este folosita pentru a transforma literele mari in litere mici, in sirul curent.

Antetul metodei este:

public String toLowerCase()

Convertirea, in sirul de caractere, a literelor mici in litere mari

Metoda toUpperCase este folosita pentru a transforma literele mici in litere mari, in sirul curent.

Antetul metodei este:

public String toUpperCase()

7/27/2010 34

Conversia de la tipurile primitive de date numerice la tipul String si invers

Tipul de data byte poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Byte (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Byte contine un singur camp al carui tip este byte.

A. Pentru conversia de la tipul de data byte la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Byte.

Antetul metodei este:

public static String toString(byte <b>)

Metoda returneaza un nou sir de caractere continand valoarea precizata in parametrul <b>. Baza de numeratie folosita este 10.

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data byte se poate folosi metoda parseByte a clasei de obiecte Byte.

Antetul metodei este:

public static byte parseByte(String <sir>)

Metoda returneaza reprezentarea de tipul byte, in baza 10, a continutului sirului de caractere din parametrul <sir>. Aceasta metoda genereaza o exceptie (eroare) daca String-ul de convertit nu contine o valoare de tip byte.

7/27/2010 35

Metoda parseByte poate fi folosita si pentru conversia unui sir de caractere intr-o valoare de tip byte intr-o baza de numeratie specificata.

Antetul metodei, in aceasta forma, este:

public static byte parseByte(String <sir>, int <baza>)

De exemplu:

String s1 = Byte.toString(45);

byte x = Byte.parseByte(“75”);

Tipul de data Short poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Short (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Short contine un singur camp al carui tip este short.

A. Pentru conversia de la tipul de data short la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Short.

Antetul metodei este:

public static String toString(short <s>)

Metoda returneaza un nou sir de caractere continand valoarea precizata in parametrul <s>. Baza de numeratie folosita este 10.

7/27/2010 36

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data short se poate folosi metoda parseShort a clasei de obiecte Short.

Antetul metodei este:

public static short parseShort(String <sir>)

Metoda returneaza reprezentarea de tipul short, in baza 10, a continutului sirului de caractere din parametrul <sir>. Aceasta metoda genereaza o exceptie (eroare) daca String-ul de convertit nu contine o valoare de tip short.

Metoda parseShort poate fi folosita si pentru conversia unui sir de caractere intr-o valoare de tip short, intr-o baza de numeratie specificata.

Antetul metodei, in aceasta forma, este:

public static short parseShort(String <sir>, int <baza>)

De exemplu:

String s1 = Short.toString(100); // si contine valoarea “100”

short x = Short.parseShort(“75”, 2); // x contine valoarea 75 in baza 2

7/27/2010 37

Tipul de data int poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Integer (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Integer contine un singur camp al carui tip este int.

A. Pentru conversia de la tipul de data int la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Integer.

Antetul metodei este:

public static String toString(int <i>)

Metoda returneaza un nou sir de caractere continand valoarea precizata de parametrul <i>. Baza de numeratie folosita este 10.

Metoda toString pentru numere de tip int poate fi folosita si sub forma:

public static String toString(int <i>, int <baza>)

In acest caz, metoda returneaza un nou sir de caractere continand valoarea precizata de parametrul <i>, in baza de numeratie specificata in parametrul <baza>.

De exemplu:

String s1 = Integer.toString(20,2)); //s1 contine reprezentarea in baza 2 a numarului 20 sub forma de sir de caractere

7/27/2010 38

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data int se poate folosi metoda parseInt a clasei de obiecte Integer.

Antetul metodei este:

public static int parseInt(String <sir>)

Metoda returneaza reprezentarea de tipul int, in baza 10, a continutului sirului de caractere din parametrul <sir>. Aceasta metoda genereaza o exceptie (eroare) daca String-ul de convertit nu contine o valoare de tip int.

Metoda parseInt poate fi folosita si pentru conversia unui sir de caractere intr-o valoare de tip int, intr-o baza de numeratie specificata.

Antetul metodei, in aceasta forma, este:

public static int parseInt(String <sir>, int <baza>)

Urmatorul program (ParseIntSiruri.java) arata cum se face conversia unui sir de caractere (String) intr-un numar de tip intreg (int) prin folosirea metodei Integer.parseInt.

7/27/2010 39

import java.io.*;class ParseIntSiruri{

public static void main(String[] args) throws IOException{char[] caractere = new char[20];for (int i=0; i <=19; i++)

caractere[i] = ' ';BufferedReader br1 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti primul numar");br1.read(caractere, 0, 20);String sir1= new String(caractere).trim();int x = Integer.parseInt(sir1);System.out.println("Sirul transformat in numar este:" + x);for (int i=0; i <=19; i++)

caractere[i] = ' ';System.out.println ("Introduceti al doilea numar");BufferedReader br2 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));br2.read(caractere, 0, 20);String sir2 = new String(caractere).trim();int y = Integer.parseInt(sir2);System.out.println("Sirul transformat in numar este:" + y);int z = x+y;System.out.println("Suma numerelor este:" + z); }

}

7/27/2010 40

Dupa executia programului pe ecran se afiseaza urmatoarele rezultate:

Introduceti primul numar123Sirul transformat in numar este:123Introduceti al doilea numar23Sirul transformat in numar este:23Suma numerelor este:146

Tipul de data long poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Long (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Long contine un singur camp al carui tip este long.

A. Pentru conversia de la tipul de data long la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Long, in cele doua variante descrise la tipul Integer. Modul de folosire a acestei metode este la fel ca la tipul de obiecte Integer.

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data long se poate folosi metoda parseLong a clasei de obiecte Long, in cele doua variante descrise la tipul Integer. Modul de folosire a acestei metode este la fel ca la tipul de obiecte Integer.

De exemplu:

parseLong("473", 10) returneaza 473L parseLong("1100110", 2) returneaza 102L

7/27/2010 41

Tipul de data float poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Float (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Float contine un singur camp al carui tip este float.

A. Pentru conversia de la tipul de data float la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Float.

Antetul metodei este:

public static String toString(float <f>)

Metoda returneaza un nou sir de caractere continand valoarea precizata de parametrul <f>.

De exemplu:

String s1 = Float.toString(20.3); // s1 contine valoarea “20.3”

7/27/2010 42

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data float se poate folosi metoda parseFloat a clasei de obiecte Float.

Antetul metodei este:

public static float parseFloat(String <sir>)

Metoda returneaza reprezentarea de tipul float, a continutului sirului de caractere din parametrul <sir>. Aceasta metoda genereaza o exceptie (eroare) daca String-ul de convertit nu contine o valoare de tip float.

De exemplu:

float y = Float.parseFloat(“1.10”); // y contine valoarea numerica 1.10

Tipul de data double poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Double (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Double contine un singur camp al carui tip este double.

A. Pentru conversia de la tipul de data double la tipul de data String se poate folosi metoda toString a clasei de obiecte Double. Modul de folosire a acestei metode este la fel ca la tipul de obiecte Float.

B. Pentru conversia de la tipul de data String la tipul de data double se poate folosi metoda parseDouble a clasei de obiecte Double. Modul de folosire a acestei metode este la fel ca la tipul de obiecte Float.

7/27/2010 43

Tipul de data char poate fi reprezentat in Java ca un obiect din clasa Character (din pachetul java.lang). Un obiect de tip Character contine un singur camp al carui tip este char.

Din clasa Character vom prezenta metoda isDigit, utilizata pentru a testa daca o valoare de tip char reprezinta o cifra sau nu.

Metoda isDigit are urmatorul antet:

public static boolean isDigit(char <ch>)

Metoda returneaza valoarea true daca parametrul <ch> este o cifra, altfel returneaza valoarea false.

Aceasta metoda este important de folosit pentru conversiile de la tipul String la tipurile primitive de date, deoarece in cazul valorilor nenumerice, metodele de conversie prezentate “arunca” exceptii (dau erori).

Programul prezentat anterior se poate modifica astfel incat sa putem verifica daca datele introduse de la tastatura sunt numere sau nu. Prezentam mai jos secventa de cod care face aceasta verificare (isDigitTest1.java).

7/27/2010 44

import java.io.*;

class isDigitTest1

{public static void main(String[] args) throws IOException

{char[] caractere = new char[20];

for (int i=0; i <=19; i++)

caractere[i] = ' ';

BufferedReader br1 = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

System.out.println ("Introduceti primul numar");

br1.read(caractere, 0, 20);

int j = 0;

while (caractere [j] != '\r' )

{if (!Character.isDigit(caractere[j]))

{System.out.println("Nu este numar");

return;}

j++;}

}

}

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- concepte fundamentale ale programarii orientate obiect in Java:

incapsulare, mostenire, polimorfism;- crearea claselor de obiecte: definirea claselor; modificatorii

pentru tipurile de clasa; modificatorii de acces;- variabilele (campurile) clasei de obiecte: declararea variabilelor

de instanta; declararea variabilelor de clasa; declararea constantelor;- domeniul de vizibilitate (acces) al variabilelor folosite in clasele

de obiecte: domeniul de vizibilitate al variabilelor locale; domeniul de vizibilitate al variabilelor clasei; modificatorii de acces (vizibilitate);

- metodele unei clase de obiecte: definirea si apelul metodelor; modificatorii de metoda;

- metode de instanta si metode de clasa;- domeniul de vizibilitate (acces) al metodelor unei clase:

modificatori de acces; referinta this;- metode constructor: caracteristici, supraincarcarea metodelor

constructor; cuvantul-cheie this pentru constructori;- initializatori statici.

7/27/2010 2

Concepte fundamentale ale programarii orientate obiect (OOP) in JavaIn Java un obiect este o variabila complexa care se caracterizeaza prin:

- o structura, descrisa de atributele (proprietatile) sale;

- o stare, descrisa de valorile pe care le ia la un moment dat atributele sale;

- un set de operatii prin intermediul carora se poate manevra (accesa sau modifica) starea sa.

1. Conceptul de incapsulare

Obiectul trebuie privit ca o unitate atomica la care utilizatorul nu ar trebui sa aiba acces direct. Acest principiu al OOP este cunoscut sub numele de “ascunderea informatiei”. Acest principiu spune ca un obiect poate fi accesat numai prin intermediul metodelor care au fost furnizate impreuna cu obiectul.

In legatura cu principiul “ascundrii informatiei”, programarea orientata obiect a introdus conceptul de incapsulare.

Incapsularea inseamna gruparea datelor si a operatiilor asupra acestor date in acelasi intreg (agregat) avand grija sa se ascunda detaliile de implementare (proiectare-realizare) ale acestui intreg. Deci, datele sunt “ascunse”, iar accesul la aceste date se realizeaza numai prin intermediul metodelor incapsulate cu ele.

7/27/2010 3

2. Mostenirea este un alt concept fundamental al OOP.

Mostenirea permite unei clase sa mosteneasca atributele si metodele unei alte clase existente.

Prin mostenire, o clasa noua dobandeste imediat tot comportamentul unei clase existente. Aceasta clasa noua se numeste clasa derivata din clasa existenta. O clasa de obiecte derivata dintr-o alta clasa existenta pastreaza toate proprietatile si metodele acesteia din urma aducand, in plus, proprietati si metode noi.

Prin mostenire, toate clasele sunt aranjate intr-o ierarhie stricta. De exemplu, intr-o ierarhie stricta sunt aranjate si clasele provenite din biblioteca de clase Java.

In ierarhia de clase, clasa care mosteneste alta clasa este denumita subclasa, iar clasa care isi ofera mostenirea se numeste superclasa.

Mostenirea da posibilitatea extinderii functionalitatii unui obiect. Cu alte cuvinte se pot crea noi clase de obiecte care sa extinda proprietatile si metodele clasei originale.

Vom reveni asupra mecanismului de mostenire intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 4

3. Polimorfismul este al treilea concept fundamental in OOP.

Polimorfismul reprezinta capacitatea unui obiect de a aparea sub diferite forme. De exemplu, in lumea reala, apa apare sub forma solida, sub forma lichida sau sub forma gazoasa.

In Java, polimorfismul inseamna ca o singura variabila referinta de tipul unei superclase poate fi folosita pentru a referi mai multe obiecte (instante) din clase derivate direct sau indirect din aceeasi superclasa, in diferite momente ale executiei unui program.

Unele dintre proprietatile si metodele definite in superclasa pot fi redefinite (rescrise) in subclasele de obiecte derivate.

Redefinirea proprietatilor si metodelor in subclasele derivate direct sau indirect dintr-o superclasa ne da, de fapt, o mare flexibilitate in constructia ierarhiei de clase pentru o problema de rezolvat, pentru ca nici o proprietate sau metoda definita intr-un punct al ierarhiei nu este impusa definitiv pentru clasele derivate din acest punct direct sau indirect.

Vom reveni asupra mecanismului de polimorfism intr-o lectie viitoare.

Conceptele fundamentale prezentate mai sus sunt folosite pentru a indeplini unul din principalele scopuri ale OOP si anume reutilizarea codului (refolosirea obiectelor sau refolosirea unor programe).

7/27/2010 5

Crearea claselor de obiecteO clasa contine membri care pot fi:

- atribute (campuri, date);- metode (functii).

Metodele pot actiona asupra atributelor si pot apela alte metode.

Definirea claselor de obiecte

O clasa este definita prin cuvantul cheie class urmat de numele clasei. Sintaxa folosita este:

[<modificatori_acces>] [<modificatori_clasa>] class <nume_clasa> [<clauze_s>]

{<corpul_clasei>

}

unde:

- <modificatori_acces> - specifica domeniul de vizibilitate (folosire sau acces) al clasei; modificatorul de acces este optional si poate fi: public;

- <modificatori_clasa> - specifica tipul clasei definite; modificatorul clasei este optional si poate fi: abstract, final;

7/27/2010 6

- <nume_clasa> - specifica numele clasei de obiecte; este de preferat ca numele clasei sa inceapa cu o litera majuscula si daca numele clasei contine in interior mai multe cuvinte, aceste cuvinte sa inceapa cu o litera majuscula;

- <clauze_s> - specifica anumite clauze referitoare la pozitia pe care o ocupa clasa in ierarhia de clase din care face parte (clauza extends) sau daca aceasta clasa foloseste o interfata (clauza inplements); despre aceste clauze vom vorbi intr-o lectie viitoare.

- <corpul_clasei> - variabilele clasei (de instana si de clasa) si metodele care lucreaza cu acestea, numite la un loc membrii clasei.

Observatie: Continutul (corpul) unei clase nu este o succesiune de instructiuni.

Modificatorii pentru tipurile de clasa

O clasa poate fi:

- abstracta, caz in care folosim modificatorul abstract;

- finala, caz in care folosim modificatorul final.

In cazul in care declaram o clasa de obiecte ca fiind abstracta, compilatorul va interzice instantierea acestei clase, adica nu se permite crearea de obiecte din aceasta clasa. Vom reveni intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 7

In cazul in care declaram o clasa de obiecte ca fiind finala, compilatorul va interzice ca pornind de la aceasta clasa sa se defineasca subclase. Vom reveni intr-o lectie viitoare.

Nota:In cazul in care se declara, in acelasi timp, o clasa de obiecte ca fiind abstracta si finala, eroarea va fi semnalata la compilare, pentru ca cei doi modificatori se exclud.

Modificatorii de acces

In cazul in care declaram o clasa de obiecte ca fiind publica, atunci aceasta clasa poate fi folosita (accesata) si din exteriorul pachetului din care face parte.

Daca o clasa nu este declarata ca fiind de tip public atunci ea va putea fi folosita (accesata) doar de clasele din cadrul aceluiasi pachet. Acest tip de acces la o clasa se numeste package-friendly si este implicit in Java.

Nota: Toate clasele care nu fac parte din nici un pachet, sunt considerate automat ca facand parte din acelasi pachet implicit. Ca o consecinta, accesul de tip friendly se aplica pentru toate aceste clase. Acesta este motivul pentru care vizibilitatea nu este afectata daca se omite modificatorul public pentru clasele care nu fac parte dintr-un pachet. Totusi, aceasta modalitate de folosire a accesului de tip friendly nu este recomandata.

7/27/2010 8

Variabilele (campurile) clasei de obiecteDeclararea variabilelor de instanta

O variabila este considerata ca variabila de instanta daca este declarata in afara metodelor clasei respective, insa valorile variabilelor de instanta se stocheaza individual in instantele (obiectele) clasei. Rezulta ca, acestea pot lua valori diferite (se pot modifica) pentru fiecare obiect al clasei respective.

Toate variabilele de instanta se declara imediat dupa prima linie a definitiei clasei (si dupa acolada deschisa { ).

De exemplu:class Copil{

String culoare_piele;String sex;boolean flamand;

}

Clasa Copil contine trei variabile. Deoarece aceste variabile sunt declarate in afara oricarei metode, ele sunt variabile (campuri) de instanta.

7/27/2010 9

Declararea variabilelor de clasa

O variabila este considerata ca variabila de clasa daca este declarata in afara metodelor clasei folosind modificatorul static. Valoarea variabilei de clasa ramane aceeasi pentru toata clasa in ansamblul ei. Rezulta ca, variabila de clasa are o singura valoare comuna tuturor instantelor clasei in care este declarata.

Modificarea valorii variabilei de clasa din interiorul unui obiect face ca modificarea sa se reflecte in toate celelalte instante ale clasei existente in acel moment al executiei programului.

Variabilele de clasa sunt folosite la comunicarea intre diferite obiecte ale aceleiasi clase sau pentru pastrarea unor date comune la nivelul intregii clase.

Variabilele statice sunt initializate la incarcarea codului specific unei clase si exista chiar si daca nu exista nici o instanta a clasei respective.

De exemplu:

static int maxObiecte = 10;

O variabila statica poate fi accesata fie conform regulii generale prin crearea si utilizarea unei instante a clasei din care provine (si precalificarea variabilei cu numele instantei), fie direct, prin precalificarea variabilei cu numele clasei.

7/27/2010 10

Referirea (accesul) la variabilele de instanta si de clasa

Accesarea unei variabile de instanta sau de clasa se realizeaza in mai multe moduri:

- prin crearea si utilizarea unei instante a clasei in care a fost declarata variabila sau a unei subclase a clasei respective (ca regula generala); in acest caz se foloseste operatorul punct ( . ), in stinga acestuia punandu-se numele instantei, iar in dreapa acestuia punandu-se numele variabilei;

- prin simpla folosire a numelui sau, in cazul in care clasa in care este accesata variabila este aceeasi cu clasa in care a fost declarata;

- prin folosirea operatorului punct ( . ), in stanga acestuia punandu-se numele clasei in care a fost declarata, iar in dreapta acestuia punandu-se numele variabilei; aceasta modalitate este folosita numai cand variabila este declarata ca variabila de clasa.

7/27/2010 11

Variabile localeDeclararea variabilelor locale

Stim ca, pin bloc intelegem o secventa (eventual, vida) de instructiuni, cuprinsa intre acolade. De asemenea, ori ce bloc poate contine la randul sau un alt bloc, putand astfel lua nastere o structura imbricata de blocuri.

Prin variabila locala intelegem o variabila declarata in interiorul unei metode, unui bloc, inclusiv intr-o instructiune for.

De asemenea, parametrii metodei sunt considerati variabile locale.

Observatie: Numele variabilelor de instanta, de clasa sau locale este de preferat sa inceapa cu o litera mica, iar fiecare cuvant incepand cu al doilea, in cazul in care exista, sa inceapa cu majuscule.

ConstanteDeclararea constantelor locale si ale clasei

Constanta este un tip special de variabila a carei valoare nu se modifica niciodata pe parcursul executiei programului.

In Java, se pot declara constante pentru toate tipurile de variabile: de instanta, de clasa sau locale.

7/27/2010 12

Pentru a declara o constanta se foloseste modificatorul final. De asemenea, constantei i se atribuie o valoare care nu se modifica pe parcursul executiei programului.

In cazul constantelor locale, atribuirea valorii acestora se face la declarare sau inainte de a fi folosita.

Se mentioneaza ca, modificatorul final este singurul care poate fi atasat unei constante locale.

De exemplu:

final float pi = 3.141592;final numarMaxim = 12567;

Observatie: Numele constantelor locale este de preferat sa inceapa cu o litera mica, iar fiecare cuvant incepand cu al doilea, in cazul in care exista, sa inceapa cu o majuscula.

In cazul constantelor care definesc atributele unei clase, atribuirea valorii acestora se face fie prin initializare, in afara corpului tuturor metodelor clasei, fie prin constructori.

Constantele pot fi folositoare pentru denumirea diferitelor stari ale unui obiect (instanta) sau pentru testarea acestor stari.

7/27/2010 13

De exemplu, sa presupunem ca avem o eticheta text care poate fi aliniata la stanga, la dreapta sau centrat. Aceste constante se pot declara astfel:

final int LEFT = 0;

final int RIGHT = 1;

final int CENTER = 2;

Observatie: Numele constantelor care definesc proprietatile clasei este de preferat sa fie scris in totalitate cu majuscule, iar daca sunt mai multe cuvinte in componenta unui nume de constanta, atunci acestea sa fie separate prin linie de subliniere ( _ ) ca in exemplul de mai sus.

Daca constanta defineste un atribut al unei intregi clase (adica, al tuturor instantelor clasei) atunci modificatorul final este folosit impreuna cu modificatorul static.

Programul urmator (LotoConstante.java) ilustreaza modul de folosire al constantelor pentru atributele clasei . In jocul de loterie, se selecteaza saptamanal sase numere de la 1 la 49. Programul alege aleator numere pentru 1000 de jocuri si afiseaza apoi de cate ori a aparut fiecare numar in cele 1000 de jocuri. Se definesc trei constante de tip intreg pentru clasa LotoConstante: NUMERE care are valoarea 49, NUMERE_PE_JOC care are valoarea 6 si JOCURI are valoarea 1000.

7/27/2010 14

public class LotoConstante{

static final int NUMERE = 49;static final int NUMERE_PE_JOC = 6;static final int JOCURI = 1000;//genereaza numere de loterie intre 1 si 49//afiseaza numarul de aparitii al fiecarui numarpublic static void main(String[] args){

//genereaza numereleint[] numere = new int[50];for (int i = 0; i < numere.length; ++i)

numere[i] = 0;for (int i = 0; i < JOCURI; ++i)

for (int j = 0 ; j < NUMERE_PE_JOC; ++j)numere[(int) (Math.random() * NUMERE) +1]++ ;

// numara aparitiile de numere pe joc//afisare rezultatefor (int k = 1; k <= NUMERE; ++k)

System.out.println(k + ": " + numere[k]);}

}

7/27/2010 15

Domeniul de vizibilitate (acces) al variabilelor folosite in clasele de obiecte. Modificatori de acces.Domeniul de vizibilitate al variabilelor locale

Domeniul de vizibilitate al unei variabile locale este constituit din partea din blocul in care variabila a fost declarata, parte ce urmeaza declararii, precum si din subblocurile blocului de instructiuni, subblocuri care urmeaza declararii. Variabilele locale exista si pot fi folosite numai pe perioada in care blocul unde sunt declarate este in curs de executie.

O variabila locala nu poate fi redeclarata nici in blocul in care a fost declarata, nici intr-un bloc inclus in acesta. O variabila locala poate fi redeclarata in blocuri disjuncte.

Domeniul de vizibilitate al parametrilor metodelor

Parametrii unei metode sunt vizibili (folosibili) doar in corpul metodei respective, deoarece se comporta ca variabile locale. Este insa posibil ca intr-un bloc dintr-o metoda sa se redeclare parametrul respectiv. In acest caz, in partea din bloc ce urmeaza redeclararii, parametrul respectiv este considerat ca avand semnificatia data de redeclarare.

7/27/2010 16

Domeniul de vizibilitate al variabilelor clasei

Variabilele de instanta si de clasa au un domeniu de vizibilitate extins la intreaga clasa in care au fost declarate, deci ele pot fi folosite de oricare dintre metodele din cadrul clasei fara a fi prefixate cu operatorul punct si numele instantei sau clasei.

Java verifica existenta unei declaratii a unei variabile de instanta sau de clasa in clasa curenta. Daca Java nu gaseste declaratia variabilei in clasa curenta , o cauta in superclasa corespunzatoare si asa mai departe pe toata ramura din ierarhie pe care se afla clasa respectiva.

Daca o variabila de instanta sau de clasa este redeclarata intr-o metoda (este folosita ca un parametru sau ca o variabila locala) atunci declararea cea mai interioara este cea care primeaza cand se face o referire la acea variabila. Se spune ca variabila redeclarata cu un domeniu de vizibilitate interior “ascunde” (inlocuieste) valoarea originala a variabilei si poate produce erori greu de depanat.

7/27/2010 17

De exemplu, urmatorul program (TestDomeniu.java):

class TestDomeniu {int test = 10;void printTest(int test) {

System.out.println("test = " + test);}public static void main (String args[]) {

TestDomeniu st = new TestDomeniu();st.printTest(20);}

}

Programul are declarate doua variabile cu acelasi nume. Prima, o variabila de instanta, are numele test si a fost initializata cu valoarea 10. A doua este un parametru cu acelasi nume al metodei printTest, insa cu valoarea 20. Parametrul testdin cadrul metodei printTest ascunde variabila de instanta test. Metoda printTestapelata in metoda main afiseaza parametrul test cu valoarea 20 si nu variabila de instanta.

Se poate evita aceasta eroare folosind referinta this ca o referinta la obiectul curent. Astfel, this.test refera variabila de instanta si numele simplu test refera parametrul metodei printTest. Programul de mai sus se poate, astfel, modifica (TestDomeniuThis) pentru a afisa valoarea 10 a variabilei de instanta si nu valoarea parametrului.

7/27/2010 18

class TestDomeniuThis {int test = 10;void printTest(int test) {

System.out.println("test = " + this.test);} public static void main (String args[]) {

TestDomeniuThis st = new TestDomeniuThis();st.printTest(20);}

}

Vom reveni asupra referintei this dupa descrierea metodelor si a modificatorilor aplicati acestora.

Modificatorii de acces (vizibilitate) ai variabilelor unei clase

In Java exista trei modificatori de vizibilitate ai variabilelor unei clase:

- modificatorul public;

- modificatorul protected;

- modificatorul private.

Putem spune ca, prin acesti modificatori de acces, un obiect poate controla modul cum este vazut si cum se poate interactiona cu el din exterior.

7/27/2010 19

Revenind la incapsulare, aceasta poate fi definita ca procesul de prevenire a folosirii sau a modificarii directe a unor variabile apartinand unei clase de catre alte clase. Singura metoda de folosire a acestor variabile este prin apelarea metodelor clasei, daca si acestea sunt disponibile.

Modificatorul public face ca variabila respectiva sa fie accesibila, prin intermediul operatorului punct, oriunde este accesibila clasa variabilei.

Modificatorul protected face ca variabila respectiva sa fie accesibila in orice clasa din pachetul careia ii apartine clasa in care a fost declarata. In acelasi timp, variabila este accesibila in toate subclasele clasei date, chiar daca ele apartin altor pachete.

Modificatorul private face ca variabila respectiva sa fie accesibila doar in interiorul clasei in care a fost declarata.

7/27/2010 20

Daca pentru o variabila a unei clase nu se precizeaza nici un modificator de acces din cei descrisi mai sus, atunci variabila respectiva devine package-friendly. O variabila friendly este accesibila in pachetul din care face parte clasa in interiorul careia a fost declarata, dar nu este accesibila in subclasele clasei date daca acestea apartin altor pachete.

Nota: Modificatorii de acces (public, protected, private) sunt plasati primii in declaratia variabilei, urmeaza apoi modificatorii care determina felul variabilei (static, final) si apoi tipul de data al variabilei (referinta sau tip primitiv), ca mai jos:

[<modificatori_acces>] [<modificatori_variabila>] <tip_variabila> <nume_variabila>

7/27/2010 21

Metodele unei clase de obiecteDefinirea metodelor

Definitia unei metode cuprinde patru parti principale:

- numele metodei;

- o lista de parametrii (definiti prin nume si tip);

- tipul obiectului sau tipul primitiv de date returnat de metoda;

- corpul metodei

Primele trei parti ale definitiei metodei formeaza ceea ce se numeste semnaturametodei.

In plus, o metoda mai poate contine:

- modificatorii care descriu proprietatile metodei si modul de lucru al acesteia;

- clauze throws care indica exceptiile (erorile) pe care le poate semnala metoda.

7/27/2010 22

Sintaxa definitiei unei metode este:

[<modificatori_acces>] [<modificatori_metoda>] <tip_returnat> <nume_metoda> ([<param1>, <param2>, …]) [<clauze_specifice>]

{<corpul_metodei>

}

- <modificatori_acces> - specifica domeniul de vizibilitate (folosire sau acces) al metodei; modificatorul de acces este optional si poate fi: public; protected; private;

- <modificatori_metoda> - specifica proprietatile metodei si modul de lucru al acesteia; modificatorul este optional si poate fi: static, abstract, final;

- <tip_returnat> - specifica unul din tipurile primitive, un nume de clasa sau cuvantul cheie void (cand metoda nu returneaza nici o valoare);

- <nume_metoda> - specifica numele metodei; este de preferat ca numele metodei sa inceapa cu o litera mica si daca numele metodei contine in interior mai multe cuvinte, aceste cuvinte sa inceapa cu o litera majuscula;

- <param1>, <param2>, … - specifica lista de parametrii ai metodei, care reprezinta un set de definitii de variabile separate prin virgula;

7/27/2010 23

- <clauze_specifice> - specifica anumite clauze throws care indica exceptiile (erorile) pe care le poate semnala (“arunca”) metoda; despre aceste clauze vom vorbi intr-o lectie viitoare;

- <corpul_metodei> - instructiuni, apelari de metode etc.

Observatii:

1. Daca o metoda returneaza o referinta la un tablou de valori sau de obiecte, trebuie folosite parantezele drepte ([]) fie dupa <tip_returnat>, fie dupa lista de parametrii.

2. In afara cazurilor cand este declarata cu tipul void, o metoda returneaza la terminarea sa o valoare de un anumit tip.Acesata valoare trebuie specificata explicit intr-o instructiune return.

3. In aceeasi clasa pot exista metode cu acelasi nume si acelasi tip al valorii returnate, dar care difera prin numarul si tipul parametrilor din lista de parametrii. Acest mecanism poarta denumirea de supraincarcarea (overloading) metodei.

7/27/2010 24

Apelul metodelor

Apelul unei metode definita intr-o clasa de obiecte se realizeaza in mai multe moduri:

- prin crearea si utilizarea unei instante a clasei in care a fost definita metoda sau a unei subclase a clasei respective (ca regula generala de invocare a unei metode); in acest caz se foloseste operatorul punct ( . ), in stinga acestuia punandu-se numele instantei, iar in dreapa acestuia punandu-se numele metodei;

- prin simpla folosire a numelui sau, in cazul in care clasa in care este apelata metoda este aceeasi cu clasa in care a fost definita; aceasta modalitate este folosita daca atat metoda apelanta cat si metoda apelata sunt fie numai metode de instanta, fie numai metode de clasa;

- prin folosirea operatorului punct ( . ), in stanga acestuia punandu-se numele clasei in care a fost definita, iar in dreapta acestuia punandu-se numele metodei; aceasta modalitate este folosita numai daca metoda este definita ca metoda de clasa.

7/27/2010 25

Programele urmatoare (ClasaTablou1.java si ClasaTablou2.java) prezinta un exemplu de creare a unei clase care defineste o metoda numita creareTablou. Acesta preia doua numere naturale (o limita inferioara si una superioara) si creaza un tablou unidimensional care contine toate numerele naturale aflate intre cele doua limite, inclusiv aceste limite.

Varianta de apel a unei metode prin crearea si utilizarea unei instante a clasei in care a fost definita metoda.

public class ClasaTablou1 {int [] creareTablou(int inf, int sup) {

int [] tabl = new int[(sup - inf) +1];for (int i = 0 ; i < tabl.length; i++)

tabl[i] = inf++;return tabl; }

public static void main(String args[]) {ClasaTablou1 unTablou = new ClasaTablou1();int [] tablou = unTablou.creareTablou(1,10);System.out.print("Tabloul: [ ");for (int i = 0; i < tablou.length; i++)

System.out.print(tablou[i] + " ");System.out.println("]");}

}

7/27/2010 26

Varianta de apel a unei metode prin simpla folosire a numelui metodei, deoarece metoda este definita si apelata in aceeasi clasa. Totusi metoda creareTablou trebuie sa fie declarata ca metoda de clasa (modificatorul static) pentru a putea fi apelata dintr-o alta metoda de clasa.

public class ClasaTablou2 {static int [] creareTablou(int inf, int sup)

{int [] tabl = new int[(sup - inf) +1];for (int i = 0 ; i < tabl.length; i++)

tabl[i] = inf++;return tabl;

}public static void main(String args[])

{int [] tablou = creareTablou(1,10);System.out.print("Tabloul: [ ");for (int i = 0; i < tablou.length; i++)

System.out.print(tablou[i] + " ");System.out.println("]");

}}

7/27/2010 27

Modificatorii de metoda specifica proprietati suplimentare pentru o metoda.

In Java exista mai multi modificatori de metoda, dintre care mentionam:

- modificatorul static - pentru metode de clasa;

- modificatorul abstract - pentru metode abstracte, ce vor fi descrise intr-o lectie viitoare;

- modificatorul final - pentru metode finale, ce vor fi descrise intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 28

Metode de instanta si metode de clasaMetode de instanta

Ca regula generala, o metoda definita intr-o clasa se poate apela prin crearea unei instante a clasei respective sau a unei subclase a clasei respective. Aceasta se datoreaza faptului ca metoda lucreaza cu o serie de variabile ale clasei care sunt memorate in interiorul instantei si care au valori diferite in instante diferite (numite variabile de instanta). Astfel de metode se numesc metode ale instantelor clasei.

Metodele de instanta sunt aplicate unui anume obiect, nu unei clase intregi. Majoritatea metodelor definite intr-o clasa sunt metode de instanta.

Metode de clasa

Dupa cum stim deja, exista si un alt tip de variabile si anume variabilele de clasa sau variabilele statice care sunt comune tuturor instantelor clasei respective. Aceste variabile pot fi accesate fara a avea nevoie de o instanta a clasei in care au fost declarate.

In mod similar exista si metode de clasa sau metode statice. Pentru a fi apelate, aceste metode, definite intr-o clasa, nu au nevoie sa fie creata o instanta a clasei respective sau a subclasei derivata din clasa respectiva. Metodele de clasa sunt disponibile oricarei instante a clasei.

7/27/2010 29

Metodele de clasa nu folosesc variabilele de instanta, in schimb pot sa foloseasca variabilele de clasa (variabile statice) declarate in interiorul clasei in care au fost definite.

Intr-o metoda de clasa se pot apela metode de instanta dar cu precalificarea acestora cu numele instantei.

Pentru a defini metode de clasa se foloseste modificatorul static, pozitionat in fata definitiei metodei, la fel ca in cazul declararii variabilelor de clasa.

Ca si in cazul variabilelor de clasa, o metoda de clasa poate fi apelata fie conform regulii generale prin precalificarea numelui metodei cu numele instantei (despartite de operatorul punct), fie direct, prin precalificarea numelui metodei cu numele clasei (despartite de operatorul punct).

De exemplu, Java contine clase pentru fiecare dintre tipurile de baza: Byte, Integer, Long, Float, Double, Boolean, Character, Short. Fiecare din aceste clase contin metode care se aplica oricarei instante a clasei respective. De exemplu, putem folosi metodele de clasa care realizeaza conversia obiectelor in tipuri primitive si invers (parseInt, parseFloat etc sau toString).

Metodele de clasa pot fi de asemenea folositoare pentru adunarea intr-un singur loc (o clasa) a unor metode generale. De exemplu, clasa Math contine un set larg de operatii matematice definite cu metode de clasa - nu exista instante ale clasei Math.

7/27/2010 30

Domeniul de vizibilitate (acces) al metodelor unei clase. Modificatori de accesO metoda este accesibila (apelabila) daca este definita in clasa din care este apelata sau intr-una din subclasele acesteia. Atunci cand se apeleaza metoda unui obiect, Java cauta definitia metodei respective in clasa obiectului. Daca nu o gaseste, cauta mai sus in ierarhia de clase pana cand gaseste o definitie.

In acelasi timp pentru a “vedea” o metoda si pentru a o putea apela, este nevoie sa avem drepturile de acces necesare (date de modificatorii de acces).

Modificatorii de acces (vizibilitate) ai metodelor unei clase

In Java exista trei modificatori de vizibilitate ai variabilelor unei clase:

- modificatorul public;

- modificatorul protected;

- modificatorul private.

7/27/2010 31

Modificatorul public face ca metoda respectiva sa fie accesibila oriunde este accesibila clasa din care face parte metoda.

Modificatorul protected face ca metoda respectiva sa fie accesibila in orice clasa din pachetul careia ii apartine clasa in care a fost definita. In acelasi timp, metoda este accesibila in toate subclasele clasei date, chiar daca ele apartin altor pachete.

Modificatorul private face ca metoda respectiva sa fie accesibila doar in interiorul clasei in care a fost definita.

Daca pentru o metoda a unei clase nu se precizeaza nici un modificator de acces din cei descrisi mai sus, atunci metoda respectiva devine package-friendly. O metoda friendly este accesibila in pachetul din care face parte clasa in interiorul careia a fost definita, dar nu este accesibila in subclasele clasei date daca acestea apartin altor pachete.

Nota: Modificatorii de acces (public, protected, private) sunt plasati primii in definitia metodei, urmeaza apoi modificatorii care determina felul metodei (static, abstract, final) si apoi semnatura metodei.

7/27/2010 32

Urmatorul program (TestCerc.java) ilustreaza modul de folosire al variabilelor de instanata, precum si al metodelor de instanta. In clasa Cerc variabila de instanta este raza care este vizibila numai in clasa in care a fost declarata (are modificatorul private). De aceea, accesul la aceasta variabila (pentru examinare si modificare) se face numai prin intermediul metodelor setRaza si getRaza care sunt publice.

class Cerc{

private double raza;public void setRaza(double r) {

raza = r; }public double getRaza() {

return raza; }public double arie() {

return Math.PI * raza * raza; }public double lungime() {

return 2 * Math.PI * raza; }}

7/27/2010 33

public class TestCerc{

public static void main(String[] args) {Cerc cerculMeu = new Cerc();cerculMeu.setRaza(10);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Aria=" + cerculMeu.arie());System.out.println("Lungimea=" + cerculMeu.lungime());

}}

Observatie: Deoarece fisierul-sursa TestCerc.java contine o clasa publica, TestCerc, numele fisierului trebuie sa fie identic cu numele clasei publice, altfel compilarea nu se va face cu succes. Intr-un fisier-sursa nu se poate defini decat o singura clasa publica.

7/27/2010 34

Referinta this

Cuvantul-cheie this se refera la obiectul curent, adica obiectul a carei metoda a fost apelata. Metoda poate folosi variabilele de instanta ale obiectului curent sau poate transmite obiectul curent ca parametru unei alte metode. Iata cateva exemple de folosire a cuvantului this:

t = this.x; // variabila de instanta x pentru acest obiect

this.resetRaza(this); // apeleaza metoda resetRaza, definita in clasa curenta si

// transmite obiectul curent

return this; // returneaza obiectul curent

In cele mai multe cazuri nu este nevoie sa se foloseasca explicit cuvantul-cheie this, deoarece este presupus. De exemplu, ne putem referi atat la variabilele de instanta, cat si la apelurile de metode definite in clasa curenta prin simpla folosire a numelui lor, deoarece this este implicit folosit de aceste referinte.

De aceea, primele doua exemple se pot rescrie astfel:

t = x; // variabila de instanta x pentru acest obiect

resetRaza(this); // apeleaza metoda resetRaza, definita in clasa curenta

7/27/2010 35

Nu se omite cuvantul-cheie this daca in domeniul de vizibilitate al obiectului curent au fost definite variabile locale cu acelasi nume ca cel al unei variabile de instanta sau au fost transmisi unei metode, a obiectului curent, parametrii cu acelasi nume ca cel al unei variabile de instanta. Aceste aspecte au fost explicate la paragraful referitor la domeniul de vizibilitate al variabilelor clasei.

Nota: Deoarece this este o referinta a instantei curente a clasei, trebuie sa se foloseasca doar in corpul unei definitii de metoda de instanta. Metodele de clasa, declarate cu modificatorul static, nu pot folosi this.

Metode constructorPe langa metodele obisnuite, in clase se pot include si metode constructor.

O metoda constructor este o metoda apelata atunci cand obiectul este creat si initializat, folosind operatorul new.

Spre deosebire de alte metode, o metoda constructor nu poate fi apelata direct in cadrul programului; Java apeleaza metodele constructor in mod automat.

7/27/2010 36

Atunci cand este folosit operatorul new pentru crearea unei instante a unei clase, Java executa trei activitati:

- aloca memorie pentru obiect;

- initializeaza variabilele de instanta ale obiectului fie la valorile initiale date de programator, fie la cele implicite (0 pentru numere, null pentru obiecte, falsepentru valori booleene, si ‘\0’ pentru caractere);

- apeleaza metodele constructor ale clasei.

Daca la definirea clasei nu se furnizeaza nici un constructor, compilatorul creaza automat un constructor implicit care initializeaza fiecare membru al clasei cu valorile implicite.

Prin definirea unor metode constructor in clase, se pot seta valorile initiale ale variabilelor de instanta, se pot apela metode pe baza acestor variabile, se pot apela metode ale altor obiecte etc.

Metodele constructor au doua caracteristici de baza:

- au intotdeauna acelasi nume cu cel al clasei;

- nu returneaza nici o valoare.

7/27/2010 37

Urmatorul program (TestCercCons.java) prezinta clasa Cerc care are trei variabile de instanta: raza si coordonatele centrului cercului, x si y. Clasa Cerc foloseste o metoda constructor pentru a-si initializa variabilele de instanta pe baza argumentelor primite de new.class Cerc{

private double raza;private int x, y;Cerc(int coordX, int coordY, double lungRaza) {

x = coordX;y = coordY;raza = lungRaza;

}public void setRaza(double r) {

raza = r; }public double getRaza() {

return raza; }public int getX() {

return x; }public int getY() {

return y; }public double arie() {

return Math.PI * raza * raza; }

7/27/2010 38

public double lungime() {return 2 * Math.PI * raza;}

}public class TestCercCons{

public static void main(String[] args) {Cerc cerculMeu = new Cerc(3, 9, 20);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Centrul cercului este in punctul: x= " +

cerculMeu.getX() + " y= " + cerculMeu.getY());System.out.println("Modificarea razei cercului");cerculMeu.setRaza(10);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Aria=" + cerculMeu.arie());System.out.println("Lungimea=" + cerculMeu.lungime());

}}

7/27/2010 39

Supraincarcarea metodelor constructor

Ca si metodele obisnuite, constructorii pot avea un numar diferit de parametrii sau tipuri diferite pentru acestia desi au acelasi nume. Folosirea mai multor constructori cu acelasi nume dar cu parametrii care difera prin numar si/sau tip poarta denumirea de supraincarcarea metodelor constructor.

Aceasta tehnica ne permite sa cream un obiect cu proprietatile dorite sau ne da posibilitatea sa cream obiecte care sa isi seteze proprietatile pornind de la date de intrare diferite.

Cuvantul-cheie this pentru constructori

Multe clase dispun de mai multi constructori care au un comportament similar. Putem folosi cuvantul-cheie this in cadrul unei metode constructor pentru a apela ceilalti constructori ai clasei.

Apelul unei metode constructor definita in clasa curenta, folosind this se face astfel:

this(<arg1>, <arg2>, <arg3>, …)

unde:

- <arg1>, <arg2>, <arg3>, … - specifica parametrii metodei constructor.

7/27/2010 40

Intotdeauna apelul lui this trebuie sa fie prima instructiune din metoda constructor, celelalte instructiuni urmand dupa aceasta..

Urmatorul program (TestCercCons.java) prezinta clasa Cerc care are trei variabile de instanta: raza si coordonatele centrului cercului, x si y. Clasa Cerc foloseste doua metode constructor: unul in care sunt initializate variabilele de instanta pe baza datelor furnizate de parametrii lui new, si unul in care coordonatele x si y sunt preluate pe baza datelor furnizate de new dar variabila raza primeste valoarea prestabilita 1.

class Cerc{

private double raza;private int x, y;Cerc(int coordX, int coordY, double lungRaza) {

x = coordX;y = coordY;raza = lungRaza;

}Cerc(int coordX, int coordY) {

this(coordX, coordY, 1);}

7/27/2010 41

public void setRaza(double r) {raza = r; }

public double getRaza() {return raza; }

public int getX() {return x; }

public int getY() {return y; }

public double arie() {return Math.PI * raza * raza; }

public double lungime() {return 2 * Math.PI * raza;}

}public class TestCercCons{

public static void main(String[] args) {{System.out.println("Crearea obiectului cu primul constructor");Cerc cerculMeu = new Cerc(3, 9, 20);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Centrul cercului este in punctul: x= " +

cerculMeu.getX() + " y= " + cerculMeu.getY());}

7/27/2010 42

System.out.println("Crearea obiectului cu al doilea constructor");Cerc cerculMeu = new Cerc(3, 9);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Centrul cercului este in punctul: x= " +

cerculMeu.getX() + " y= " + cerculMeu.getY());System.out.println("Modificarea razei cercului");cerculMeu.setRaza(10);System.out.println("Raza=" + cerculMeu.getRaza());System.out.println("Aria=" + cerculMeu.arie());System.out.println("Lungimea=" + cerculMeu.lungime());}

}

7/27/2010 43

Dupa executia programului pe ecran se afiseaza urmatoarele:Crearea obiectului cu primul constructorRaza=20.0Centrul cercului este in punctul: x= 3 y= 9Crearea obiectului cu al doilea constructorRaza=1.0Centrul cercului este in punctul: x= 3 y= 9Modificarea razei cerculuiRaza=10.0Aria=314.1592653589793Lungimea=62.83185307179586

Initializatori staticiLa incarcarea in memorie a unei clase (deci inainte de a fi creata prima instanta) sunt automat initializate toate variabilele statice declarate in interiorul clasei. In plus, sunt apelati toti initializatorii statici ai clasei.

Un initializator static are urmatoarea sintaxa:

static {<set_instructiuni>}

Setul de instructiuni din initializatorul static este executat automat la incarcarea clasei in memorie.

7/27/2010 44

De exemplu, putem defini un initializator static in felul urmator:

class A {static double a;static int b;static {

a = Math.random(); // numar aleator intre 0.0 si 1.0b = (int) (a * 500); // numar intreg intre 0 si 500

}// restul clasei}

7/27/2010 45

Declaratiile de variabile statice si initializatorii statici sunt executate in ordinea in care apar in clasa.

De exemplu:

class A {static int i = 11;static {

i += 100;i %= 55;

}static int j = i + 1;

// restul clasei}

Valoarea finala a lui i va fi 1 ((11+100) % 55) iar valoarea lui j va fi 2.

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- mostenire: derivare; superclase si subclase; ierarhie de clase;

clasa Object; mostenire simpla si multipla; sintaxa pentru derivarea unei clase dintr-o superclasa; controlul accesului si mostenirea; metode-constructor pentru clase derivate si cuvantul-cheie super; supraincarcarea (overloading) metodelor; redefinirea (override) metodelor;

- polimorfism: caracteristicile polimorfismului; legarea statica si legarea dinamica;

- metode si clase finale; metode si clase abstracte;

- exemplu de folosire a mostenirii, a polimorfismului, a claselor si metodelor finale si abstracte.

7/27/2010 2

Mostenirea - concept fundamental al programarii orientata obiectConceptul de mostenire este folosit in Java la organizarea claselor si a comportamentului acestora. Mostenirea este mecanismul fundamental pentru refolosirea codului.

Mostenirea este un mecanism care permite unei clase sa mosteneasca atributele si comportamentul unei alte clase cu care este inrudita. Mostenirea modeleaza relatii de tipul ESTE-UN (sau ESTE-O). Intr-o relatie de tip ESTE-UN, spunem despre o clasa nou creata ca ESTE-O variatiune a unei clase existente (originala, din care provine). De exemplu, Masina ESTE-UN Vehicul.

Practic, prin mostenire o clasa noua dobandeste toate atributele si comportamentul unei clase existente (clasa originala). Din acest motiv, noua clasa poate fi creata prin simpla specificare a diferentelor fata de clasa originala din care provine.

7/27/2010 3

Datorita relatiilor de mostenire clasele de obiecte sunt organizate intr-o ierarhie bine precizata.

In cadrul ierarhiei claselor de obiecte, operatia de definire a unei noi clase de obiecte pe baza uneia deja existente se numeste derivare. Clasa originala (mai generala) se va numi superclasa a noii clase, iar noua clasa de obiecte se va numi subclasa a clasei din care deriva.

Uneori, in loc de derivare se foloseste termenul de extindere. Termenul vine de la faptul ca o subclasa isi extinde superclasa cu noi variabile si metode.

De exemplu, putem extinde clasa Masina la MasinaStraina (pentru care se plateste vama) si MasinaAutohtona (pentru care nu se plateste vama) etc.

Observatie importanta: Un alt tip de relatie intre obiecte este relatia ARE-UN sau ESTE-COMPUS-DIN. De exemplu, Masina ARE-UN volan. Aceasta relatie nu este o relatie de mostenire, ci este de agregare. Componentele care pot fi agregate devin simple campuri (atribute) de tip private ale clasei nou create.

7/27/2010 4

Intr-o ierarhie de clase, o clasa poate avea o singura superclasa, insa poate avea un numar nelimitat de subclase. Subclasele mostenesc toate atributele si metodele superclasei lor, care la randul ei mosteneste toate atributele si metodele de la superclasa ei si asa mai departe, urcand in ierarhie. Rezulta ca o clasa nou creata contine toate atributele si metodele claselor aflate deasupra sa in ierarhie, si in plus contine propriile atribute si metode.

Figura de mai jos prezinta o ierarhie de clase.

Clasa A

Clasa B

Clasa DClasa C Clasa E

Clasa A este superclasa a clasei B. Clasa B este subclasa a clasei A.

Clasa B este superclasa pentru clasele C, D si E. Clasele C, D si E sunt subclase ale clasei B.

7/27/2010 5

In varful ierarhiei de clase Java se afla clasa Object, iar toate clasele de obiecte, care se creaza, sunt derivate din aceasta unica superclasa.

Object reprezinta clasa initiala, sa-i spunem clasa de obiecte generice, care defineste atributele si comportamentul (metodele) mostenite de toate clasele din biblioteca de clase Java. In varful ierarhiei se definesc concepte (clase) abstracte, foarte generale. Aceste concepte generale devin din ce in ce mai concrete, mai particularizate, o data cu “coborarea” spre subclasele de pe nivelele de mai jos in ierarhie.

Cand clasa nou creata defineste un comportament complet nou si nu este o subclasa a unei alte clase, atunci ea mosteneste direct clasa Object. Astfel, noua clasa se integreaza corect in ierarhia claselor Java.

De asemenea, daca se defineste o clasa care nu specifica o superclasa, Java presupune ca noua clasa mosteneste direct clasa Object. Clasele definite in exemplele de pana acum au mostenit direct clasa Object.

7/27/2010 6

De exemplu, se poate construi o ierarhie Om care deriva direct din clasa generica Object si are doua clase derivate: clasa barbatilor (Barbat) si clasa femeilor (Femeie).

Obiect (Object)

Om

Barbat Femeie

Daca la nivelul clasei de obiecte Om am definit forma bipeda a acestuia si capacitatea de a vorbi si de a intelege, toate aceste caracteristici vor fi mostenite si de clasele derivate din clasa Om, si anume clasa barbatilor si cea a femeilor. Fiecare din aceste clase de obiecte derivate isi vor defini propriile lor proprietati si operatii pentru a descrie diferenta dintre ele si clasa originala.

7/27/2010 7

Caracteristicile unei ierarhi de claseOrganizarea unei aplicatii informatice intr-o ierarhie de clase presupune o planificare atenta. Proiectarea arborelui de clase de obiecte necesare rezolvarii unei anumite probleme este un talent pe care fiecare programator trebuie sa si-l descopere si sa si-l cultive cu atentie. De alegerea claselor si de proiectarea arborelui acestor clase depinde eficienta si flexibilitatea aplicatiei.

Principalele caracteristici ale unei ierarhie de clase sunt:

- atributele si metodele comune mai multor clase pot fi definite in superclase, care permit folosirea repetata a acestora pentru toate clasele aflate pe nivelele mai joase din ierarhie;

- modificarile efectuate in superclasa se reflecta automat in toate subclasele ei, subclasele acestora si asa mai departe; nu trebuie modificat si recompilat nimic in clasele aflate pe nivelurile inferioare, deoarece acestea primesc noile informatii prin mostenire;

7/27/2010 8

- clasa derivata poate sa adauge noi atribute si metode si poate modifica semnificatia metodelor mostenite (prin polimorfism, despre care vom vorbi mai incolo in acesta lectie);

- superclasa nu este afectata in nici un fel de modificarile aduse in clasele derivate;

- o clasa derivata este compatibila ca tip cu superclasa, ceea ce inseamna ca o variabila referinta de tipul superclasei poate referi un obiect al clasei derivate, dar nu si invers; clasele derivate dintr-o superclasa nu sunt compatibile ca tip.

Mostenirea simpla si multipla

Forma de mostenire folosita in Java este denumita mostenire simpla (single inheritance), deoarece fiecare clasa de obiecte Java nou creata poate fi derivata dintr-o singura superclasa (poate avea o singura superclasa).

Mostenirea multipla inseamna ca o clasa nou creata pot fi derivata din doua sau mai multe superclase, mostenind variabilele si metodele combinate din toate aceste superclase. Mostenire multipla (multiple inferitance) ofera mijloace de creare a unor clase care cuprind aproape orice comportament imaginabil. Acest lucru complica semnificativ definitia clasei si a codului necesar acesteia.

7/27/2010 9

Mostenirea simpla poate fi restrictiva, mai ales atunci cand exista un comportament similar, care trebuie duplicat pe diferite “ramuri” ale ierarhiei de clase (nu pe aceeasi ramura a ierarhiei).

De exemplu, omul poate fi privit ca un mamifer care naste pui vii sau poate fi privit ca un obiect spatio-temporal care are propria lui forma si pozitie in functie de timp. Aceasta inseamna ca trebuie sa dam definitii de metode despre ce inseamna faptul ca un obiect poate fi privit ca un mamifer sau ca un obiect spatio-temporal. Dar, aceste definitii de metode sunt comune nu numai clasei de obiecte Om dar si altor clase de obiecte derivate sau nu din clasa Om, superclase sau nu ale clasei Om. Putem sa gasim o multime de clase de obiecte ale caror instane pot fi privite ca obiecte spatio-temporale dar care sa nu aiba mare lucu in comun cu omul (de exemplu clasa Minge).

Pentru rezolvarea problemei mostenirii multiple, Java foloseste interfetele.

Declaratiile de metode si atribute comune mai multor clase de obiecte care nu sunt mostenite de la superclasele lor poarta denumirea de interfeta. Interfetele vor fi prezentate in totalitate intr-o lectie viitoare.

7/27/2010 10

Sintaxa folosita pentru a deriva o clasa noua dintr-o superclasa

O clasa derivata (numita si subclasa) mosteneste toate atributele (variabilele de instanta si de clasa) superclasei din care provine. Clasa derivata poate apoi sa adauge noi atribute, sa redefineasca metode ale superclasei sau sa adauge noi metode. Fiecare clasa derivata este o clasa complet noua. Pentru a declara o clasa derivata se foloseste clauza extends, astfel:

[<modificatori_acces>] [<modificatori_clasa>] class <nume_subclasa> extends<nume_superclasa>

{<corpul_clasei>

}

unde:

- <modificatori_acces> - specifica domeniul de vizibilitate (folosire sau acces) al subclasei; modificatorul de acces poate fi: public;

- <modificatori_clasa> - specifica tipul subclasei definite; modificatorul clasei poate fi: abstract, final;

- <nume_subclasa> - specifica numele clasei derivate dintr-o superclasa;

7/27/2010 11

- <nume_superclasa> - specifica numele unei superclase din care deriva subclasa;

- <corpul_clasei> - variabilele clasei si metodele care lucreaza cu acestea, adaugate sau redefinite in subclasa .

Observatii:

1. Orice metoda neprivata (adica publica, protejata sau prietenoasa) din superclasa, care nu este redefinita (suprascrisa) in clasa derivata, este mostenita nemodificat, cu exceptia constructorilor. Metoda poate fi apoi apelata ca si cum ar face parte din clasa derivata.

2. Clasa derivata contine atribute si metode suplimentare (fata de cele mostenite din superclasa) care pot fi declarate: private, protected, public sau fara modificator de acces.

7/27/2010 12

Controlul accesului si mostenirea

Ca regula generala, toti membrii de tip public ai superclasei devin membrii de tip public ai clasei derivate.

De asemenea, membrii de tip private ai superclasei sunt mosteniti, dar acestia nu sunt accesibili in mod direct (adica, folosind operatorul “punct” sau direct numele membrului) in clasa derivata, ci prin intermediul altor metode publice mostenite de la superclasa care fac posibil accesul.

Metodele speciale care examineaza si modifica valoarea fiecarui atribut de tip privatesunt denumite “accesori” si, respectiv, “modificatori”.

Se foloseste conventia ca numele metodelor “accesor” sa inceapa cu get, cum ar fi getRaza() din programul TestCerc.java prezentat in lectia 5. De asemenea, se foloseste conventia ca numele metodelor “modificator” sa inceapa cu set, cum ar fi setRaza() din programul TestCerc.java prezentat in lectia 5.

Folosirea metodelor “accesori” si “modificatori” este foarte raspandita in programarea orientata obiect. Acest mod de abordare mareste gradul de reutilizare a codului, evitand folosirea lui necorespunzatoare.

7/27/2010 13

Metode-constructor pentru clase derivate si cuvantul-cheie super

Metodele-constructor nu se mostenesc. Fiecare clasa derivata trebuie sa isi defineasca propriile metode-constructor.

Daca nu se defineste nici un constructor, Java va genera un constructor implicit (fara parametri). Acest constructor implicit al clasei derivate:

- va apela automat constructorul implicit (fara parametrii) al superclasei (aflata pe nivelul imediat superior) pentru membrii care au fost mosteniti, apoi

- va aplica initializarea implicita pentru atributele adaugate in clasa derivata (adica 0/false pentru tipurile primitive numerice/booleene si null pentru tipurile referinta).

Asadar, construirea unui obiect al unei clase derivate are loc prin construirea prealabila a portiunii mostenite (constructorul clasei derivate apeleaza automat constructorul superclasei aflata pe nivelul imediat superior). Acest lucu este normal, deoarece mecanismul incapsularii afirma ca partea mostenita este un “intreg”, iar constructorul superclasei ne spune cum sa initializam acest “intreg”.

Metodele-constructor ale superclasei pot fi apelate explicit in clasa derivata prin metoda super(). Metoda super poate sa apara doar in prima linie dintr-o metoda-constructor.

7/27/2010 14

Apelul unei metode-constructor a superclasei dintr-o clasa derivata, folosind super se face astfel:

super(<arg1>, <arg2>, <arg3>, …)

unde:

- <arg1>, <arg2>, <arg3>, … - specifica parametrii metodei-constructor a superclasei.

De exemplu, sa presupunem ca o superclasa (ClasaSuper) are un constructor cu doi parametri de tip int. Constructorul clasei derivate va avea, in general, forma:

public class ClasaDerivata extends ClasaSuper{

public ClasaDerivata(int x, int y);{

super(x, y);// alte instructiuni

}…}

Observatie: Daca in superclasa este definit explicit cel putin un constructor, atunci trebuie apelat explicit (prin super) constructorul superclasei respective din interiorul constructorului clasei derivate. Altfel se obtine eroare de compilare.

7/27/2010 15

Supraincarcarea (overloading) metodelor. Redefinirea (override) metodelor

Supraincarcarea metodelor permite existenta in interiorul aceleiasi clase a mai multor metode cu acelasi nume, dar cu lista diferita de parametrii (ca numar si tip), deci cu semnatura diferita. Supraincarcarea metodelor este permisa si daca unele dintre metode sunt definite intr-o superclasa si altele in clasele derivate din superclasa respectiva.

De exemplu, putem avea o metoda int max(int a, int b) si o metoda int max(int a, int b, int c), ambele in cadrul aceleasi clase sau putem defini prima metoda in cadrul unei superclase si cea de a doua metoda in cadrul unei clase derivate din superclasa.

Atunci cand se face un apel al unei metode supraincarcate, compilatorul alege definitia de metoda examinand lista parametrilor de apel (adica, semnatura).

Redefinirea (suprascriere) metodelor permite existenta in interiorul claselor derivate dintr-o superclasa a mai multor metode cu acelasi nume, tip de rezultat si aceeasi lista de parametrii, deci cu aceeasi semnatura.

Atunci cand se face un apel al unei metode redefinite, compilatorul foloseste definitia metodei care este gasita prima (incepand din partea de jos a ierarhiei de clase si mergand in sus).

7/27/2010 16

Programul urmator (AfisareSubClasa.java) prezinta o clasa ce contine o metoda afisareDate(), care afiseaza numele clasei si valorile variabilelor de instanta. De asemenea, in acelasi fisier-sursa este inclusa si clasa denumita AfisareSubClasaderivata din clasa AfisareClasa. A fost creat un obiect de tip AfisareSubClasa si a fost apelata metoda afisareDate(). Deoarece clasa AfisareSubClasa nu defineste aceasta metoda, Java o cauta in superclasele clasei AfisareSubClasa, incepand cu superclasa AfisareClasa, unde gaseste metoda afisareDate() si o executa.class AfisareClasa {

int x = 0;int y = 1;

void afisareDate() {System.out.println("x este " + x + ", y este " + y);System.out.println("Sunt un obiect al clasei " +

this.getClass().getName());}

}class AfisareSubClasa extends AfisareClasa {

int z = 3;public static void main(String [] args) {

AfisareSubClasa ob = new AfisareSubClasa();ob.afisareDate();

}}

7/27/2010 17

Rezultatul programului este:

x este 0, y este 1Sunt un obiect al clasei AfisareSubClasa

Deoarece metoda afisareDate() a superclasei AfisareClasa nu afiseaza si variabila de instanta z specifica subclasei AfisareSubClasa, metoda afisareDate() va fi redefinita (suprascrisa) in interiorul subclasei. Iata noul program (AfisareSubClasa.java):class AfisareClasa {

int x = 0;int y = 1;

void afisareDate() {System.out.println("x este " + x + ", y este " + y);System.out.println("Sunt un obiect al clasei " +

this.getClass().getName()); } }class AfisareSubClasa extends AfisareClasa {

int z = 3;void afisareDate() {

System.out.println("x este " + x + ", y este " + y + ", z este " + z);System.out.println("Sunt un obiect al clasei " +

this.getClass().getName()); }public static void main(String [] args) {

AfisareSubClasa ob = new AfisareSubClasa();ob.afisareDate();} }

7/27/2010 18

Rezultatul programului este:

x este 0, y este 1, z este 3Sunt un obiect al clasei AfisareSubClasa

Nota: Apelul de metoda:

this.getClass().getName());

este folosit pentru aflarea numelui clasei din care face parte un obiect, in cazul de fata obiectul curent. Vom reveni cu amanunte in ce priveste obtinerea de informatii despre o clasa.

Redefinirea partiala a unei metode

Redefinirea partiala inseamna ca metoda din clasa derivata nu redefineste complet metoda cu aceeasi semnatura din superclasa, ci extinde operatiile pe care aceasta le realizeaza. Cu alte cuvinte, metoda din clasa derivata face ceva in plus fata de cea originala din superclasa.

Pentru a apela metoda din superclasa in interiorul metodei din clasa derivata se foloseste referinta super.

7/27/2010 19

Urmatorul program (AfisareSubClasa1.java) ilustreaza modul de redefinire partiala a metodei afisareDate() din subclasa AfisareSubClasa1 si apelul in cadrul acesteia a metodei afisareDate() din superclasa AfisareClasa.class AfisareClasa {

int x = 0;int y = 1;

void afisareDate() {System.out.println("Sunt un obiect al clasei " +

this.getClass().getName());System.out.println("x este " + x);System.out.println("y este " + y);

}}class AfisareSubClasa1 extends AfisareClasa {

int z = 3;void afisareDate() {

super.afisareDate();System.out.println("z este " + z);

}public static void main(String [] args) {

AfisareSubClasa1 ob = new AfisareSubClasa1();ob.afisareDate();

}}

7/27/2010 20

Accesul la metodele din superclasa si redefinirea metodelor in clasele derivate

Atunci cand se creaza o clasa derivata si se redefineste (suprascrie) o metoda declarata intr-o superclasa, trebuie sa se ia in considerare tipul de acces dat pentru metoda originala.

Astfel, in cazul metodelor mostenite, pentru care se doreste redefinirea (suprascrierea) in clasa derivata se impun urmatoarele reguli:

- metodele de tip public dintr-o superclasa trebuie sa fie, de asemenea, de tip public in toate clasele derivate; ele nu pot fi redefinite de tip private in clasele derivate;

- metodele de tip protected dintr-o superclasa pot fi de tip protected sau de tip public in clasele derivate; ele nu pot fi redefinite de tip private in clasele derivate;

- metodele de tip private dintr-o superclasa nu pot fi redefinite (suprascrise) in clasele derivate.

7/27/2010 21

PolimorfismPolimorfismul reprezinta capacitatea unui obiect de a aparea sub diferite forme. De exemplu, in lumea reala, apa apare sub forma solida, sub forma lichida sau sub forma gazoasa.

In Java, polimorfismul inseamna ca o singura variabila referinta x de tipul unei superclase poate fi folosita pentru a construi diferite obiecte (instante) ale claselor derivate, direct sau indirect din acea superclasa, in momente diferite ale executiei unui program. Cand variabila referinta x este folosita pentru a apela o metoda a unui obiect apartinand unei clase derivate, metoda adecvata care va fi selectata depinde de tipul obiectului pe care variabila referinta x il indica in acel moment. Se spune ca variabila referinta este polimorfica.

De exemplu, sa presupunem ca s-au definit clasele: AnimalDeCasa, Pisica, Caine.Se doreste sa se afiseze la ecran (programul Polimorfism.java) caracteristicile principale ale claselor Pisica si Caine, atunci cand instantele lor sunt infometate.

7/27/2010 22

class AnimalDeCasa{

private boolean stareSuparare;public boolean flamand;

protected void hranesc(){

System.out.println("Nu se cunoaste");}public void caracteristici(){

System.out.println("Caracteristici necunoscute");}public boolean getStare(){

return stareSuparare;}public void setStare(boolean stare){

stareSuparare = stare;}

}

7/27/2010 23

class Pisica extends AnimalDeCasa{

public void caracteristici(){

String starePisica;if (getStare() == true)

starePisica = "miauna";else

starePisica = "nu miauna";if (flamand == true)System.out.println("Pisica " + starePisica + ". Este flamanda.");

elseSystem.out.println("Pisica " + starePisica + ". Este satula.");

}public void hranesc(){

if (flamand==true){System.out.println("Pisica mananca lapte.");

flamand = false;setStare(false);}

elseSystem.out.println("Pisica a mancat deja.");}

}

7/27/2010 24

class Caine extends AnimalDeCasa{

public void caracteristici(){

String stareCaine;if (getStare() == true)

stareCaine = "latra";else

stareCaine = "nu latra";if (flamand == true)

System.out.println("Cainele " + stareCaine + ". Este flamand.");else

System.out.println("Cainele " + stareCaine + ". Este satul."); }public void hranesc()

{if (flamand==true)

{System.out.println("Cainele mananca oase.");flamand = false;setStare(false);}

elseSystem.out.println("Cainele a mancat deja.");}

}

7/27/2010 25

public class Polimorfism{

public static void main(String args[]){

AnimalDeCasa a = new Pisica();a.flamand = true;a.setStare(true);System.out.println("Caracteristicile primului animal de casa: ");a.caracteristici();a.hranesc();a.caracteristici();a.hranesc();a.caracteristici();a = new Caine();a.flamand = true;a.setStare(true);System.out.println("Caracteristicile celui de al doilea animal de casa: ");a.caracteristici();a.hranesc();a.caracteristici();

}}

7/27/2010 26

Ceeace este specific acestui program este ca el contine trei metode cu numele caracteristici() care au aceeasi semnatura (nume, tip valoare returnata si numar si tip parametrii) si trei metode cu numele hranesc() care au, de asemenea, aceeasi semnatura. Dar, aceste metode se afla in clase diferite si anume, intr-o superclasa numita AnimalDeCasa si in doua clase derivate numite Pisica si Caine care extind clasa AnimalDeCasa.

Spunem ca metodele caracteristici() si hranesc() din clasele derivate redefinesc(override) metodea caracteristici() si, respectiv, hranesc() din superclasa.

Sa analizam acum instructiunea urmatoare:

AnimalDeCasa a = new Pisica();

Variabila referinta a care este de tipul AnimalDeCasa desemneaza un obiect de tipul Pisica, care ESTE-UN AnimalDeCasa prin mostenire.

Sa analizam si instructiunea:

a = new Caine();

Variabila a refera (la momente diferite de timp) obiecte de tipuri diferite, dar similare (adica derivate din aceeasi superclasa: AnimalDeCasa).

7/27/2010 27

Pe baza celor prezentate mai sus, programul va afisa urmatoarele rezultate:

Caracteristicile primului animal de casa:Pisica miauna. Este flamanda.Pisica mananca lapte.Pisica nu miauna. Este satula.Pisica a mancat deja.Pisica nu miauna. Este satula.Caracteristicile celui de al doilea animal de casa:Cainele latra. Este flamand.Cainele mananca oase.Cainele nu latra. Este satul.

Dupa cum se poate observa, apelurile metodelor caracteristici() si hranesc(), prin intermediul referintei a, au determinat apelarea metodelor corespunzatoare din clasa Pisica si Caine (si prin urmare doua afisari diferite), deoarece la momentul fiecarui apel, variabila a refera un obiect de tip diferit (dar, apartinand unei clase derivate din superclasa).

Trebuie de remarcat ca, inversarea rolurilor celor doua clase nu este posibila, adica:

Pisica p = new AnimalDeCasa();

este incorecta (deoarece un animal nu este in mod obligatoriu o pisica).

7/27/2010 28

In concluzie:

- pe de o parte, mostenirea permite tratarea unui obiect ca fiind de tipul propriu sau de tipul de baza (din care este derivat tipul propriu). Aceasta caracteristica permite mai multor tipuri (derivate din acelasi tip de baza) sa fie tratate ca si cum ar fi un singur tip, ceea ce face ca aceeasi secventa de cod sa fie folosita de catre toate aceste tipuri. In cazul din exemplul prezentat, clasa Pisica si clasa Caineau doua atribute (stareSuparare si flamand) si doua metode setStare() si getStare() mostenite de la superclasa AnimalDeCasa din care deriva.

- pe de alta parte, polimorfismul permite unui tip de obiect sa exprime distinctia fata de un alt tip de obiect similar, atata timp cat amandoua sunt derivate din aceeasi superclasa. Distinctia este exprimata prin redefinirea (suprascrierea) metodelor care pot fi apelate prin intermediul unei variabile-referinta de tipul superclasei (in exemplul nostru este vorba despre metodele caracteristici() si hranesc()).

7/27/2010 29

Legarea statica si legarea dinamica

Conectarea unui apel de metoda de un anumit corp de metoda poarta numele de legare (binding).

Cand legarea are loc inainte de rularea programului respectiv (adica, in faza de compilare) spunem ca este vorba despre o legare statica(early binding). Termenul este specific programarii orientate pe obiecte. In programarea procedurala (vezi limbajul C sau Pascal) notiunea de legare statica nu exista, pentru ca toate legaturile se fac in mod static.

Cand legarea are loc in faza de executie a programului respectiv, spunem ca este vorba despre o legare tarzie (late binding) sau legare dinamica. Legarea tarzie permite determinarea in faza de executie a tipului obiectului referit de o variabila referinta si apelarea metodei specifice acestui tip (in exemplul prezentat, metodele caracteristici() si hranesc() din clasa Pisica sau din clasa Caine).

Polimorfisul apare doar atunci cand are loc legarea tarzie a metodelor.

7/27/2010 30

Metode si clase finaleMetodele finale sunt acele metode care nu pot fi redefinite niciodata intr-o subclasa. Acestea sunt declarate folosind modificatorul final.

Metode finale sunt folosite pentru a mari viteza de executie a aplicatiei care le foloseste. In mod normal, atunci cand interpretorul Java apeleaza o metoda, el cauta metoda mai intai in clasa curenta, dupa aceea in superclasa si “urca” mai departe in ierarhie pana ce gaseste definitia acesteia. Prin acest proces se pierde din viteza in favoarea flexibilitatii si a usurintei in dezvoltare.

In cazul metodelor finale legarea este statica, la compilare, si nu in timpul executiei aplicatiei. Astfel, compilatorul Java poate introduce codul executabil (bytecode-ul) al metodei in locul instructiunii de apel a acesteia in cadrul programelor care o apeleaza.

Nota: Metodele cu acces de tip private sunt implicit si de tip final, deoarece ele nu pot fi suprascrise in nici o situatie.

Clasele finale sunt acele clase din care nu se pot deriva subclase. Acestea sunt declarate folosind modificatorul final.

Clasele finale sunt folosite pentru a mari viteza de executie a aplicatiei care le foloseste.

7/27/2010 31

Majoritatea claselor mai des folosite din bibliotecile de clase Java sunt clase finale, cum ar fi: java.lang.String, java.lang.Math, java.lang.Integer etc.

Nota: Toate metodele dintr-o clasa de tip final sunt automat finale.

Metode si clase abstracteO metoda abstracta este o metoda din superclasa care are sens doar pentru clasele derivate direct din superclasa, nu are implementare (nu are corp) ci numai antet, in superclasa si care in mod obligatoriu trebuie definita (completata cu corpul ei) in clasele derivate (altfel rezulta eroare de compilare).

O metoda abstracta este declarata cu modificatorul abstract.

Intr-o ierarhie de clase, cu cat clasa se afla pe un nivel mai inalt, cu atat definirea sa este mai abstracta. O clasa aflata ierarhic deasupra altor clase poate defini doar atributele si comportamentul comune celor aflate sub ea pe ramura respectiva a ierarhiei.

In procesul de organizare a unei ierarhi de clase, se poate descoperi, uneori, cate o clasa care nu se instantiaza direct (adica din ea nu se pot crea direct obiecte). De fapt, aceasta serveste, doar ca loc de pastrare a unor metode si atribute pe care le folosesc in comun subclasele sale. Acesta clasa se numeste clasa abstracta si este creata folosind modificatorul abstract.

7/27/2010 32

Clasele abstracte pot contine aceleasi tipuri de membri ca o clasa normala, inclusiv metodele-constructor, deoarece subclasele lor pot avea nevoie sa mosteneasca aceste metode-constructor.

Clasele abstracte pot contine, de asemenea, metode abstracte. O clasa care are cel putin o metoda abstracta este o clasa abstracta.

Nu se poate declara o metoda abstracta intr-o clasa non-abstracta.

Exemplu de folosire a mostenirii, a polimorfismului, a claselor si metodelor finale si abstracte Un exemplu simplu de clasa abstracta este clasa formelor geometrice. Din clasa formelor geometrice pot deriva forme specifice cum ar fi: cerc, dreptunghi. Se poate, apoi, deriva clasa patratului ca un caz particular de dreptunghi. Figura de mai jos prezinta ierarhia de clase care rezulta:

Cerc Dreptunghi

Patrat

FormaGeo

7/27/2010 33

Clasa FormaGeo poate sa aiba membri care sa fie comuni pentru toate subclasele, cum ar fi, de exemplu tipul formei geometrice, afisarea caracteristicilor formelor geometrice concrete (cerc, dreptunghi etc).

De asemenea, clasa poate defini metode care se aplica fiecarui obiect in parte, cum ar fi, calculul ariei unui obiect oarecare (dreptunghi, cerc etc). In consecinta, metoda arie() va fi declarata ca abstracta.

Clasa FormaGeo fiind abstracta nu se poate instantia. Deci, nu se va putea crea un obiect de tip FormaGeo, ci numai obiecte din clasele derivate. Totusi, o referinta de tip FormaGeo poate sa refere orice forma concreta derivata, cum ar fi: Dreptunghi, Cerc, Patrat.

Fisierul-sursa urmator (FormaGeo.java) prezinta clasa abstracta FormaGeo. Constructorul acestei clase nu va fi apelat niciodata direct, deoarece FormaGeo este o clasa abstracta. Avem totusi nevoie de constructor, care sa fie apelat din clasele derivate pentru a initializa atributul nume de tip private care specifica tipul figurii geometrice.

Metoda cu numele arie() este o metoda abstracta, deoarece nu putem furniza nici un calcul implicit al ariei pentru o clasa derivata care nu isi defineste propria metoda de calcul a ariei.

7/27/2010 34

Metoda maiMic() de comparatie a ariei unui obiect curent de tip FormaGeo cu un alt obiect de tip FormaGeo (preluat prin parametrul rhs) nu este abstracta, deoarece ea poate fi aplicata la fel pentru toate clasele derivate. De fapt, definirea ei este invarianta de-a lungul ierarhiei, de aceea am declarat-o cu tipul final.

Variabila rhs poate sa refere orice instanta a unei clase derivate din FormaGeo (de exemplu, o instanta a clasei Dreptunghi). Astfel, este posibil sa folosim aceasta metoda pentru a compara aria obiectului curent (care poate fi, de exemplu, o instanta a clasei Cerc) cu aria unui obiect de alt tip, derivat din FormaGeo. Acesta este un exemplu de folosire a polimorfismului.

Metoda toString afiseaza numele formei geometrice si aria ei. Ea este invarianta de-a lungul ierarhiei si de aceea a fost declarata cu tipul final.

Observatie: Vom face cateva precizari asupra folosirii metodei toString() in orice clasa in care se doreste afisarea starii instantelor unei clase. In general, afisarea starii unui obiect se face utilizand metoda print() din clasa System.out. Pentru a putea face acest lucru, trebuie ca in clasa obiectului care se doreste a fi afisat sa existe o metoda cu numele de toString(). Aceasta metoda trebuie sa intoarca o valoare de tip String (reprezentand starea obiectului) care poate fi afisata. Astfel, in cazul nostru, am definit o metoda toString care permite sa afisam un obiect oarecare de un tip derivat din clasa FormaGeo folosind instructiunea System.out.println(). Practic, compilatorul Java apeleaza automat toString() pentru fiecare obiect care se afiseaza cu metoda print().

7/27/2010 35

/* Superclasa abstracta pentru forme FormeGeo** CONSTRUIREA: nu este permisa, FormaGeo fiind abstracta.* Constructorul cu un parametru este necesar ptr. clasele* derivate.* ------------------- metode publice ---------------------* double arie() --> Intoarce aria (abstracta)* boolean maiMic --> Compara doua forme dupa arie* String toString --> Metoda uzuala pentru afisare*/abstract class FormaGeo {

private String nume;abstract public double arie();public FormaGeo(String numeForma) {

nume = numeForma;}final public boolean maiMic(FormaGeo rhs) {

return arie() < rhs.arie();}final public String toString() {

return nume + ", avand aria " + arie();}

}

7/27/2010 36

Pe baza clasei abstracte FormaGeo definite ne propunem sa rezolvam urmatoarea problema:

Se citesc N forme geometrice (patrate, dreptunghiuri, cercuri) de la tastatura. Sa se afiseze formele geometrice ordonate dupa arie.

Mai intai, trebuie sa definim subclasele Cerc, Dreptunghi si Patrat. Definirea lor se face distinct in fisiere-sursa separate (Cerc.java, Dreptunghi.java si Patrat.java).

/* clasa Cerc* derivata din FormaGeo* CONSTRUCTORI: cu raza ptr. cerc* ------------------- metode publice ---------------------* double arie()-->Implementeaza metoda abstracta din FormaGeo*/public class Cerc extends FormaGeo {

private double raza;public Cerc(double rad) {

super("Cerc");raza = rad;

} public double arie() {

return Math.PI * raza * raza;}}

7/27/2010 37

/* clasa Dreptunghi;* derivata din FormaGeo* CONSTRUCTORI: cu lungime si latime ptr. dreptunghi* ------------------- metode publice ---------------------* double arie()-->Implementeaza metoda abstracta din FormaGeo*/public class Dreptunghi extends FormaGeo {

private double lungime;private double latime;public Dreptunghi(double lg, double lat) {

this(lg, lat, "Dreptunghi");} Dreptunghi(double lg, double lat, String nume) {

super(nume);lungime = lg;latime = lat;

}public double arie() {

return lungime * latime;}

}

7/27/2010 38

/* clasa Patrat* derivata din Dreptunghi* CONSTRUCTORI: cu latura ptr. patrat* ------------------- metode publice ---------------------* double arie()-->Implementeaza metoda abstracta din FormaGeo*/public class Patrat extends Dreptunghi{

public Patrat(double latura){

super(latura, latura, "Patrat");}

}

Observatie: Clasa Patrat mosteneste de la clasa Dreptunghi metoda arie() si de aceea nu o mai defineste in interiorul ei.

7/27/2010 39

Pentru rezolvarea problemei ordonarii formelor geometrice dupa aria lor, se foloseste un tablou de tip FormaGeo cu numele forme[] cu o dimensiune citita de la tastatura. Sa retinem ca tablou forme[] este un tablou de referinte de tip FormaGeopentru care se aloca zona de memorie. Acest tablou nu stocheaza obiecte din clasele derivate ale clasei FormaGeo (de tip Cerc, Dreptunghi, Patrat) ci numai referinte catre aceste obiecte.

Fisierul-sursa (TestForma.java) care realizeaza ordonarea si punerea in executie a aplicatiei se prezinta in continuare.

Metoda citesteForma() citeste de la tastatura atributele obiectelor de tipul Cerc, Dreptunghi, Patrat, pe baza unor optiuni care precizeaza tipul figurii, creaza un nou obiect de un tip derivat (Cerc, Dreptunghi, Patrat) din tipul FormaGeo si returneaza o referinta catre obiectul creat.

In metoda main(), referinta la obiecte este apoi stocata in tabloul forme[].

Metoda sortare() este folosita pentru a sorta formele geometrice referite prin tabloul forme[] in functie de aria calculata a fiecarui tip de figura geometrica. Metoda arie()este apelata prin intermediul metodei maiMic() care la randul ei este apelata in metoda sortare().

7/27/2010 40

import java.io.* ;class TestForma {

private static BufferedReader in;public static void main(String[] args) throws IOException {

//Citeste numarul de figuriin = new BufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.print("Numarul de figuri: ");int numForme = Integer.parseInt(in.readLine());//citeste formeleFormaGeo[] forme = new FormaGeo[numForme];for (int i = 0; i < numForme; ++i)

{forme[i] = citesteForma();}//sortare si afisaresortare(forme);System.out.println("Sortarea dupa arie: ");for (int i = 0; i < numForme; ++i)

{System.out.println(forme[i]);}}

7/27/2010 41

//creaza un obiect adecvat de tip FormaGeo. Functie de datele de intrare.//utilizatorul introduce 'c', 'p' sau 'd' pentru a indica forma, apoi introduce dimensiunile//in caz de eroare se intoarce un cerc de raza 0

private static FormaGeo citesteForma() throws IOException {double rad;double lg;double lat;String s; System.out.println("Introduceti tipul formei: ");do

{s = in.readLine();} while (s.length() == 0);switch (s.charAt(0)){

case 'c':System.out.println("Raza cercului: ");rad = Integer.parseInt(in.readLine());return new Cerc(rad);

case 'p':System.out.println("Latura patratului: ");lg = Integer.parseInt(in.readLine());return new Patrat(lg);

7/27/2010 42

case 'd':System.out.println("Lungimea si latimea "+ " dreptunghiului pe linii separate: ");lg = Integer.parseInt(in.readLine());lat= Integer.parseInt(in.readLine());return new Dreptunghi(lg, lat);

default:System.err.println("Tastati c, p sau d: ");return new Cerc(0);

}

}//sortare private static void sortare(FormaGeo [] a) {FormaGeo temp;for (int i = 0; i <= a.length - 2; i++)

{for (int j = i+1; j <= a.length - 1; j++){if (a[j].maiMic(a[i]))

{temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;}

}}}

}

7/27/2010 43

Dupa executia programului TestForma.class pe ecran se afiseaza:

Sortarea dupa arie:Cerc, avand aria 3.141592653589793Dreptunghi, avand aria 6.0Dreptunghi, avand aria 8.0Dreptunghi, avand aria 24.0Patrat, avand aria 36.0Cerc, avand aria 78.53981633974483Patrat, avand aria 100.0Cerc, avand aria 314.1592653589793Cerc, avand aria 452.3893421169302Cerc, avand aria 452.3893421169302

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- conversia explicita de tip (casting) pentru obiecte: conversie

implicita si explicita de tip;

- conversia tipurilor primitive in obiecte si invers;

- pachete de clase de obiecte: utilizarea pachetelor existente de clase de obiecte; comanda import; variabila CLASSPATH; locul de dispunere a claselor in sistemul de fisiere; crearea propriilor pachete de clase de obiecte; pachetele de clase si controlul accesului la clase;

- mostenire multipla;

- interfata Java: crearea interfetelor; folosirea interfetelor; implementarea unei interfete; implementarea unor interfete multiple; derivarea interfetelor;

- implementarea de componente generice: programarea generica; clase generice.

7/27/2010 2

Conversia explicita de tip (casting) pentru obiecteOperatia de conversie a instantelor unor clase catre instante ale altor clase se poate face numai daca clasele sursa si destinatie sunt inrudite prin mostenire, adica o clasa trebuie sa fie o subclasa a alteia.

Pentru ca mostenirea permite tratarea unui obiect ca fiind de tip propriu sau de tipul superclasei, unele obiecte nu au nevoie de conversie explicita. Astfel, deoarece subclasele contin toate informatiile superclasei lor, si chiar mai mult, se poate folosi o instanta a unei subclase acolo unde se doreste referirea la o instanta a superclasei.

La operatia de atribuire, conversia implicita inseamna ca unei variabile referinta de tipul unei superclase i se poate atribui o referinta la o instanta de tipul oricarei subclase a ei. Variabila de tipul superclasei, folosita in acest fel, se spune ca este polimorfica.

Urmatorul exemplu arata o conversie implicita prin atribuirea valorii unei variabile referinta de tipul unei subclase (clasa Pisica) la o variabila de tipul unei superclase (clasa AnimalDeCasa):

AnimalDeCasa a = new Pisica();

Variabila referinta a care este de tipul AnimalDeCasa desemneaza un obiect de tipul Pisica.

7/27/2010 3

Conversia explicita intre tipurile obiectelor (sau casting-ul) este necesara atunci cand se foloseste o instanta a superclasei acolo unde se doreste referirea la o instanta a subclasei.

Sintaxa folosita pentru conversia explicita de tip este:

(<nume_subclasa>) <nume_variabila_superclasa>

unde:

- <nume_subclasa> - numele subclasei catre care se doreste conversia;

- <nume_variabila_superclasa> - numele variabilei referinta care indica o instanta a unei superclase din care face parte subclasa cu numele <nume_subclasa>.

Nota: Sa retinem ca operatia de casting creaza o referinta de tip <nume_subclasa> la instanta superclasei, in timp ce instanta cu tipul superclasei continua sa existe ca si inainte.

7/27/2010 4

De exemplu, daca avem o operatie care apeleaza metode ale obiectelor apartinand clasei Integer, folosirea unui obiect din clasa Object nu va dispune de multe din metodele definite in Integer si drept urmare va fi necesara o conversie explicita la tipul Integer, ca mai jos:

int elemVarf = ((Integer) s.top()).intValue();

In acest exemplu metoda s.top() returneaza un obiect de tip Object. Pentru a extrage valoarea retinuta in acest obiect trebuie sa-l convertim explicit la tipul Integer, astfel incat sa dispunem de metoda intValue() care returneaza valoarea obiectului convertit la Integer ca o valoare intreaga de tip int.

Conversia tipurilor primitive in obiecte si inversConversia de la un tip de data primitiv la un tip referinta si invers nu este posibila in Java in mod implicit. Tipurile primitive si obiectele sunt elemente foarte diferite in Java si nu se poate face conversie automata intre cele doua. In acest sens se poate analiza si instructiunea prezentata mai sus.

Ca alternativa, pachetul Java.lang contine clase de obiecte care corespund fiecarui tip de date primitive: Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean. Totusi, ele sunt interpretate diferit fata de tipurile primitive corespondente si de aceea ele nu pot fi folosite in locul tipurilor primitive si nici invers.

7/27/2010 5

Pentru a crea un obiect de un tip ca: Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean, se foloseste operatorul new.

Urmatoarea instructiune creaza o instanta a clasei Integer cu valoarea 44:

Integer numarInt = new Integer(44);

Obiectul numarInt se poate folosi ca orice alt obiect, beneficiind, in acelasi timp si de toate metodele clasei Integer din biblioteca java.lang.

La fel se procedeaza si pentru celelalte clase de obiecte care corespund tipurilor primitive.

Pentru a folosi valoarea dintr-un obiect de un tip: Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean, ca valoare de tip primitiv corespunzator, se pot apela metode care realizeaza acest lucru.

Metodele des folosite pentru transformarea valorii unui obiect de acest gen in valori de un tip primitiv sunt:

byteValue() - pentru valori de tip byte;

shortValue() - pentru valori de tip short;

intValue() - pentru valori de tip int;

7/27/2010 6

longValue() - pentru valori de tip long;

floatValue() - pentru valori de tip float;

doubleValue() - pentru valori de tip double;

charValue() - pentru valori de tip char;

booleanValue() - pentru valori booleene;

De exemplu, pentru a extrage o valoare int din obiectul numarInt, se foloseste urmatoarea instructiune:

int numar = numarInt.intValue(); // returneaza valoarea 44.

Pachete de clase de obiecteUn pachet (package) contine un numar de clase inrudite ca scop, ca domeniu sau din punct de vedere al mostenirii.

Daca programele sunt mici si folosesc un numar limitat de clase, nu este necesar sa cream pachete. Insa daca aplicatia noastra foloseste din ce in ce mai multe clase atunci este necesar sa le organizam in pachete.

7/27/2010 7

De ce sunt folositoare pachetele?

- Pachetele permit organizarea claselor in grupuri. Asa cum pe hard-disc avem directoare si subdirectoare pentru a ne organiza fisierele si aplicatiile, pachetele ne permit sa organizam clasele in grupuri din care putem folosi doar ceea ce avem nevoie pentru fiecare aplicatie.

- Pachetele reduc problemele datorate conflictelor de nume. Cu cat creste numarul claselor de obiecte, cu atat creste posibilitatea de a folosi un nume de clasa deja existent, ceea ce va duce la aparitia unor conflicte si erori la integrarea acestora in aplicatii. Pacetele permit “ascunderea claselor” si evitarea acestor conflicte.

- Pachetele protejeaza clasele, variabilele si metodele depasind nivelul de clasa.

- Pachetele pot fi folosite la identificarea claselor. De exemplu, daca implementam un set de clase pentru a realiza o anumita sarcina, putem sa folosim pentru pachetul de clase respectiv un identificator unic, care sa desemneze autorul sau organizatia din care provine.

Nota: Chiar daca un pachet este, in esenta, un grup de clase, acesta poate contine si alte pachete, care formeaza alt nivel ierarhic asemanator, cumva, ierarhiei de clase. Fiecare nivel reprezinta, de obicei, o grupare mai mica de clase si cu sarcini mai precise. Biblioteca de clase Java este organizata si ea dupa aceste principii.

7/27/2010 8

Utilizarea pachetelor existente de clase de obiecte

Stim ca pachetele grupeaza mai multe clase la un loc. Pana acum am folosit pachete din biblioteca Java in legatura cu operatiile de I/O necesare citirii de la tastatura a datelor, pentru generarea unor obiecte de tip Random etc.

Ca regula, putem alege unul dintre urmatoarele trei mecanisme pentru a utiliza o clasa continuta intr-un pachet:

- cand clasa pe care dorim sa o folosim se afla in pachetul java.lang, ea se poate referi pur si simplu prin numele ei;

- cand clasa pe care dorim sa o folosim se afla in alt pachet, ea se poate referi folosindu-i numele complet, adica inclusiv pe cel al pachetului (java.util.Random);

- pentru clasele din alte pachete folosite frecvent in aplicatie, se pot importa clasele individuale sau intreg pachetul de clase folosit; dupa ce clasa sau pachetul au fost importate, se poate referi clasa doar prin numele sau.

Nota: Clasele care nu sunt declarate ca facand parte dintr-un anumit pachet sunt automat incluse intr-un pachet prestabilit. Aceste clase pot fi referite prin numele lor, de oriunde din cod.

7/27/2010 9

Comanda import

Pentru a importa clasele dintr-un pachet se foloseste comanda import, asa cum am vazut in multe exemple prezentate pana acum.

Se poate importa o clasa ca in exemplul urmator:

import java.util.Vector;

Se poate importa un intreg pachet de clase, folosind simbolul asterisc (*) in locul numelor de clasa, astfel:

import java.io.*;

Nota: Comanda din exemplul de mai sus nu importa toate clasele pachetului; sunt importate doar acele clase care au fost declarate public, si chiar si asa sunt importate doar acele clase care sunt referite in cod. De asemenea, daca pachetul respectiv are si subpachete, prin comanda import din exemplul de mai sus, nu se vor importa si subpachetele pachetului specificat in comanda import.

Pentru a importa toate clasele dintr-o ierarhie complexa de pachete va trebui sa se importe explicit fiecare nivel al ierarhiei.

Instructiunea import trebuie plasata inaintea oricarei definitii de clasa (insa dupa definitia pachetului, daca se doreste crearea unui pachet propriu, asa cu se va prezenta in sectiunea urmatoare).

7/27/2010 10

Spre deosebire de directiva #include din limbajul C/C++, care include cod-sursa dintr-un alt fisier, instructiunea import indica doar locul unde poate fi gasita o clasa si nu are nici un rol in marirea dimensiunii aplicatiei proiectate.

Observatie: Trebuie evitate conflictele de nume de clasa, deoarece compilatorul va semnala o eroare. Conflicul de nume de clasa are loc atunci cand doua clase din pachete diferite au acelasi nume. In aceasta situatie, referirea la clasa dorita din aceste pachete trebuie sa se faca prin numele sau complet (inclusiv numele pachetului).

Variabila CLASSPATH si locul de dispunere a claselor in sistemul de fisiere

Pentru ca programul nostru sa poata folosi o clasa, trebuie sa afle locul unde este dispusa clasa in sistemul de fisiere; altfel, va fi generata o eroare referitoare la inexistenta clasei. Pentru gasirea claselor Java foloseste:

- numele pachetului;

- directoarele referite de variabile de mediu CLASSPATH.

Numele pachetelor corespund unor nume de directoare ale sistemului de fisiere.

7/27/2010 11

De exemplu, clasa java.applet.Applet se va gasi in directorul applet care face parte si el din directorul java (adica, java\applet\Applet.class).

Java cauta aceste directoare, pe rand, in cadrul cailor (path-urilor) incluse in variabila de mediu CLASSPATH, daca aceasta este definita. Daca nu este configurata nici o variabila CLASSPATH, Java cauta in directorul prestabilit, java\lib (aflat in directorul cu versiunea de soft SDK folosita), precum si in directorul curent.

Java cauta, in aceste directoare, clasa referita in fisierul-sursa folosindu-se de numele pachetului si al clasei, iar daca nu o gaseste semnaleaza eroare de tip “class not found”.

7/27/2010 12

Crearea propriilor pachete de clase de obiecte

Pentru crearea unor pachete proprii de clase de obiecte se parcurg urmatoarele etape:

1. Alegerea unui nume pentru pachet.

Numele ales pentru pachet depinde de modul in care dorin sa folosim aceste clase.

Conventia de denumire a pachetelor, recomandata de Sun este de a folosi numele de domeniu Internet cu elementele inversate. Ideea este de a ne asigura ca numele pachetului creat este unic.

Prin conventie, numele pachetelor incep cu litera mica, pentru a le deosebi de numele claselor, care incep cu litera mare. De exemplu, in cazul denumirii complete a clasei String (adica, java.lang.String) putem vizualiza foarte usor numele pachetului de numele clasei. Aceasta conventie ajuta si ea la reducerea conflictelor de nume.

7/27/2010 13

2. Crearea structurii de directoare.

Se creaza pe hard-disc o structura de directoare conforma cu numele pachetelor.

Daca pachetul are un singur nume (cum ar fi: pachetulmeu) este suficient sa cream un director cu acest nume.

Daca numele pachetului este compus din mai multe parti (cum ar fi: ro.utcb.pachetulmeu), trebuie create si subdirectoarele respective.

De exemplu, pentru pachetul ro.utcb.pachetulmeu trebuie sa cream directorul ro, in cadrul acestuia subdirectorul utcb, iar in cel din urma, subdirectorul pachetulmeu. Clasele si fisierele sursa vor fi pastrate apoi in directorul pachetulmeu.

3. Adaugarea unei clase intr-un pachet.

Pasul final este de a introduce clasa intr-un pachet, folosind instructiunea package, plasata inainte de orice instructiune import folosita.

Se poate adauga o clasa la un pachet ca in exemplul urmator:package ro.utcb.pachetulmeu;

Nota: Folosirea unui mediu de dezvoltare de aplicatii de tipul IDE NetBeansusureaza crearea pachetelor si a structurii de directoare aferente acestora. Mediile de acest tip permit si crearea de proiecte care inglobeaza pachetele si alte fisiere necesare aplicatiei, creand de fapt aplicatii de tip .jar.

7/27/2010 14

Pachetele de clase si controlul accesului la clase

Controlul accesului la clase se poate realiza folosind modificatorul de acces public. Acest acces inseamna ca respectiva clasa este vizibila si poate fi importata in afara pachetului. Clasele declarate publice pot fi importate de orice alte clase din afara pachetului.

Atunci cand folosim instructiunea import cu simbolul * , se vor importa numai clasele publice din pachetul respectiv.

Daca nu este specificat nici un modificator pentru clasa, atunci acesteia i se atribuie un control prestabilit al accesului de tip package-friendly. Acest acces presupune ca respectiva clasa este disponibila (vizibila) tuturor claselor din acelasi pachet, insa nu si in afara pachetului- nici macar subpachetelor.Clasa nu poate fi importata sau referita prin nume.

7/27/2010 15

Exemplu de pachete proprii de clase create pentrun aplicatia TestFormaInterfata.java

Ne propunem sa rezolvam urmatoarea problema:

Se citesc N forme geometrice (patrate, dreptunghiuri, cercuri) de la tastatura. Sa se afiseze formele geometrice ordonate dupa arie.

Pentru rezolvarea acestei probleme s-au definit urmatoarele clase de obiecte:

- clasa abstracta a formelor geometrice cu numele FormaGeo;

- clasele derivate din superclasa FormaGeo care caracterizeaza formele geometrice specifice: Cerc, Dreptunghi si Patrat;

- doua clase ajutatoare, care pot fi folosite si de alte aplicatii si anume:

- interfata Compra (despre folosirea interfetei vom vorbi ceva mai tarziu in aceasta lectie) care declara o metoda publica cu numele comparaCu(), asemanatoare metodei din biblioteca Java compareTo(), folosita pentru compararea ariei a doua obiecte de tip FormaGeo;

- clasa Sort care realizeaza ordonarea formelor geometrice concrete (Cerc, Patrat si Dreptunghi) dupa arie; acesta clasa are un caracter mai general si poate fi folosita pentru ordonarea altor obiecte dupa diferite criterii.

7/27/2010 16

- clasa aplicatiei propriu-zise cu numele TestFormaInterfata folosita pentru citirea formelor de la tastatura si afisarea formelor geometrice ordonate dupa arie.

Pentru o mai buna organizare, clasele de obiecte enumerate au fost impartite pe pachete, ceea ce inseamna ca fiecare fisier de tip .class a fost stocat intr-un director corespunzator numelui pachetului.

Astfel, au fost create urmatoarele pachete de clase de obiecte:

- pachetul cu numele clasegenerice care contine fisierele de tip .class: Sort.class si Compara.class; acest pachet a fost stocat in directorul cu numele clasegenerice;

- pachetul cu numele formegeometrice care contine fisierele de tip .class: Cerc.class, Dreptunghi.class, Patrat.class si FormaGeo.class; acest pachet a fost stocat in directorul cu numele formegeometrice.

Fisierul TestFormaInterfata.class corespunzator aplicatiei propriu-zise nu a fost inclus in nici un pachet si a fost stocat in directorul curent de lucru aplicatiipachete. Pentru ca aplicatia sa functioneze, acest director trebuie adaugat la variabila de mediu CLASSPATH. In directorul curent s-au creat si directoarele corespunzatoare pachetelor descrise.

7/27/2010 17

In concluzie, structura de directoare si pachetele continute in aceste directoare arata ca in schema de mai jos:

Directorul de lucru aplicatiipachete

DirectorulclasegenericeFisierul aplicatiei

TestFormaInterfata.class

Directorulformegeometrice

Fisierele Sort.class si Compara.class

Fisierele Cerc.class, Dreptunghi.class, Patrat.classsi FormaGeo.class

Descrierea detaliata a programelor-sursa se va face in capitolul referitor la interfete.

7/27/2010 18

Mostenire multipla. InterfataIn cazul mostenirii multiple o clasa este derivata din doua sau mai multe superclase. De exemplu, pot exista in ierarhie clase precum Student si Angajat. Din aceste doua clase ar putea fi derivata o clasa cu numele AngajatStudent care sa contina atribute si metode combinate din clasele Student si Angajat.

Mostenirea multipla poate conduce insa la dificultati de proiectare. De exemplu, cele doua superclase din care deriveaza subclasa ar putea contine metode care au aceeasi semnatura, dar implementari diferite sau ar putea avea atribute cu acelasi nume. Dificultatea rezolvarii unor astfel de probleme a facut ca Java sa nu permita mostenirea multipla.

Alternativa oferita de Java pentru mostenirea multipla este folosirea interfetelor.

O interfata Java este o colectie de comportamente abstracte, care pot fi combinate in orice clasa pentru a introduce in acea clasa comportamente care nu pot fi mostenite de la superclasa.

Tehnic, interfata Java este cea mai abstracta clasa posibila. Ea consta doar din metode publice abstracte si din atribute statice si finale.

O clasa implementeaza o anumita interfata daca furnizeaza definitii pentru toate metodele abstracte din cadrul interfetei. O clasa care implementeaza o interfata se comporta ca si cand ar fi extins o clasa abstracta specificata de acea interfata.

7/27/2010 19

Crearea si folosirea interfetelor Java

Sintaxa de definire a unei interfete este urmatoarea:

[<modificatori] interface <nume_interfata> [extends <nume_interfata1> [, <nume_interfata2>][, <nume_interfata3>], …]]

{<corpul interfetei>

}

unde:

- <modificatori> - sunt specificati prin cuvintele-cheie public si abstract; o interfata publica poate fi accesata si de alte pachete decat cel care a definit-o; fiecare interfata este in mod implicit abstracta deci cuvantul-cheie abstract poate lipsi;

- <nume_interfata> - specifica numele interfetei; este de preferat ca numele interfetei sa respecte aceeasi conventie de numire ca si cea de numire a claselor;

- <nume_interfata1>, <nume_interfata2>, .. - specifica numele superinterfetelor din care poate deriva interfata;

- <corpul_clasei> - contine declaratii de variabile si declaratii de metode (numai antetul acestora).

7/27/2010 20

Variabilele interfetei sunt implicit statice si finale si deci trebuie specificate valori initiale pentru acestea.

Metodele sunt declarate in interfata numai cu antetul lor, fara corp. Ele sunt implicit abstracte.

Observatii:

1. Interfetele nu se pot instantia, adica nu se poate crea o instanta a unei interfete; deci, o interfata nu are o metoda constructor.

2. Nu pot exista implementari diferite pentru aceeasi metoda declarata in doua interfete.

Interfetele trebuie sa posede o protectie de pachet sau publica. Interfetele care nu contin modificatorul public nu-si vor converti automat metodele la accesul public si abstract si nici constantele la accesul public. O interfata nepublica are metode si constante nepublice, acestea neputand fi folosite decat in clasele sau interfetele din acelasi pachet.

Interfetele, ca si clasele, pot apartine unui pachet daca se foloseste instructiunea package in prima linie din fisierul-sursa. De asemenea, interfetele pot importa interfete sau clase din alte pachete.

7/27/2010 21

Un exemplu de interfata este Compara, prezentata mai jos:

/* INTERFATA folosita de mai multe clase pentru comparatii* --------------------Metode publice---------------* int comparaCu --> Compara doua obiecte de tip Compara* metoda trebuie definita in clasa care o implementeaza*/

package clasegenerice;

public interface Compara

{

int comparaCu(Compara rhs);

}

7/27/2010 22

Interfata Compara declara o metoda pe care orice clasa derivata din ea (in declaratia clasei se foloseste cuvantul-cheie implements) trebuie sa o implementeze. Metoda comparaCu () se va comporta similar cu metoda compareTo() din clasa String. Metoda este implicit publica si abstracta si deci nu trebuie sa folosim modificatorii de acces public si de metoda abstract.

Implementarea unei interfete

O clasa implementeaza o interfata in doi pasi:

- declara ca implementeaza interfata, folosind cuvantul-cheie implementsin antetul sau;

- defineste implementari pentru toate metodele din interfata.

Pentru a exemplifica implementarea unei interfete ne vom referi la clasa FormaGeodescrisa in lectia 6.

Aceasta clasa implementeaza interfata Compara si, deci, trebuie sa definim si metoda comparaCu() din interfata Compara. Implementarea metodei in clasa FormaGeo trebuie sa fie identica cu declaratia din interfata si, din acest motiv, metoda comparaCu() are ca parametru un obiect de tip Compara si nu un obiect de tip FormaGeo. Codul clasei este ilustrat in continuare (FormaGeo.java):

7/27/2010 23

/* Superclasa abstracta pentru forme */package formegeometrice; import clasegenerice.*;public abstract class FormaGeo implements Compara{

private String nume;abstract public double arie();public FormaGeo(String numeForma) {

nume = numeForma;}public int comparaCu(Compara rhs) {

if (arie() < ((FormaGeo) rhs).arie())return -1;

elseif (arie() == ((FormaGeo) rhs).arie())

return 0;else

return 1;}

final public String toString() {return nume + ", avand aria " + arie();

}}

7/27/2010 24

Nota:

1. O clasa care implementeaza o interfata poate sa extinda si o alta clasa. In acest caz in declaratia clasei se foloseste mai intai cuvantul-cheie extends urmat de numele clasei din care deriveaza si apoi cuvantul-cheie implements urmat de numele interfetei pe care o implementeaza.

2. Retinem ca definirea metodelor declarate intr-o interfata trebuie obligatoriu sa fie facuta in fiecare clasa in parte, care implementeaza interfata respectiva.

3. Metodele interfetei definite in clasa care o implementeaza sunt mostenite de toate subclasele clasei respective. Aceste metode pot fi redefinite (suprascrise) in subclase.

4. Daca o clasa extinde o superclasa care implementeaza o interfata, atunci si clasa respectiva mosteneste interfata.

7/27/2010 25

Implementarea unor interfete multiple

O clasa poate sa implementeze mai mult decat o singura interfata. O clasa poate implementa mai multe interfe in doi pasi:

- declara toate interfetele pe care le implementeaza, folosind cuvantul-cheie implements in antetul sau urmat de numele tuturor interfetelor separate prin virgula;

- defineste implementari pentru toate metodele din toate interfetele pe care le implementeaza.

Folosirea unor interfete multiple poate crea totusi complicatii.

Derivarea interfetelor

Ca si in cazul claselor, interfetele pot fi organizate intr-o ierarhie. Atunci cand o interfata mosteneste o alta interfata, subinterfata primeste toate metodele si constantele definite in superinterfata.

Pentru a deriva (extinde) o interfata se foloseste tot cuvantul-cheie extends, la fel ca in cazul definitiilor de clasa:

public interface <nume_interfata> extends <nume_superinterfata> {…..}

7/27/2010 26

Nota: In cazul interfetelor nu exista o radacina comuna a arborelui de derivare asa cum exista pentru arborele de clasa, clasa Object. Interfetele pot exista independent sau pot mosteni o alta interfata.

Ierarhia de interfete este cu mostenire multipla. O singura interfata poate mosteni oricate clase are nevoie.

Implementarea de componente genericeUnul dintre scopurile principale ale programarii orientate pe obiecte este suportul pentru reutilizarea codului. Unul dintre mecanismele importante folosite pentru indeplinirea acestui scop este programarea generica.

Programarea generica ne spune ca, daca implementarea unei metode este identica pentru mai multe clase (cu exceptia superclasei) se poate folosi o implementare generica a metodei.

De exemplu, putem defini o metoda care sa sorteze un sir de elemente. Algoritmul pentru aceasta metoda este independent de tipul de obiecte care sunt sortate. Se poate deci folosi un algoritm generic.

In Java programarea generica este implementata folosind conceptele de baza ale mostenirii si interfetele.

7/27/2010 27

Vom prezenta doua exemple care evidentiaza cum pot fi implementate metode si clase generice folosind principiile de baza ale mostenirii.

1. Un prim exemplu este problema sortarii. Cum putem sorta un sir generic, care sa nu depinda de tipul obiectelor supuse ordonarii?

Problema se poate rezolva cu ajutorul unei interfete in care este declarata o metoda de comparare a doua obiecte, care are un parametru de tipul interfetei. In acest fel se pot crea parametrii generici care functioneaza pentru orice clasa care ar folosi aceasta interfata.

Exemplul urmator (programul Sort.java) prezinta o metoda de sortare generica denumita sortareComp() care foloseste ca parametru un tablou de obiecte de tip Compara. Tipul Compara este definit de interfata Compara prezentata deja in lectie./* Clasa generica pentru sortarea unor obiecte comparabile*----------------------Metode publice-------------------*void sortareComp - -> sorteaza un sir de obiecte de tip Compara*/package clasegenerice;public final class Sort{public static void sortareComp(Compara [] a){

Compara temp;

7/27/2010 28

for (int i = 0; i <= a.length - 2; i++){

for (int j = i+1; j <= a.length - 1; j++){

if (a[i].comparaCu(a[j]) == 1){temp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = temp;}

}}

}}

Trebuie remarcat ca numai clasele care implementeaza interfata Compara pot fi sortate astfel. De aceea, pentru a folosi metoda pentru ordonarea unui tablou de forme geometrice de tip FormaGeo clasa FormaGeo trebuie sa implementeze interfata Compara care declara metoda comparaCu(), care la randul ei este folosita de metoda sortareComp() din clasa Sort.

In implementarea metodei din interfata (in cazul nostru comparaCu()) intr-o clasa, putem converti prin cast parametrul generic de tipul interfetei Compara in obiectul corespunzator.

7/27/2010 29

Secventa de cod de mai jos prezinta implementarea metodei comparaCu() in clasa FormaGeo si conversia explicita la tipul FormaGeo a unui obiect de tip Compara:

public int comparaCu(Compara rhs) {if (arie() < ((FormaGeo) rhs).arie())

return -1;else

if (arie() == ((FormaGeo) rhs).arie())return 0;

elsereturn 1;

Exemplul urmator (TestFormaInterfata.java) arata cum poate fi folosita metoda generica de sortare denumita sortareComp() pentru sortarea unui tablou de forme geometrice:

7/27/2010 30

import java.io.* ;import clasegenerice.*;import formegeometrice.*;class TestFormaInterfata{

private static BufferedReader in;public static void main(String[] args) throws IOException{

//Citeste numarul de figuriin = new BufferedReader(newInputStreamReader(System.in));System.out.print("Numarul de figuri: ");int numForme = Integer.parseInt(in.readLine());//citeste formeleFormaGeo[] forme = new FormaGeo[numForme];for (int i = 0; i < numForme; ++i)

{forme[i] = citesteForma();}

//sortare si afisareSort.sortareComp(forme);

7/27/2010 31

System.out.println("Sortarea dupa arie: ");for (int i = 0; i < numForme; ++i)

{System.out.println(forme[i]);}

for (int i = 1; i < numForme; ++i){if (forme[i-1].comparaCu(forme[i]) == -1)

System.out.println(forme[i-1] + " are o arie mai mica decat " + forme[i]);else

System.out.println(forme[i-1] + " are o arie egala cu sau mai mare ca " + forme[i]);}

}

//creaza un obiect adecvat de tip FormaGeo functie de//datele de intrare.//utilizatorul introduce 'c', 'p' sau 'd' pentru a indica//forma, apoi introduce dimensiunile//in caz de eroare se intoarce un cerc de raza 0

private static FormaGeo citesteForma() throws IOException{

double rad;

7/27/2010 32

double lg;double lat;String s; System.out.println("Introduceti tipul formei: ");do {

s = in.readLine();} while (s.length() == 0);switch (s.charAt(0)) {

case 'c':System.out.println("Raza cercului: ");rad = Integer.parseInt(in.readLine());return new Cerc(rad);

case 'p':System.out.println("Latura patratului: ");lg = Integer.parseInt(in.readLine());return new Patrat(lg);

case 'd':System.out.println("Lungimea si latimea "+ " dreptunghiului pe linii separate: ");lg = Integer.parseInt(in.readLine());lat= Integer.parseInt(in.readLine());return new Dreptunghi(lg, lat);

default:System.err.println("Tastati c, p sau d: ");return new Cerc(0); }}}

7/27/2010 33

2. Un al doilea exemplu se refera la crearea unei clase generice folosind o superclasa adecvata, cum ar fi Object. In java, daca o clasa nu extinde o alta clasa, atunci ea extinde implicit clasa Object. Rezulta ca, fiecare clasa este o subclasa a lui Object.

De exemplu, structura de date abstracta stiva poate fi descrisa prin intermediul unei interfete denumita Stiva. Clasa generica StivaAr care implementeaza aceasta interfata defineste toate metodele specificate in interfata Stiva. Clasa StivaAr foloseste obiecte de tip Object, deci poate sa stocheze orice fel de obiecte.

Interfata Stiva descrie functiile disponibile; clasa concreta StivaAr trebuie sa defineasca aceste functii. Aceasta abordare, separarea interfetei de implementarea ei, este o parte fundamentala a orientarii pe obiecte. Programatorul care foloseste, de exemplu, structura de date stiva nu trebuie sa vada implementarea ei, ci doar operatiile admisibile. Aceasta tine de partea de ascundere a informatiei din programarea orientata pe obiecte.

De asemenea, folosirea interfetelor mai are si avantajul ca interfetele fiind fixate, o serie de inlocuiri facute in implementarile lor nu necesita practic nici o modificare in programele care utilizeaza aceste interfete.

7/27/2010 34

Sa ne reamintim ce este structura de date abstracta stiva.

O stiva este o structura de date in care accesul este permis doar pentru ultimul element inserat.

Comportamentul unei stive este foarte asemanator cu cel al unei gramezi de farfurii. Ultima farfurie adaugata va fi plasata in varf fiind, in consecinta, usor de accesat, in timp ce farfuriile puse cu mai mult timp in urma (aflate sub alte farfurii) vor fi mai greu de accesat, putand periclita stabilitatea intregii gramezi.

Deci, stiva este adecvata in situatiile in care avem nevoie sa accesam doar elementul din varf. Toate celelalte elemente sunt inaccesibile.

Cele trei operatii care se pot face cu structura de date stiva sunt:

- inserare - denumita push;

- stergere - denumita pop;

- cautare - denumita top.

Interfata Java, pentru o structura de tip stiva, denumita Stiva, declara operatiile permise pe stiva si este prezentata in continuare (programul Stiva.java).

7/27/2010 35

/* Interfata pentru o stiva. Stiva expune metode pentru

* manipularea (adaugarea, stergerea, consultarea)

* elementului din varful ei*/

package clasegenerice;

public interface Stiva {

public void push(Object x);

public void pop();

public Object top();

public Object topAndPop();

public boolean isEmpty();

public void makeEmpty();

public boolean isFull();

}

Nota: Interfata declara si metodele: topAndPop() care combina doua operatii, consultare si extragere; isEmpty() care verifica daca stiva este goala; makeEmpty()care goleste stiva; isFull() care verifica daca stiva este plina.

7/27/2010 36

Clasa generica StivaAr stocheaza elementele de tip Object (orice tip de obiecte) ale stivei intr-un tablou unidimensional. Clasa StivaAr implementeaza interfata Stiva. Ea foloseste un tablou unidimensional pentru a retine elementele din stiva. Mai exista si alte modalitati de implementare a unei stive, cum ar fi listele inlantuite.

Codul sursa al clasei StivaAr (program StivaAr.java) se prezinta in continuare:/* Implementarea unei stive folosind un tablou */package clasegenerice;public final class StivaAr implements Stiva{

/* Tablou care retine elementele stivei*/private Object[] elemStiva;/*Dimensiunea maxima a stivei*/private static int dimMax;/*Pozitia varfului stivei */private int pozitieVarf;/* Constructor care aloca memorie pentru elemStiva si * initializeaza varful stivei */public StivaAr(int e){

dimMax = e;elemStiva = new Object[dimMax];pozitieVarf = -1;

}

7/27/2010 37

/* Incrementeaza indicele pozitieVarf si adauga elementul x in stiva.*/public void push(Object x){

elemStiva[++pozitieVarf] = x;}/* Extrage elementul din varful stivei si apoi decrementeaza indicele pozitieVarf. */public void pop() {

pozitieVarf--;}/* Returneaza elementul din varful stivei * (ultimul adaugat).*/public Object top() {

return elemStiva[pozitieVarf];}/* Returneaza elementul din varful stivei si * il elimina apoi din stiva.*/public Object topAndPop(){

return elemStiva[pozitieVarf--];}

7/27/2010 38

/* Verifica daca stiva e vida. */public boolean isEmpty(){

return (pozitieVarf == -1);}/* Elimina toate elementele din stiva. */public void makeEmpty(){

pozitieVarf = -1;}/* Verifica daca stiva este plina */public boolean isFull(){

return (pozitieVarf == dimMax - 1);}

}

Programul urmator (TestStiva.java) prezinta un exemplu de utilizare a structurii de tip stiva in care se foloseste implementarea din clasa StivaAr a interfetei Stiva. Acest program afiseaza 10 numere naturale, stocate intr-un tablou, in ordine inversa folosind structura de tip stiva.

7/27/2010 39

/* Clasa de test simpla pentru o stiva, care adauga 10 numere* dupa care le extrage in ordine inversa */import clasegenerice.*;public class TestStiva{

public static void main(String[] args) {Stiva s = new StivaAr(10);//introducem elemente in stivafor (int i = 0; i < 10; i++){

s.push(new Integer(i));}// Verificam daca stiva este plina

if (s.isFull())System.out.println("Stiva este plina");

// Aflam elementul din varful stiveiint elemVarf = ((Integer) s.top()).intValue();System.out.println("Elementul din varful stivei este:" + elemVarf);

//scoatem elementele din stiva si le afisamSystem.out.print("Continutul stivei este: ");

while (!s.isEmpty()){System.out.print(s.topAndPop() + " ");}

}}

7/27/2010 1

Cuvinte importante:

-determinarea clasei unui obiect: utilizarea operatorului de cast; utilizarea unui obiect de tip class, metoda getname(); utilizarea operatorului instanceof;

- determinarea superclasei sau a interfetei unui obiect: metoda getsuperclass(); metoda getinterfaces();

- tratarea erorilor: exceptii Java; ierarhia de exceptii predefinite de platforma Java; verificarea consistentei exceptiilor Java;

- interceptarea (“prinderea”) si tratarea exceptiilor in cadrul aceleiasi metode: blocul try … catch;

- declararea metodelor care pot semnala (“arunca”) exceptii catre alte metode: clauza throws;

- crearea si semnalarea propriilor exceptii: definirea propriilor clase de exceptii; semnalarea (“aruncarea”) propriilor exceptii; instructiunea throw;

- cum sa folosim exceptiile?

7/27/2010 2

Determinarea clasei unui obiectIn Java, determinarea clasei unui obiect se poate realiza in mai multe modalitati:

- utilizand operatorul de cast;

- utilizand un obiect de tip Class;

- utilizand operatorul instanceof.

Utilizarea operatorului de cast pentru determinarea clasei unui obiect

Am invatat in lectia 7 ca operatorul de cast este un operator unar prin care un obiect de tipul unei clase este convertit la un alt tip corespunzator altei clase, in mod explicit.

Daca operatia de cast este incorecta (daca obiectul nu poate fi convertit la tipul specificat) atunci va fi semnalata o exceptie (eroare) de tipul ClassCastException.

De exemplu, urmatoarea secventa de cod, semnaleaza o exceptie de tipul ClassCastException:

Object x = new Integer(12); System.out.println((String)x);

In acest exemplu, variabila x pastreaza o referinta catre un obiect al clasei Integercare nu se afla in ierarhia de clase Java pe aceeasi ramura cu clasa String.

7/27/2010 3

Utilizarea unui obiect de tip Class

Un obiect de tip Class este o instanta a clasei Class, existenta in pachetul java.lang. Uneori clasa Class mai este denumita si metaclasa. Masina virtuala Java ataseaza fiecarei clase, existente intr-un program, un obiect de tipul Class, care este utilizat cand se creaza instante ale clasei respective. Acest obiect de tip Class poate fi utilizat si de programator pentru a afla informatii despre o clasa oarecare folosita in program.

O posibilitate de obtinere a unui obiect de tip Class asociat unei clase este de a crea o instanta a clasei respective care sa foloseasca metoda getClass() a clasei Object(acesta metoda poate fi folosita de clasa respectiva pentru ca orice clasa creata deiveaza din clasa Object).

Metoda getClass() returneaza un obiect de tip Class care reprezinta clasa din care face parte obiectul respectiv (referit printr-o variabila referinta).

De exemplu:

AnimalDeCasa a = new Pisica();Class clasa = a.getClass();

Dupa obtinerea obiectului de tip Class atasat clasei pentru care se doreste obtinerea unor informatii se pot apela metode ale clasei Class pentru a obtine informatiile dorite.

7/27/2010 4

O metoda des folosita din clasa Class este getName() care permite obtinerea numelui unei clase.

De exemplu, se poate folosi urmatorul apel al metodei getName() pentru aflarea numelui clasei din care face parte instanta referita cu numele a, in exemplul anterior:

String numeClasa = clasa.getName();

Metodele getClass() si getName() pot fi apelate in aceeasi instructiune, ca in exemplul urmator:

String numeClasa = a.getClass().getName();

Utilizarea operatorului instanceof

Operatorul instanceof da posibilitatea verificarii daca un obiect este instanta a unei clase specificate.

Acesta are doi operanzi, un obiect in stanga si un nume de clasa in dreapta, ca in expresia de mai jos:

<nume_obiect> instanceof <nume_clasa>

Expresia poate lua valoarea true sa false in functie de apartenenta sau neapartenenta obiectului la clasa cu numele <nume_clasa> sau la oricare dintre subclasele sale.

7/27/2010 5

Iata un exemplu de utilizare a operatorului instanceof pentru un obiect referit cu variabila a pentru a determina daca el este o instanta a clasei Pisica sau a clasei Caine:

AnimalDeCasa a = new Caine();

if (a instanceof Pisica)

System.out.println("Animalul acesta de casa este o pisica.");

else

System.out.println("Animalul acesta de casa este un caine.");

Rezultatul executiei acestei secvente de cod este:

Animalul acesta de casa este un caine.

Operatorul instanceof poate fi folosit si pentru interfete. Daca un obiect implementeaza o interfata, operatorul instanceof cu numele interfetei respective in partea dreapta va returna valoarea true.

7/27/2010 6

Determinarea superclasei sau a interfetei unui obiectDin clasa Class mai pot fi folosite alte doua metode pentru aflarea superclasei unui obiect si a interfetei pe care o implementeaza clasa obiectului, si anume: metoda getSuperclass() si metoda getInterfaces().

Metoda getSuperclass() din clasa Class returneaza un obiect de tip Class care reprezinta superclasa clasei obiectului respectiv.

Pentru a realiza un apel corect al metodei trebuie mai intai sa se obtina un obiect de tip Class al clasei obiectului.

De exemplu, se poate folosi urmatorul apel al metodei getSuperclass() pentru aflarea numelui superclasei din care face parte instanta referita cu numele a:

AnimalDeCasa a = new Pisica();

String numeSuperclasa = a.getClass().getSuperclass().getName();

a = new Caine();

numeSuperclasa = a.getClass().getSuperclass().getName();

7/27/2010 7

Metoda getInterfaces() din clasa Class returneaza un tablou de obiecte de tip Classcare reprezinta toate interfetele implementate de clasa obiectului respectiv. Ordinea in care se stocheza in tabou obiectele care reprezinta interfetele clasei este data de ordinea in care ele au fost declarate in instructiunea de declarare a clasei obiectului.

Daca clasa obiectului respectiv nu implementeaza o interfata, atunci metoda returneaza un tablou de obiecte de tip Class de lungime 0.

Pentru a realiza un apel corect al metodei trebuie mai intai sa se obtina un obiect de tip Class al clasei obiectului.

De exemplu, se poate folosi urmatorul apel al metodei getInterfaces() pentru aflarea numelor interfetelor pe care le implementeaza clasa din care face parte instanta referita cu numele a:

Class [] interfata = a.getClass().getInterfaces();if (interfata.length == 0)System.out.println("Clasa " + numeClasa + " nu implementeaza o interfata");

else{String numeInterfata = interfata [0].getName();System.out.println("Numele interfetei este: " + numeInterfata);

}

7/27/2010 8

Tratarea erorilorErorile care apar in faza de executie a unei aplicatii informatice sunt produse din diverse cauze cum ar fi:

- programatorul nu a anticipat toate situatiile posibile in care ar putea ajunge aplicatia informatica;

- existenta unor situatii aflate in afara controlului programatorului (date eronate primite de la utilizatori, fisiere care nu mai contin date corecte, dispozitive hardware care nu mai functioneaza etc).

Exceptii Java

In Java, exceptiile sunt evenimente anormale care au loc in timpul executiei unei aplicatii si care pot duce la intreruperea executiei normale a acesteia.

Atunci cand aplicatia informatica isi interupe executia normala, inseamna ca a fost semnalata (thrown - “aruncata”) o exceptie. Faptul ca o exceptie a fost semnalata inseamna, in Java, ca “a aparut o eroare”.

Exceptiile pot fi semnalate, implicit, de sistem sau, explicit, de aplicatia informatica realizata.

7/27/2010 9

Exceptia poate fi si interceptata (caught - “prinsa”). Interceptarea unei exceptii inseamna tratarea situatiilor speciale (erorilor) astfel incat aplicatia informatica proiectata sa nu se mai termine anormal.

Ierarhia de exceptii predefinite de platforma Java

In Java, exceptiile sunt instante ale unor clase derivate din clasa Throwable.

Clasa Throwable, definita in pachetul java.lang, reprezinta clasa de baza pentru intreaga familie de clase de exceptii. Cand se semnaleaza (este “aruncata”) o exceptie este creata o instanta a unei clase de exceptii. Figura de mai jos ilustreaza ierarhia claselor de exceptii, pornind de la clasa de baza Throwable si continuand cu cateva dintre subclasele cele mai importante.

Object

Throwable

Exception Error

RuntimeException IOException

ArithmeticException ClassCastException

……

……

……

7/27/2010 10

Clasa Throwable are doua subclase directe:

- Error;

- Exception.

Clasa Error, impreuna cu toate clasele derivate din ea, descrie exceptii grave, numite erori. Aceste erori sunt rare si, de obicei, fatale. In general,ele nu pot fi interceptate de catre aplicatia informatica in care s-au produs si determina intreruperea executiei programului (de exemplu, OutOfMemoryError). Java este cea care foloseste acest tip de erori daca are nevoie de ele.

Clasa Exception, impreuna cu toate clasele derivate din ea, reprezinta exceptiile propriu-zise Java. Exceptiile semnalate descriu conditii anormale, care sunt, de cele mai mute ori, tratate de aplicatie, desi sunt anumite exceptii care nu pot fi tratate si atunci aplicatia va fi oprita din executie.

Clasa Exception are multe subclase definite in cadrul pachetului java.lang. Aceste subclase indica diverse tipuri de exceptii care pot aparea in cadrul unei aplicatii Java. De exemplu, tipul de exceptie NoSuchFieldException semnaleaza ca programul a incercat sa foloseasca o variabila de instanta sau de clasa care nu exista.

7/27/2010 11

Clasa RuntimeException este foarte des folosita de programatori, deoarece ea este clasa de baza pentru exceptiile care apar in timpul executiei unui program. De exemplu, tipul de exceptie ClassCastException (prezentat la inceputul acestei lectii) indica faptul ca aplicatia noastra a incercat sa faca o conversie explicita de tip pentru un obiect ce nu poate fi convertit la tipul specificat.

Nu toate exceptiile sunt definite in pahetul java.lang. De exemplu, toate exceptiile I/O (de intrare/iesire) sunt derivate din clasa java.io.IOException si sunt definite in pachetul java.io.

Verificarea consistentei exceptiilor Java

In Java, o metoda poate indica tipurile de exceptii pe care le poate semnala (“arunca”). Compilatorul Java cat si masina virtuala Java verifica daca aceste exceptii “aruncate” in cadrul unei metode sunt fie tratate in cadrul acelei metode, fie specificate ca fiind “aruncate” de metoda respectiva la alte metode in care urmeaza a fi tratate. Aceste tipuri de exceptii se numesc exceptii verificate.

De exemplu, metodele care ciresc din fisiere sau de la tastatura pot “arunca” exceptii de tipul IOException. Atunci cand se folosesc aceste metode in aplicatia Java, programatorul trebuie sa aiba grija sa intercepteze (“sa prinda”) si sa trateze exceptiile de tipul IOException.Compilatorul este cel care il obliga pe programator sa intercepteze si sa trateze exceptiile de tipul IOException.

7/27/2010 12

In cazul exceptiilor neverificate de catre compilator, programatorul poate decide daca “prinde” (semnaleaza) si trateaza exceptia sau trece cu vederea exceptia.

Exceptiile verificate sunt toate tipurile de exceptii derivate din clasa Exception(inclusiv clasa Exception), mai putin clasa RuntimeException si subclasele ei.

Exceptiile neverificate sunt de tipul clasei Throwable, de tipul clasei Error si al subclaselor ei, precum si de tipul clasei RuntimeException si al subclaselor ei.

Interceptarea (“prinderea”) si tratarea exceptiilor in cadrul aceleiasi metodeIn fiecare situatie de exceptie exista doua parti:

- partea care semnaleaza exceptia si

- partea care o intercepteaza si o trateaza.

O exceptie poate fi aruncata de la o metoda la alta de mai multe ori inainte de a fi interceptata, insa pana la urma ea va fi interceptata si tratata.

Pentru a intercepta si trata o exceptie trebuie parcursi doi pasi:

- gruparea codului care contine metoda ce poate semnala (“arunca”) exceptia in cadrul unui bloc try;

- interceptarea si tratarea exceptiei in cadrul unui bloc catch.

7/27/2010 13

Operatiile try (incearca) si catch (intercepteaza) inseamna, de fapt:

“Incearca aceasta portiune de cod, care poate cauza o exceptie. Daca se executa cu succes, continua aplicatia. Daca nu, intercepteaza exceptia si trateaz-o.”

Un bloc try este de forma:

try

{//apeluri de metode care pot genera exceptii<instructiuni>;

}

Blocul try contine instructiuni care sunt “incercate” a fi executate, urmand ca, in cazul in care ele nu se pot executa cu succes, eroarea sa fie interceptata si tratata in blocul catch. Daca instructiunile se pot executa cu succes, aplicatia se va executa normal fara a tine cont de partea de tratare a exceptiilor din blocul catch.

Nota: Unui bloc de instructiuni try i se asociaza in mod obligatoriu unul sau mai multe blocuri catch.

7/27/2010 14

Blocurile catch de instructiuni sunt asociate cu un bloc try astfel:

try{

…}catch (…){

…}catch (…){

…}…

7/27/2010 15

Forma generala a unui bloc catch este:

catch(<nume_clasa_de_exceptii> <nume_variabila>)

unde:

- <nume_clasa_de_exceptii> - specifica tipul de exceptie care poate fi tratat, tip dat de numele clasei de exceptie;

- <nume_variabila> - specifica numele prin care poate fi referita instanta ce reprezinta exceptia tratata de blocul catch; aceasta variabila este recunoscuta si poate fi folosita doar in cadrul blocului catch.

Instructiunile din blocul catch se executa doar daca instructiunile din blocul trygenereaza exceptii si aceste exceptii sunt instante ale clasei cu numele <nume_clasa_de exceptii> precizat in antetul instructiunii catch.

Dupa ce exceptia a fost tratata, se executa in continuare urmatoarea linie de cod aflata dupa secventa catch.

7/27/2010 16

Urmatorul exemplu (cireste un sir de caractere si “incearca”, intr-un bloc try, sa il converteasca la un numar intreg. In caz de nereusita, se “intercepteaza”, in blocul catch, o exceptie de tip NumberFormatException, care este “aruncata” de metoda Integer.parseInt() atunci cand numarul introdus nu este un numar intreg. Tratarea acestui tip de eroare se face printr-un mesaj de avertizare si returnarea valorii implicite 0 pentru un numar intreg.

De asemenea, atunci cand “se incearca” citirea sirului de caractere de la tastatura, intr-un bloc tray, “se pot intercepta”, intr-un bloc catch, eventualele exceptii de tip IOException, care sunt “aruncate” de metoda readLine(). Tratarea acestui tip de eroare se face prin returnarea valorii implicite null pentru un String. package intrareiesire;import java.io.*;/* cieste un sir de caractere si incerca sa il converteasca la tipul int */public class CitesteDate{

public static String citesteString() {BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));try {

return br.readLine(); }catch(IOException ioe) {

return null; }}

7/27/2010 17

public static int citesteNrInt() {try {

return Integer.parseInt(citesteString()); }catch(NumberFormatException nfe) {

System.out.println("Nu este numar intreg.");return 0; }

} }

Programul urmator (TestCiesteNumere.java) apeleaza metodele din clasa CitesteDate, (care semnaleaza, intercepteaza si trateaza erorile care apar in cadrul lor) pentru a citi un sir de numere de tastatura.import intrareiesire.*;class TestCitesteNumere {

public static void main(String[] args) {citesteDate valIntreg = new citesteDate();System.out.println("Introduceti numarul de elemente ale sirului:");int n = valIntreg.citesteNrInt();int [] numere = new int [n];System.out.println ("Introduceti elementele sirului: ");for (int i = 0; i < numere.length; i++)

numere [i] = valIntreg.citesteNrInt();System.out.println ("Sirul de numere introdus este: ");for (int i = 0; i < numere.length; i++)

System.out.print(numere[i] + " "); } }

7/27/2010 18

Exemplul, descris mai sus, prezinta modul de interceptare a unui anumit tip de exceptie. Deoarece clasele de exceptii sunt organizate ierarhic, nu este necesar ca tipul de exceptie tratat de blocul catch si tipul de exceptie “aruncat” de o metoda din blocul try sa fie identice. Un bloc catch, care trateaza un tip de exceptii va intercepta si trata si clasele de exceptii derivate din exceptia respectiva.

In exemplul de fata, se poate intercepta in blocul catch, exceptia creata de tipul NumberFormatException, folosind clasa Exception care este superclasa pentru NumberFormatException. Astfel, codul ar putea arata astfel:public static int citesteNrInt()

{try {

return Integer.parseInt(citesteString()); }catch(Exception nfe) {

System.out.println("Nu este numar intreg.");return 0; }

}}

7/27/2010 19

In aceasta situatie, blocul catch intercepteaza toate exceptiile Exception, dar si clase de exceptii derivate din clasa Exception, cum este si cazul clasei de exceptii FormatNumberException.

Se prefera totusi, utilizarea blocurilor catch specializate, care ofera mai multe detalii despre situatia de eroare, si nu a celor generale.

Nota: Toate clasele de exceptii mostenesc de la clasa Throwable cateva metode utile pentru aflarea de informatii despre situatia de eroare. O folosire uzuala are metoda getMessage(). Ea afiseaza un mesaj detaliat referitor la ce s-a intamplat.

Daca se doreste interceptarea si tratarea, in blocul catch, a unor tipuri foarte diferite de exceptii semnalate in blocul try, care nu sunt inrudite prin mostenire, atunci se asocieaza blocului try mai multe blocuri catch.

Blocurile catch sunt examinate in ordinea in care ele apar in fisierul sursa. In timpul procesului de examinare, primul bloc catch care va corespunde exceptiei semnalate va fi executat, iar celelalte ignorate.

7/27/2010 20

Declararea metodelor care pot semnala (“arunca”) exceptii catre alte metode (transmiterea exceptiilor catre baza stivei de apel)In paragraful anterior, am descris cazul in care exceptiile sunt interceptate (“prinse”) si tratate in cadrul aceleiasi metode, nefiind transmise altor metode care apeleaza metoda respectiva.

A doua posibilitate este aceea de a specifica exceptiile care nu sunt tratate in cadrul metodei respective, fiind semnalate (“aruncate”) mai departe catre alte metode care le vor intercepta (“prinde”) si le vor trata.

Atunci cand programatorul decide ca o metoda, din aplicatia informatica, sa nu intercepteze o anumita exceptie care poate fi semnalata de codul din interiorul ei, trebuie sa se precizeze ca metoda respectiva poate semnala (“arunca”) la randul ei exceptia respectiva catre alte metode care o apeleaza.

Pentru a indica faptul ca o metoda poate semnala (“arunca”) o exceptie, catre alte metode care o apeleaza, se foloseste in antetul metodei respective clauza throws in care se specifica numele exceptiilor pe care le poate semnala (“arunca”) metoda respectiva.

7/27/2010 21

Observatii:

1. Exceptiile specificate in clauza throws nu trebuie sa fie interceptate (“prinse”) si tratate in cadrul metodei respective care foloseste clauza throws.

2.Semnalarea (“aruncarea”) exceptiilor incepe cu metoda originala care daca nu intercepteaza si nu trateaza exceptiile generate, le semnaleaza (“le arunca”) mai departe metodei care o apeleaza, care la randul ei daca nu le intercepteaza si nu trateaza le semnaleaza (“le arunca”) mai departe unei alte metode care o apeleaza pe aceasta din urma si asa mai departe. In final exceptia va trebui interceptata (“prinsa”) si tratata in cadrul unei metode. Astfel, masina virtuala Java cauta in stiva de apel metoda care intercepteaza si trateaza exceptia, pornind de la metoda in care a aparut exceptia, deci dinspre varful stivei spre baza stivei.

Forma antetului metodei care specifica tipurile de exceptii semnalate (“aruncate”) de metoda este:

[<modificatori_acces>] [<modificatori_metoda>] <tip_returnat> <nume_metoda> ([<param1>, <param2>, …]) throws <nume_clasa_de_exceptii1>[, <nume_clasa_de_exceptii2>, …]

7/27/2010 22

Nota: Specificarea prin clauza throws a exceptiilor aruncate de metoda originala nu se poate omite, daca metoda respectiva genereaza exceptii pe care nu le trateaza, deoarece compilatorul detecteaza aceasta “scapare” si o raporteaza ca eroare de compilare, propunand doua solutii: tratarea lor in cadrul metodei (prin blocuri try…catch) sau specificarea lor in clauza throws.

Exemplul prezentat anterior, al clasei CitesteDate, poate fi modificat astfel incat exceptiile de tipul IOException care sunt semnalate (“aruncate”) in metoda citesteString (), de catre metoda readLine(), sa fie semnalate (“aruncate”) mai departe in metoda citesteNrInt(), care apoi sa le semnaleaza metodei main() din clasa TestCitesteNumereThrows (care reprezinta aplicatia Java).

Astfel, s-a creat o noua clasa CitesteDateThrows care are definitia:package intrareiesire;import java.io.*;/* cieste un sir de caractere si incerca sa il converteasca la tipul int */public class CitesteDateThrows{

public static String citesteString() throws IOException{BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));return br.readLine();}

7/27/2010 23

public static int citesteNrInt() throws IOException{try

{return Integer.parseInt(citesteString());}

catch(NumberFormatException nfe){System.out.println("Nu este numar intreg.");return 0;}

}}

Clasa TestCitesteNumereThrows (care reprezinta programul principal) are definitia data de secventa de cod:import intrareiesire.*;import java.io.*;class TestCitesteNumereThrows{

public static void main(String[] args) throws IOException {CitesteDateThrows valIntreg = new CitesteDateThrows();System.out.println("Introduceti numarul de elemente ale sirului:");int n = valIntreg.citesteNrInt();

7/27/2010 24

int [] numere = new int [n];System.out.println ("Introduceti elementele sirului: ");for (int i = 0; i < numere.length; i++)

numere [i] = valIntreg.citesteNrInt();System.out.println ("Sirul de numere introdus este: ");for (int i = 0; i < numere.length; i++)

System.out.print(numere[i] + " ");}

}

Crearea si semnalarea propriilor exceptiiPe langa exceptiile definite de platforma Java, programatorul poate defini propriile clase de exceptii. Aceste clase proprii de exceptii descriu situatii de exceptii particulare aplicatiei respective care nu exista in ierarhia de clase de exceptii oferita de platforma Java.

Clasele proprii de exceptii sunt derivate (direct sau indirect) din clasa Throwable.

De regula, se creaza propriile clase de exceptii derivate din clasa Exception.

Nota: In definirea noilor clase de exceptii, se recomanda adaugarea la numele clasei a sufixului Exception, pentru toate clasele derivate (direct sau indirect) din clasa Exception (de exemplu, MyNewException).

7/27/2010 25

Clasele proprii de exceptii sunt clase Java obisnuite.

Clasele proprii de exceptii poseda, de obicei, doi constructori:

- primul constructor nu primeste nici un parametru;

- al doilea constructor primeste ca parametru un sir de caractere care reprezinta un mesaj ce evidentiaza situatia de eroare.

Definirea propriilor clase de exceptii

De regula, o clasa proprie de exceptii este definita ca in exemplul de mai jos:

package exceptii;public class IndexException extends Exception{

public IndexException() {

super();}public IndexException(String msg){

super(msg);}

}

7/27/2010 26

Clasa IndexException definita mai sus nu aduce practic nimic nou clasei Exception, deoarece defineste doar doi constructori care apeleaza constructorii superclasei Exception. Totusi, tipul exceptiei in sine este important pentru ca ajuta programatorul sa intercepteze tip respectiv de exceptie atunci cand este necesar.

Semnalarea (“aruncarea”) propriilor exceptii

Sa ne reamintim ca, toate exceptiile sunt instante ale unei clase de exceptie oarecare, definite fie in biblioteca Java standard, fie de programator.

Pentru a semnala (“arunca”) un tip de exceptie definita de programator, trebuie sa se creeze, mai intai, o instanta a sa.

Folosind definirea de clasa de exceptie prezentata, crearea unei instante a clasei de excepie IndexException poate fi facuta in doua moduri:

new IndexException();

new IndexException("Stiva vida. ");

In cel de al doilea caz situatia de eroare transmite si o informatie, sub forma mesajului “Stiva vida.”, care poate fi folosit de codul care trateaza exceptia aparuta pentru a afisa un mesaj informativ.

7/27/2010 27

Odata creata o instanta a unei clase proprii de exceptii, aceasta devine o exceptie Java si este semnalata (“aruncata”) folosind instructiunea throw.

Instructiunea throw are un singur argument, care trebuie sa fie o instanta a unei clase de exceptii derivate din clasa Exception.

Forma instructiunii throw este:

throw <instanta_clasa_de_exceptii>;

De exemplu, pentru semnalarea (“aruncarea”) unei exceptii din metoda topAndPop() (exceptie care poate fi generata cand o stiva este vida) se poate folosi urmatoarea secventa de cod:

public Object topAndPop() throws IndexException{

if (isEmpty()){

throw new IndexException("Stiva vida. ");}return elemStiva[pozitieVarf--];

}

7/27/2010 28

Pentru transmiterea exceptiei semnalate (“aruncate”) in metoda topAndPop(), cu ajutorul instructiunea throw, catre o alta metoda apelanta se foloseste clauza throwsin antetul metodei topAndPop(). In metoda apelanta exceptia IndexException se poate, eventual intercepta (“prinde”) si trata sau poate fi transmisa mai departe la o alta metoda apelanta.

In exemplul prezentatat, interceptarea si tratarea exceptiei de tip IndexExceptioneste realizata in metoda main() a aplicatiei (clasa TestStiva1). Iata codul-sursa in care se realizeaza acest lucru:/* Clasa de test simpla pentru o stiva, care adauga 10 numere* dupa care le extrage in ordine inversa */import clasegenerice.*;import exceptii.*;public class TestStiva1{

public static void main(String[] args) {Stiva1 s = new StivaArr(10);

//introducem elemente in stivafor (int i = 0; i < 10; i++){

s.push(new Integer(i));}

7/27/2010 29

//scoatem elementele din stiva si le afisamSystem.out.print("Continutul stivei este: ");try{

while (true){System.out.print(s.topAndPop() + " ");}

}catch(IndexException ie){System.out.println();System.out.print("Eroare: " + ie.getMessage());}

}}

Observatie: In secveta de mai sus, iesirea din bucla while se realizeaza in momentul in care stiva devine vida si metoda topAndPop() semnaleaza (“arunca”) exceptia IndexException care este interceptata si tratata in blocul catch.

7/27/2010 30

Concluzii privind folosirea eficienta a exceptiilorCum sa folosim exceptiile?

1. Daca o metoda din aplicatia Java apeleaza o alta metoda in care s-a folosit clauza throws, avem trei posibilitati:

- se trateaza exceptia folosind blocurile try si catch;

- se transmite exceptia mai departe pe lant (spre baza stivei de apel), adaugand in metoda respectiva clauza throws;

- se realizeaza ambele metode descrise mai sus, atat pentru a intercepta (“prinde”) si trata exceptia folosind blocurile try … catch, cat si pentru a o resemnala explicit folosind instructiunea throw.

2. Daca o metoda din aplicatia Java semnaleaza (“arunca”) propriile exceptii, aceasta metoda trebuie sa fie declarata folosind clauza throws. De asemenea, exceptia trebuie semnalata explicit in corpul metodei, folosind instructiunea throw.

3. Daca metoda din aplicatia Java suprascrie metoda unei subclase care contine clauza throws, atunci se pot semnala numai aceleasi tipuri de exceptii sau subclase ale exceptiilor respective; nu se pot semnala alte tipuri de exceptii.

7/27/2010 31

Modul incorect de folosire a exceptiilor

1. Sistemul de exceptii al Java a fost proiectat in asa fel incat, daca apare o eroare, sa fim avertizati in legatura cu aceasta. Ignorarea acestor avertismente si nerespectarea lor duce la posibila aparitie a unor erori fatale in cadrul aplicatiilor.

Mai mult, folosirea de clauze throws in propriile metode in scopul de a evita tratarea exceptiilor face ca utilizatorii acestor metode (adica obiectele aflate mai sus pe lantul de apeluri) sa fie nevoiti sa le trateze. Astfel metodele noastre se complica nejustificat. Erorile semnalate de compilator cu privire la exceptii au rolul de a ne atrage atentia asupra acestor probleme.

2. Ca regula generala, nu este recomandata utilizarea exceptiilor in cazul in care situatia este previzibila in aplicatia Java (de exemplu, sfarsitul unui fisier, depasirea dimensiunii unui tablou etc).

7/27/2010 1

Cuvinte importante:

-tipuri de fluxuri de intrare/iesire Java: fluxuri de octeti, fluxuri de caractere; System.in, System.out, System.err; fluxuri-filtre;

- fluxuri de octeti si clase predefinite Java utilizate: fluxuri nefiltrate de intrare care folosesc ca sursa un fiser; fluxuri nefiltrate de iesire care folosesc ca destinatie un fisier;

- filtrarea fluxurilor de octeti si clase predefinite Java utilizate: zona tampon (“buffer”); fluxuri de intrare cu o zona tampon; fluxuri de iesire cu o zona tampon; fluxuri filtrate cu date de tipuri primitive; fluxuri filtrate cu date formatate;

- fluxuri de caractere si clase predefinite Java utilizate: fluxuri nefiltrate de intrare care folosesc ca sursa un fisier; fluxuri filtrate de intrare cu o zona tampon; fluxuri filtrate de intrare cu o zona tampon care tin evidenta numerelor de linie.

7/27/2010 2

Tipuri de fluxuri de intrare/iesire JavaToate datele din Java sunt scrise sau citite folosind fluxuri.

Un flux (stream) reprezinta o succesiune de octeti (bytes) sau de caractere transportat de la sau catre memoria RAM in care se afla programul Java.

Un flux de intrare transporta datele de la o sursa externa (tastatura, fisier pe hard-disc etc) catre programul Java.

Un flux de iesire transporta datele din programul Java catre o destinatie externa (ecranul calculatorului, fisier pe hard-disc etc).

Fluxurile de intrare/iesire in Java sunt create si manevrate cu ajutorul claselor din pachetul predefinit java.io. Din acest motiv orice program care executa operatii de intrare/iesire trebuie sa includa instructiunea:

import java.io.*;

Numarul claselor si a metodelor lor, definite in pachetul java.io, este foarte mare. De aceea se recomanda programatorului sa consulte in permanenta documentatia ce insoteste versiunea de Java folosita.

In aceasta lectie vom descrie doar cateva clase Java care sunt folosite mai des pentru fluxuri de octeti si de caractere.

7/27/2010 3

Java foloseste doua tipuri principale de fluxuri:

- fluxuri de octeti;

- fluxuri de caractere.

Fluxurile de octeti pot pastra valori intregi din domeniul 0 - 255. In acest format pot fi reprezentate o multitudine de date, cum ar fi: date numerice, programe executabile, comunicatii Internet sau cod Java (bytecode) etc.

Generic, fluxurile de octeti sunt subclase ale claselor abstracte predefinite:

- InputStream - pentru fluxuri de octeti de intrare si- OutputStream - pentru fluxuri de octeti de iesire.

Fluxurile de caractere reprezinta un tip special de flux de octeti, care se folosesc numai pentru date de tip text (tiparibile). Ele difera de fluxurile de octeti prin faptul ca setul de caractere Java suporta codificarea Unicode (cu doi octeti pe caracter).

Toate datele de tip text, cum ar fi fisierele text, paginile Web, sau alte formate de text, este necesar sa foloseasca fluxurile de caractere.

Generic, fluxurile de caractere sunt subclase ale claselor abstracte predefinite:

- Reader - pentru fluxuri de caractere de intrare si- Writer - pentru fluxuri de caractere de iesire.

7/27/2010 4

Java ofera trei fluxuri predefinite pentru operatii de I/O standard (de la tastatura, la ecranul calculatorului sau pentru erori) care sunt campuri ale clasei System inclusa in pachetul java.lang:

- System.in - reprezinta intrarea standard (implicit, tastatura calculatorului); acest flux este de tip InputStream;

- System.out - reprezinta iesirea standard (implicit, ecranul calculatorului); acest flux este de tip PrintStream;

- System.err - reprezinta fluxul standard de iesire pentru mesaje de eroare (implicit, ecranul calculatorului); acest flux este de tip PrintStream.

Dintre metodele clasei System, referitoare la fluxurile predefinite descrise mai sus, mentionam:

- metoda setIn, care redirecteaza fluxul de intrare standard catre o alta sursa decat tastatura (de exemplu, un fisier pe disc); aceasta metoda are antetul:

void setIn(InputStream <in>)

- metoda setOut, care redirecteaza fluxul de iesire standard catre o alta destinatie decat ecranul calculatorului (de exemplu, un fisier pe disc); aceasta metoda are antetul:

void setOut(PrintStream <out>)

7/27/2010 5

- metoda setErr, care redirecteaza fluxul de iesire standard al mesajelor de eroare catre o alta destinatie decat ecranul calculatorului (de exemplu, un fisier pe disc); aceasta metoda are antetul:

void setErr(PrintStream <out>)

Asocierea fluxului de intrare sau de iesire cu un filtru

Majoritatea claselor Java folosite in prezent permit realizarea de operatii de intrare/iesire mai performante prin asocierea fluxului cu un filtru, inainte de a citi sau scrie date.

Un filtru este un tip de flux care schimba modul in care se lucreaza cu un flux existent.

Procedura de folosire a unui filtru pentru un flux presupune urmatorii pasi:

1. crearea (deschiderea) unui flux asociat cu sursa de date sau cu destinatia datelor;

2. crearea (deschiderea) unui flux de tip filtru asociat cu fluxul deschis la pasul 1;

3. citirea/scrierea datelor de la /in filtru si nu direct in flux.

7/27/2010 6

Fluxuri de octeti si clase predefinite Java utilizate

A. Fluxuri nefiltrate de octeti si clase predefinite utilizateIn schema de mai jos se prezinta doar o parte a structurii de clase ce poate fi folosita in operatiile cu fluxuri de intrare si iesire nefiltrate.

Object

FileInputStream

InputStream

FileOutputStream

OutputStream

Clasa InputStream este o clasa abstracta si din ea deriveaza toate celelalte clase care creaza fluxuri de octeti de intrare si realizeaza operatii de intrare pe aceste fluxuri.

Clasa OutputStream este o clasa abstracta si din ea deriveaza toate celelalte clase care creaza fluxuri de octeti de iesire si realizeaza operatii de iesire pe aceste fluxuri.

Nota: Deoarece fluxurile de intrare/iesire semnaleaza exceptia IOException la aparitia unei erori, toate operatiile legate de fluxuri se incadreaza in blocuri try … catch, care sa intercepteze aceasta exceptie.

7/27/2010 7

Fluxuri nefiltrate de octeti de intrare care folosesc ca sursa un fisier

Sunt folosite pentru transferul de date de la fisierele aflate pe hard-discuri, pe CD-ROM sau pe alte dispozitive de stocare (ce pot fi referite printr-o cale de director si un nume) catre aplicatia Java.

Crearea (deschiderea) unui flux de intrare de la un fisier se realizeaza cu ajutorul constructorului clasei FileInputStream, care are forma:

FileInputStream(String <sir>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

Daca fisierul nu poate fi deschis, atunci este lansata exceptia FileNotFoundException.

De exemplu, urmatoarea instructiune deschide un flux de intrare de la fisierul “test.dat”:

FileInputStream fis = new FileInputStream(“test.dat”);

7/27/2010 8

Dupa deschiderea fluxului de intrare din fisier se pot folosi metodele acestui fluxpentru realizarea diverselor operatii de intrare. Descriem cateva dintre ele.

Metoda read() citeste un octet din fluxul de intrare; rezultatul intors este un intreg din intervalul 0 - 255. Daca s-a detectat sfarsitul de fisier, rezultatul intors este -1.

Metoda read cu trei parametrii are forma:

read (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - un tablou de octeti in care se vor memora datele citite;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului unde se va stoca primul octet de date;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor citi din fluxul de intrare repetand metoda read fara parametri.

Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul de octeti cititi sau -1 daca, de la inceput, fluxul de intrare este la sfarsitul sau.

Metoda skip avanseaza cu n pozitii (octeti) in fluxul de intrare, nedepasind bineinteles sfarsitul fluxului. Rezultatul intors de metoda este numarul de pozitii peste care s-a trecut efectiv.

7/27/2010 9

Metoda skip are forma:

skip(long <n>)

unde :

<n> - nr de octeti sariti in fluxul de intrare.

Metoda available() este folosita pentru a returna numarul de octeti ce mai pot fi cititi la momentul curent din fluxul de intrare.

Metoda close() inchide fluxul de intrare respectiv si elibereaza resursele sistem asociate cu acesta.

De exemplu, programul “CitesteFiserOcteti .java” citeste octeti dintr-un flux de intrare al unui fisir cu numele “test.doc”. Dupa citirea ultimului octet din fisier, pentru inchiderea fluxului de intrare se foloseste metoda close(). Aceasta operatie trebuie realizata pentru a elibera resursele sistemului asociate fisierului deschis.

Fisierul de intrare cu numele “test.dat” din care se citesc date in forma binara contine doua linii:

0123456789Ionescu Florin

Acest fisier a fost creat cu utilitarul Notepad.

7/27/2010 10

import java.io.*;public class CitesteFisierOcteti{

public static void main(String [] args){try {

FileInputStream fis = new FileInputStream("test.dat");int index = 0;int octet = fis.read();while (octet != -1)

{System.out.print(octet + " ");index++;octet = fis.read();}

fis.close();System.out.println("\nOcteti cititi: " + index);}

catch (IOException e) {System.out.println("Eroare - " + e.getMessage());}

}}

7/27/2010 11

Dupa executia programului va fi afisat fiecare octet din fisierul “test.dat”, urmat de numarul total de octeti cititi, ca mai jos:

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 13 10 73 111 110 101 115 99 117 32 70 108 111 114105 110Octeti cititi: 26

Observatie: Se observa ca valorile octetilor afisati sunt codurile ASCII ale caracterelor din cele doua linii existente in fisier.

Fluxuri nefiltrate de octeti de iesire care folosesc ca destinatie un fisier

Sunt folosite pentru transferul de date de la aplicatia Java catre fisierele aflate pe hard-discuri, pe CD-ROM sau pe alte dispozitive de stocare (ce pot fi referite printr-o cale de director si un nume).

Crearea (deschiderea) unui flux de iesire catre un fisier se realizeaza cu ajutorul constructorului clasei FileOutputStream, care are forma:

FileOutputStream(String <sir>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

7/27/2010 12

Trebuie sa se aiba o grija deosebita atunci cand se specifica numele fisierului in care se scrie. Daca se foloseste numele unui fisier deja existent, odata cu inceperea scrierii datelor, acesta va fi sters definitiv.

Constructorul cu doi parametrii are forma:

FileOutputStream(String <sir>, boolean <adauga>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

- <adauga> - poate avea valoare true, caz in care se face adaugarea datelor la sfarsitul fisierului, sau poate avea valoarea false, caz in care nu se face adaugarea de date la sfarsitul fisierului ci suprascrierea datele existente; daca fisierul nu poate fi deschis, atunci este lansata exceptia FileNotFoundException.

De exemplu, urmatoarea instructiune deschide un flux de iesire catre fisierul “test1.dat”:

FileOutputStream fis = new FileOutStream(“test1.dat”);

7/27/2010 13

Urmatoarea instructiune deschide un flux de iesire catre fisierul “test1.dat” pentru a adauga octeti la sfarsitul fisierului:

FileOutputStream fis = new FileOutStream(“test1.dat”, true);

Dupa deschiderea fluxului de iesire din fisier se pot folosi metodele acestui fluxpentru realizarea diverselor operatii de iesire. Descriem cateva dintre ele.

Metoda write cu un parametru scrie un octet in fluxul de iesire. Aceasta metoda are forma:

write(int <b>)

unde: <b> - variabila care contine octetul de scris in fluxul de iesire.

Metoda write cu doi parametrii scrie un tablou de octeti in fluxul de iesire si are forma:

write (byte [] <b>)

unde:

- <b> - specifica un tablou de octeti care va fi scris in fluxul de iesire; in fisier vor fi scrisi b.length octeti.

7/27/2010 14

Metoda write cu trei parametrii are forma:

write (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - specifica un tablou de octeti care va fi scris in fluxul de iesire;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului de la care se incepe scrierea in fluxul de iesire;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor scrie in fluxul de iesire.

Metoda close() inchide fluxul de iesire respectiv.

Programul urmator (ScrieFisierOcteti.java) scrie un tablou de octeti intr-un flux de iesire intr-un fisier date cu numele “test1.gif”. Dupa scrierea ultimului octet in fisier, pentru inchiderea fluxului de iesire se foloseste metoda close(). Aceasta operatie trebuie realizata pentru a elibera resursele sistemului asociate fisierului deschis.

7/27/2010 15

import java.io.*;public class ScrieFisierOcteti{

public static void main (String [] args){

int [] octeti = { 71, 73, 70, 56, 57, 97, 15, 0, 15, 0,128, 0, 0, 111, 111, 111, 0, 0, 0, 44, 0, 0, 0,0, 15, 0, 15, 0, 0, 2, 33, 132, 127, 161, 200,185, 205, 84, 128, 241, 81, 35, 175, 155, 26,228, 25, 105, 33, 102, 0, 165, 201, 145, 169,154, 142, 112, 0, 200, 200, 0, 200, 200, 200, 200 } ;

try {FileOutputStream fis = new FileOutputStream("test1.gif");for (int i = 0; i < octeti.length; i++)

fis.write(octeti[i]);fis.close();

}catch(IOException e) {

System.out.println("Eroare - " + e.getMessage());}

}}

7/27/2010 16

FilterOutputStream

Object

DataOutputStreamBufferedOutputStream

PrintStream

FilterInputStream

DataInputStreamBufferedInputStream

InputStream OutputStream

B. Filtrarea fluxurilor de octeti si clase predefinite Java utilizateFluxurile filtrate sunt fluxuri care selecteaza si, astfel, modifica informatia transmisa printr-un flux existent (de tip InputStream sau OutputStream). Acestea sunt create folosind subclase ale claselor FilterInputStream si FilterOutputStream.

Fluxurile FilterInputStream si FilterOutputStream nu realizeaza in mod direct nici un fel de operatie de filtrare. Dar, din ele deriveaza subclase (de exemplu, BufferedInputStream) care sunt folosite pentru anumite tipuri de filtrari.

In schema de mai jos se prezinta doar o parte a structurii de clase ce poate fi folosita in operatiile cu fluxuri de intrare si iesire filtrate.

7/27/2010 17

B.1 Fluxuri de octeti cu o zona tampon (“buffer”)

Un tampon (“buffer”) reprezinta o zona de memorie RAM in care se pot pastra date din fluxul de intrare sau de iesire pana la momentul citirii sau scrierii lor intr-o aplicatie Java. Prin folosirea unui tampon se pot accesa (citi sau scrie) date fara a folosi sursa originala (fisierul) sau destinatia originala (fisierul) de date.

Zona tampon este folosita ca o zona intermediara pentru citirea/ scrierea datelor din/in fluxul de intrare/iesire. Pentru memoria tampon se mai foloseste si termenul de “memorie de lucru”.

Aceasta tehnica este mai eficienta intrucat utilizarea zonei tampon evita accesarea fisierului pentru fiecare citire/scriere, in acest mod micsorandu-se timpul de lucru al aplicatiei Java.

Nota: Deoarece fluxurile de intrare/iesire cu tampon semnaleaza exceptia IOException la aparitia unei erori, toate operatiile legate de fluxuri se incadreaza in blocuri try … catch, care sa intercepteze aceasta exceptie.

Fluxuri de octeti de intrare cu o zona tampon

Un flux de intrare cu tampon poseda un tampon cu date din care se face citirea. Cand aplicatia Java citeste date, acestea sunt cautate mai intai in zona tampon si apoi in sursa originala de intrare. Fluxurile de octeti de intrare cu tampon folosesc clasa BufferedInputStream.

7/27/2010 18

Crearea (deschiderea) unui flux de intrare cu tampon se realizeaza cu ajutorul constructorilor clasei BufferedInputStream. Cand este deschis un flux de intrare cu tampon se creaza si o zona tampon, sub forma unui tablou de octeti, atasata acestuia.

Constructorii clasei BufferedInputStream au una din formele:

a)

BufferedInputStream(InputStream <in>)

unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip InputStream.

Nota: Zona tampon are o lungime care este aleasa implicit (automat).

b)

BufferedInputStream(InputStream <in>, int <lg_buffer>)

unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip InputStream;

- <lg_buffer> - reprezinta lungimea zonei tampon a fluxului de intare.

7/27/2010 19

Dupa deschiderea fluxului de intrare cu tampon se pot folosi metodele acestui fluxpentru realizarea diverselor operatii de intrare. Descriem cateva dintre ele.

Metoda read() citeste un octet din fluxul de intrare cu tampon; rezultatul intors este un intreg din intervalul 0 - 255. Daca s-a detectat sfarsitul de fisier, rezultatul intors este -1.

Metoda read cu trei parametrii are forma:

read (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - un tablou de octeti in care se vor memora datele citite;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului unde se va stoca primul octet de date;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor citi din fluxul de intrare cu tampon repetand metoda read fara parametri.

Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul de octeti cititi sau -1 daca, de la inceput, fluxul de intrare este la sfarsitul sau.

7/27/2010 20

Metoda skip avanseaza cu n pozitii (octeti) in fluxul de intrare cu tampon si descarca n octeti din flux, nedepasind, bineinteles, sfarsitul fluxului. Rezultatul intors de metoda este numarul de pozitii peste care s-a trecut efectiv.

Metoda skip are forma:

skip(long <n>)

unde :

<n> - nr de octeti sariti in fluxul de intrare si descarcati din fluxul de intare.

Metoda available() este folosita pentru a returna numarul de octeti ce mai pot fi cititi la momentul curent atat din zona tampon, cat si din fluxul de intrare.

Metoda close() inchide fluxul de intrare cu tampon si elibereaza resursele sistem asociate cu acesta.

Fluxuri de octeti de iesire cu o zona tampon

Un flux de iesire cu tampon poseda un tampon cu date care nu au fost inca scrise in destinatia originala a fluxului. Atunci cand datele sunt directionate intr-un flux de iesire cu tampon, continutul acestuia nu va fi transmis catre destinatie decat dupa ce zona tampon atasata s-a umplut. Fluxurile de octeti de iesire cu tampon folosesc clasa BufferedOutputStream.

7/27/2010 21

Crearea (deschiderea) unui flux de iesire cu tampon se realizeaza cu ajutorul constructorilor clasei BufferedOutputStream. Cand este deschis un flux de iesire cu tampon se creaza si o zona tampon, sub forma unui tablou de octeti, atasata acestuia.

Constructorii clasei BufferedOutputStream au una din formele:

a)

BufferedOuputStream(OutputStream <out>)

unde:

- <out> - reprezinta fluxul de iesire de tip OutputStream.

Nota: Zona tampon are o lungime care este aleasa implicit (automat).

b)

BufferedOutputStream(OutputStream <out>, int <lg_buffer>)

unde:

- <out> - reprezinta fluxul de iesire de tip OutputStream;

- <lg_buffer> - reprezinta lungimea zonei tampon a fluxului de iesire.

7/27/2010 22

Dupa deschiderea fluxului de iesire cu tampon se pot folosi metodele acestui fluxpentru realizarea diverselor operatii de iesire. Descriem cateva dintre ele.

Metoda write cu un parametru scrie un octet in fluxul de iesire cu tampon. Aceasta metoda are forma:

write(int <b>)

unde: <b> - variabila care contine octetul de scris in fluxul de iesire cu tampon; valoarea acestei variabile trebuie sa apartina intervalului 0 - 255; daca se incearca scrierea unei valori care este mai mare decat 255 va fi stocat numai restul impartirii acestei valori la 256.

Metoda write cu trei parametrii are forma:

write (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - specifica un tablou de octeti care va fi scris in fluxul de iesire cu tampon;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului de la care se incepe scrierea in fluxul de iesire cu tampon;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor scrie in fluxul de iesire cu tampon.

7/27/2010 23

Metoda flush() transmite (scrie) continutul zonei tampon la destinatia fluxului de iesire original chiar daca aceasta zona tampon nu s-a umplut inca. Cu ajutorul acestei metode se realizeaza golirea zonei tampon chiar daca aceasta nu s-a umplut inca.

Metoda close() inchide fluxul de iesire cu tampon si elibereaza resursele sistem asociate cu acesta.

Urmatorul program (IOBinarTampon.java) scrie o serie de octeti intr-un flux de iesire cu tampon asociat cu un fisier pe disc. Limita inferioara si limita superioara din seria de numere sunt specificate in doua argumente transmise prin linia de comanda, ca in exemplul urmator:

java IOBinarTampon 2 30

Daca nu se transmit argumente prin linia de comanda, implicit limita inferioara este 0 iar limita superioara este 255.

Dupa scrierea in fisier, programul deschide un flux de intrare cu tampon si citeste octetii scrisi in fisier.

7/27/2010 24

import java.io.*;public class IOBinarTampon {

public static void main (String [] args) {int limInf = 0;int limSup = 255;try {if (args.length > 1)

{limInf = Integer.parseInt(args[0]);limSup = Integer.parseInt(args[1]);}

elseif(args.length > 0) limInf = Integer.parseInt(args[0]);

FluxOcteti fo = new FluxOcteti(limInf, limSup);System.out.println("\nScrie: ");boolean succesScrie = fo.scrieFlux();System.out.println("\nCiteste: ");boolean succesCiteste = fo.citesteFlux();}catch(NumberFormatException nfe) {

System.out.println("Eroare: " + "Nu ati introdus un numar intreg");}}

}

7/27/2010 25

class FluxOcteti {private int inceput = 0;private int sfarsit = 255;public FluxOcteti(int inceput, int sfarsit) {

this.inceput = inceput;this.sfarsit = sfarsit;

}boolean scrieFlux() {

try {BufferedOutputStream fluxTampon = new BufferedOutputStream(

new FileOutputStream("numere.dat"));for (int i = inceput; i <= sfarsit; i++)

{fluxTampon.write(i);System.out.print(" " + i);}

fluxTampon.close();return true;}catch(IOException e) {System.out.print("Eroare: " + e.getMessage());return false;}

}

7/27/2010 26

boolean citesteFlux() {try {BufferedInputStream fluxTampon = new BufferedInputStream(

new FileInputStream("numere.dat")); int i = 0;do

{i = fluxTampon.read();if (i != -1)

System.out.print(" " + i);} while (i != -1);

fluxTampon.close();return true;}catch(IOException e) {System.out.print("Eroare: " + e.getMessage());return false;}

}}

7/27/2010 27

Observatie: Aplicatia Java prezentata mai sus poate primi unul sau doua argumente atunci cand este lansata. Modul de transmitere a unor argumente la aplicatii Java depinde de platforma pe care se executa Java. In Windows si Unix se pot transmite argumente prin intermediul liniei de comanda.

Argumentele trebuie adaugate la executie dupa numele programului si daca sunt mai multe decat unul, atunci argumentele sunt separate prin spatii.

In cadrul aplicatiei Java, argumentele din linia de comanda sunt preluate de metoda main() sub forma unui tablou de siruri:

public static void main(String [] args) {//corpul metodei}

Argumentele din linia de comanda sunt stocate in tabloul de siruri de caractere incepand cu primul element din tablou (care are indexul 0). Deci, in tabloul de siruri de caractere al metodei main() nu se preia si numele programului ca la C/C++.

7/27/2010 28

B2. Fluxuri filtrate cu date de tipuri primitive

Clasele DataInputStream si DataOutputStream ofera, ca facilitate suplimentara, posibilitatea ca fluxurile sa nu mai fie privite strict la nivel de octet, ci ca succesiuni de date primitive. Prin aceasta, datele vor fi scrise in fluxul de iesire intr-un format independent de modul de reprezentare al datelor in sistemul pe care se lucreaza.

Constructorul clasei DataInputStream creaza un nou flux de intrare ce suprapune pe cel existent primit ca argument. Constructorul are forma:

DataInputStream(InputStream <in>) unde:

- <in> - specifica fluxul de intrare existent, de exemplu, un flux de intrare cu tampon sau un flux de intrare din fisier.

Constructorul clasei DataOutputStream creaza un nou flux de iesire ce suprapune pe cel existent primit ca argument. Constructorul are forma:

DataOutputStream(OutputStream <out>) unde:

- <out> - specifica fluxul de iesire existent, de exemplu, un flux de iesire cu tampon sau un flux de iesire in fisier.

Deoarece fluxurile filtrate de intrare/iesire cu date de tipuri primitive semnaleaza exceptia IOException la aparitia unei erori, toate operatiile legate de fluxuri se incadreaza in blocuri try … catch, care sa intercepteze aceasta exceptie.

7/27/2010 29

Urmatoarea lista prezinta metodele de citire si de scriere ce pot fi folosite pentru fluxurile de tipul DataInputStream, si respectiv de tipul DataOutputStream:

- readBoolean(); writeBoolean(boolean <v>);

- readChar(); writeChar(char <v>);

- readDouble(); writeDouble(double <v>);

- readFloat(); writeFloat(float <v>);

- readInt(); writeInt(int <v>);

- readLong(); writeLong(long <v>);

- readShort(); writeShort(short <v>);

Fiecare dintre metodele de citire prezentate incearca sa citeasca un numar de octeti egal cu lungimea pe care sunt reprezentate tipurile respective indicate in numele metodei. De exemplu, metoda readBoolean() citeste un octet si returneaza true daca octetul citit este diferit de zero.

Fiecare dintre metodele de scriere prezentate incearca sa scrie un numar de octeti egal cu lungimea pe care sunt reprezentate tipurile respective indicate in numele metodei. De exemplu, metoda writeBoolean() scrie intr-un octet valoarea 1 sau valoarea 0, dupa cum parametrul <v> este true sau false.

7/27/2010 30

Observatii:

1. Datele citite folosind metodele clasei DataInputStream trebuie sa fi fost scrise in fisier cu metodele complementare ale clasei DataOutputStream.

2. Nu toate metodele de citire dintr-un flux de tip DataInputStream returneaza o valoare ce poate indica faptul ca s-a ajuns la sfarsitul fluxului. In astfel de cazuri se semnaleaza exceptia EOFException care indica faptul ca s-a ajuns la sfarsitul fluxului de intrare.

Urmatorul program (IODataTampon.java) scrie o serie de valori de tip float intr-un flux de iesire DataOutputStream cu tampon asociat cu un fisier pe disc. Limita inferioara si limita superioara din seria de numere reale sunt specificate in doua argumente transmise prin linia de comanda, ca in exemplul urmator:

java IOBinarTampon 2 30

Daca nu se transmit argumente prin linia de comanda, implicit limita inferioara este 0 iar limita superioara este 255.

Dupa scrierea in fisier, programul deschide un flux de intrare cu tampon si citeste datele de tip float scrise in fisier.

7/27/2010 31

import java.io.*;public class IODataTampon {

public static void main (String [] args) {float limInf = 0;float limSup = 255;try {if (args.length > 1)

{limInf = Float.parseFloat(args[0]);limSup = Float.parseFloat(args[1]);}

elseif(args.length > 0) limInf = Float.parseFloat(args[0]);

FluxDatePrimitive fd = new FluxDatePrimitive(limInf, limSup);boolean succesScrie = fd.scrieFlux();System.out.println("\nCiteste: ");boolean succesCiteste = fd.citesteFlux();}catch(NumberFormatException nfe) {

System.out.println("Eroare: " + "Nu ati introdus un numar real");}}

}

7/27/2010 32

class FluxDatePrimitive {private float inceput = 0;private float sfarsit = 255;public FluxDatePrimitive(float inceput, float sfarsit) {

this.inceput = inceput;this.sfarsit = sfarsit;

}boolean scrieFlux() {

try {DataOutputStream fluxDate = new DataOutputStream(

new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("numere.dat")));for (float i = inceput; i <= sfarsit; i+=0.5)

fluxDate.writeFloat(i);fluxDate.close();return true;}catch(IOException e) {System.out.print("Eroare: " + e.getMessage());return false;}

}

7/27/2010 33

boolean citesteFlux() {try {DataInputStream fluxDate = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("numere.dat")));

float i = 0;try {while (true)

{i = fluxDate.readFloat();System.out.print(" " + i);}

}catch(EOFException eof) {fluxDate.close();}

return true;}catch(IOException e) {System.out.print("Eroare: " + e.getMessage());return false;}

}}

7/27/2010 34

Aplicatia prezentata este un exemplu de suprapunere a mai multor filtre peste un flux original de tip FileInputStream. Fluxul filtrat este construit in trei etape:

- se creaza un flux de iesire in fisier, asociat cu fisierul “numere.dat”;

- se asocieaza fluxului de fisier un flux de iesire filtrat cu tampon;

- se asociaza fluxului de iesire cu tampon un flux de tip DataInputStream.

Instructiunea while(true) din metoda citesteFlux() creaza un ciclu infinit in aparenta, pentru ca la un moment dat va fi atins sfarsitul fluxului si va fi semnalata o exceptie EOFException. Metoda readFloat() citeste valorile intregi din flux.

B3. Fluxuri filtrate cu date formatate

Clasa PrintStream furnizeaza un flux filtru de iesire care permite afisarea de numere, valori boolean, String si alte tipuri de obiecte in format text. Filtrul de iesire PrintStream converteste numerele si alte tipuri de date la reprezentari text, inainte de transmiterea datelor la fluxul de iesire. De exemplu, atunci cand programul afiseaza valoarea intreaga 42, clasa PrintStream converteste numarul la caracterele “4” si “2” si apoi transmite caracterele mai departe in flux.

7/27/2010 35

In plus, fluxul PrintStream da posibilitatea (optional) de a goli automat zona tampon dupa ce a fost scris un tablou de octeti sau un octet egal cu ‘\n’. Metodele acestei clase nu semnaleaza niciodata exceptia IOException.

Fluxul System.out, pe care l-am folosit aproape in toate lectiile de pana acum pentru afisarea mesajelor la ecranul calculatorului, este de fapt un flux de tip PrintStream.

Prezentam doi dintre constructorii acestei clase:

PrintStream(OutputStream <out>)

PrintStream(OutputStream <out>, boolean <auto_golire>)

unde:

- <out> - specifica fluxul de iesire existent;

<auto_golire> - specifica daca se goleste automat zona tampon dupa ce a fost scris un tablou de octeti sau un octet egal cu ‘\n’ (daca valoarea este true).

7/27/2010 36

Mentionam cateva metode ale acestei clase:

- print (String <s>)- print (char <c>)- print (boolean <b>)- print (char <c>)- print (int <i>)- print (long <l>)- print (float <f>)- print (double <d>)

Pentru fiecare metoda print exista si perechea ei println, care adauga caracterul ‘\n’ in fluxul de iesire.

In plus, exista si metoda println fara parametrii, care scrie doar caracterul de sfarsit de linie ‘\n’.

Metodele print si println scriu argumentul lor intr-un format de tip text si anume identic cu cel produs de apelurile metodei String.valueOf(x).

Un flux PrintStream nu are ca destinatie numai ecranul calculatorului ci orice destinatie de flux, inclusiv un fisier text ASCII. De exemplu, urmatoul program (PrintStreamFile.java) afiseaza un String, un intreg si un numar in virgula mobila intr-un fisier, “print.txt”.

7/27/2010 37

import java.io.*;public class PrintStreamFile {

public static void main(String [] args) {double nr1 = 234.5;int nr2 = 120;try {PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("print.txt"));ps.println ("Date pentru testarea fluxului PrintStream");ps.print(nr1);ps.print(' ');ps.print(nr2);ps.println();ps.println(Math.PI);ps.close();}catch(IOException e) {System.out.println("Eroare la scrierea fisierului: " + e.getMessage());}

}}

7/27/2010 38

Fluxuri de caractere si clase predefinite Java utilizateFluxurile de caractere se folosesc pentru lucrul cu orice text reprezentat in format ASCII sau Unicode (set de caractere international care include si ASCII). Ele opereaza asupra sirurilor de caractere si tablourilor de caractere.

Exemple de fisiere cu care putem lucra prin intermediul fluxurilor de caractere sunt fisierele de text simplu, documentele HTML sau fisiere care contin cod sursa Java.

A. Fluxuri de caractere de intrare nefiltrate si filtrateIn schema de mai jos se prezinta doar o parte a structurii de clase ce poate fi folosita in operatiile cu fluxuri de caractere de intrare nefiltrate si filtrate.

InputStreamReader

Object

BufferedReader

Reader

FileReaderLineNumberReader

7/27/2010 39

Clasa Reader este o clasa abstracta si din ea deriveaza toate celelalte clase care creaza fluxuri de caractere de intrare si realizeaza operatii de intrare pe aceste fluxuri.

Nota: Deoarece fluxurile de intrare semnaleaza exceptia IOException la aparitia unei erori, toate operatiile legate de fluxuri se incadreaza in blocuri try … catch, care sa intercepteze aceasta exceptie.

Este indicat sa folosim clasa Reader pentru lucru cu text si nu fluxuri de octeti.

A.1 Fluxuri nefiltrate de caractere de intrare care folosesc ca sursa un fisier

Sunt folosite pentru transferul de date de la fisierele aflate pe hard-discuri, pe CD-ROM sau pe alte dispozitive de stocare (ce pot fi referite printr-o cale de director si un nume) catre aplicatia Java. Principala clasa folosita pentru citirea de fluxuri de caractere dintr-un fisier este FileReader. Aceasta clasa mosteneste clasa InputStreamReader, care citeste un flux de octeti si ii converteste in valori intregi corespunzatoare caracterelor Unicode.

7/27/2010 40

Crearea (deschiderea) unui flux de intrare de la un fisier se realizeaza cu ajutorul constructorului clasei FileReader, care are forma:

FileReader(String <sir>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

Daca fisierul nu poate fi deschis, atunci este lansata exceptia FileNotFoundException.

De exemplu, urmatoarea instructiune deschide un flux de intrare de la fisierul “test.doc”:

FileReader document = new FileReader(“test.doc”);

7/27/2010 41

Dupa deschiderea fluxului de caractere de intrare din fisier se pot folosi metodele acestui flux pentru realizarea diverselor operatii de intrare. Descriem cateva dintre ele.

Metoda read() citeste un caracter din fluxul de intrare; rezultatul intors este un intreg din intervalul 0 - 65535. Daca s-a detectat sfarsitul de fisier, rezultatul intors este -1.

Metoda read cu trei parametrii are forma:

read (char [] <c>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <c> - un tablou de caractere in care se vor memora datele citite;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului unde se va stoca primul caracter de date;

- <lungime> - numarul de caractere care se vor citi din fluxul de intrare repetand metoda read fara parametri.

Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul de caractere citite sau -1 daca, de la inceput, fluxul de intrare este la sfarsitul sau.

7/27/2010 42

Nota: Deoarece metoda read() a unui flux de caractere returneaza o valoare intreaga, trebuie sa se converteasca explicit prin cast aceasta valoare inainte de a o afisa sau de a o salva intr-un tablou de caractere. Fiecare caracter poseda un cod numeric care reprezinta pozitia sa in setul de caractere Unicode. Valoarea intreaga citita din flux reprezinta chiar acest cod numeric.

Metoda skip avanseaza cu n pozitii (caractere) in fluxul de intrare, nedepasind bineinteles sfarsitul fluxului. Rezultatul intors de metoda este numarul de pozitii peste care s-a trecut efectiv.

Metoda skip are forma:

skip(long <n>)

unde :

<n> - nr de caractere sarite in fluxul de intrare.

Metoda ready() specifica daca acest flux de caractere este disponibil pentru a fi citit. Un flux de caractere dintr-un fisier este disponibil pentru a fi citit daca zona tampon de intrare nu este goala (in caz ca ea exista) sau daca exista octeti disponibili de a fi cititi de la fluxul de octeti de tip InputStreamReader.

Metoda close() inchide fluxul de intrare respectiv si elibereaza resursele sistem asociate cu acesta.

7/27/2010 43

A.2 Fluxuri filtrate de caractere de intrare cu o zona tampon (“buffer”)

Fluxurile de caractere cu o zona tampon (“buffer”) permit utilizarea unei zone tampon pentru cresterea eficientei operatiilor de citire.

Fluxurile de caractere de intrare cu tampon folosesc clasa BufferedReader.

Crearea (deschiderea) unui flux de caractere cu tampon se realizeaza cu ajutorul constructorilor clasei BufferedReader.

Constructorii clasei BufferedReader au una din formele:

a)

BufferedReader(Reader <in>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Reader.

Nota: Zona tampon are o lungime care este aleasa implicit (automat).

b)

BufferedReader(Reader <in>, int <lg_buffer>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Reader;

- <lg_buffer> - reprezinta lungimea zonei tampon a fluxului de intare.

7/27/2010 44

Dintr-un flux de caractere cu tampon se poate citi folosind metodele read() si

read (char [] <c>, int <poz_ini>, int <lungime>) , asemanatoare celor descrise pentru clasa FileReader.

Metodele skip(), ready() si close() sunt asemanatoare celor descrise pentru clasa FileReader.

Programul urmator (CitesteSiruri.java) citeste doua siruri de caractere de la tastatura si le stocheaza intr-un tablou de caractere de lungime 20. Daca dupa citirea primului sir, in zona tampon mai exista caractere necitite (ceea ce inseamna ca s-a introdus un sir de lungime mai mare de 20) atunci acestea vor fi sarite din fluxul de intrare pentru a permite eliberarea zonei tampon si citirea de la tastatura a celui de al doilea sir.import java.io.*;class CitesteSiruri {

public static void main(String[] args) {char[] caractere1 = new char[20];char[] caractere2 = new char[20];for (int i=0; i <=19; i++)

caractere1[i] = ' ';for ( int i=0; i <=19; i++)

caractere2[i] = ' ';

7/27/2010 45

try {BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));System.out.println ("Introduceti primul sir");br.read(caractere1, 0, 20);String sir1 = new String(caractere1);System.out.println(sir1);while (br.ready() )

br.skip (1);System.out.println ("Introduceti al doilea sir");br.read(caractere2, 0, 20);String sir2 = new String(caractere2);System.out.println(sir2);boolean rezultat = false;rezultat = sir1.equals(sir2);if (rezultat ==true)

System.out.println ("siruri egale");elseSystem.out.println ("siruri diferite");

}catch(IOException e) {

System.out.println ("Eroare la sirul citit" + e.getMessage());}}

}

7/27/2010 46

Metoda readLine() citeste din fluxul de intrare o linie de text. Metoda returneaza un obiect de tip String care contine linia de text citita din flux , fara a include si caracterul (sau caracterele) care reprezinta sfarsitul de linie. Daca se ajunge la sfarsitul fluxului, valoarea sirului returnat va fi null.

Sfarsitul de linie este indicat astfel:

- un caracter de linie noua (newline - ‘\n’);

- un caracter de retur de car (carriage return - ‘\r’);

- un retur de car urmat de o linie noua.

Ca exemplu, putem ilustra deschiderile de flux de intare cu tampon si citirile de linii de text de la tastatura, facute in aproape toate programele Java prezentate pana acum.

Dintr-un fisier se poate citi o intreaga linie de text, si nu caracter cu carecter, daca se foloseste un flux de caractere cu tampon de tip BufferedReader suprapus peste un flux de tip FileReader.

Programul urmator (CitesteLiniiFisier.java) ilustreaza modul de citire linie cu linie dintr-un fisier care contine instructiuni Java (numit “CitesteLiniiFisier.java”), folosind un flux de caractere cu zona tampon.

7/27/2010 47

import java.io.*;public class CitesteLiniiFisier {

public static void main (String [] args) {try {BufferedReader fisier = new BufferedReader(

new FileReader("CitesteLiniiFisier.java"));boolean eof = false;while(!eof)

{String linie = fisier.readLine();if (linie == null)

eof = true;else

System.out.println(linie);}

fisier.close();}catch(IOException e) {System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

}}

7/27/2010 48

A.3 Fluxuri filtrate de caractere de intrare cu o zona tampon care tin evidenta numerelor de linie

Fluxurile de caractere de intrare cu tampon care tin evidenta numerelor de linie dintr-un fisier folosesc clasa LineNumberReader. Acest filtru al fluxului de intrare urmareste numarul de linie pe masura citirii din fluxul de intrare.

Crearea (deschiderea) unui flux de caractere cu tampon care tin evidenta numerelor de linie se realizeaza cu ajutorul constructorilor clasei LineNumberReader.

Constructorii clasei LineNumberReader au una din formele:

a)

LineNumberReader(Reader <in>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Reader.

Nota: Zona tampon are o lungime care este aleasa implicit (automat).

b)

LineNumberReader(Reader <in>, int <lg_buffer>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Reader;

- <lg_buffer> - reprezinta lungimea zonei tampon a fluxului de intare.

7/27/2010 49

Metodele pentru citirea, inchiderea, testarea unui flux de intrare cu tampon sunt mostenite de la clasa BufferedReader si ele au fost prezentate deja.

In plus, aceasta clasa ofera metoda getLineNumber() care este folosita pentru a obtine numarul liniei curente din fluxul de intrare atunci cand acesta este citit cu metoda readLine().

Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul liniei curente din flux.

Dintr-un fisier se poate citi o intreaga linie de text si se poate tine evidenta numerelor citite daca se foloseste un flux de caractere cu tampon de tip LineNumberReader suprapus peste un flux de tip FileReader.

Programul urmator (CitesteLiniiFisier.java) afiseaza numerele liniilor citite dintr-un fisier care contine instructiuni Java (numit “CitesteLiniiFisier1.java”), folosind un flux de caractere cu zona tampon tip LineNumberReader.

7/27/2010 50

import java.io.*;public class CitesteLiniiFisier1 {

public static void main (String [] args) {try {LineNumberReader fisier = new LineNumberReader(new

FileReader("CitesteLiniiFisier1.java"));boolean eof = false;while(!eof)

{String linie = fisier.readLine();if (linie == null)

eof = true;else

System.out.println(fisier.getLineNumber() + " " + linie);}

fisier.close();}catch(IOException e) {System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

}}

7/27/2010 1

Cuvinte importante:- fluxuri de caractere de iesire nefiltrate si filtrate: fluxuri nefiltrate care

folosesc ca destinatie un fisier; fluxuri filtrate cu o zona tampon (“buffer”);

- fluxuri de intrare/iesire care perimt accesul direct la date (fluxuri cu acces direct sau “random”): constructori; metode;

- clasa File: constructori; metode;

- clasa StringTokenizer folosita pentru analizarea lexicala (a cuvintelor) dintr-un flux de intrare: constructori; metode;

- despre fire de executie in Java: proces, fir de executie; crearea firelor de executie; schimbarea prioritatii firelor de executie.

7/27/2010 2

B. Fluxuri de caractere de iesire nefiltrate si filtrateIn schema de mai jos se prezinta doar o parte a structurii de clase ce poate fi folosita in operatiile cu fluxuri de caractere de iesire nefiltrate si filtrate.

OuputStreamWriter

Object

BufferedWriter

Writer

FileWriter

Clasa Writer este o clasa abstracta si din ea deriveaza toate celelalte clase care creaza fluxuri de caractere de iesire si realizeaza operatii de iesire pe aceste fluxuri.

Nota: Deoarece fluxurile de iesire semnaleaza exceptia IOException la aparitia unei erori, toate operatiile legate de fluxuri se incadreaza in blocuri try … catch, care sa intercepteze aceasta exceptie.

Este indicat sa folosim clasa Writer pentru lucru cu text si nu fluxuri de octeti.

7/27/2010 3

B.1 Fluxuri nefiltrate de caractere de iesire care folosesc ca destinatie un fisier

Clasa FileWrite este folosita pentru crearea si scrierea unui flux de caractere intr-un fisier. Aceasta este o subclasa a clasei OutputStreamWriter, care are rolul de a converti codurile caracterelor Unicode in octeti.

Crearea (deschiderea) unui flux de caractere de iesire catre un fisier se realizeaza cu ajutorul constructorului clasei FileWriter, care are forma:

FileWriter(String <sir>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

Trebuie sa se aiba o grija deosebita atunci cand se specifica numele fisierului in care se scrie. Daca se foloseste numele unui fisier deja existent, odata cu inceperea scrierii datelor, acesta va fi sters definitiv.

7/27/2010 4

Constructorul cu doi parametrii are forma:

FileWriter(String <sir>, boolean <adauga>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape.

- <adauga> - poate avea valoare true, caz in care se face adaugarea datelor la sfarsitul fisierului, sau poate avea valoarea false, caz in care nu se face adaugarea de date la sfarsitul fisierului ci suprascrierea datele existente; daca fisierul nu poate fi deschis, atunci este lansata exceptia FileNotFoundException.

Clasa FileWriter are trei metode ce pot fi folosite pentru a scrie date intr-un flux:

write(char <c>) - scrie in flux un caracter specificat in parametrul <c>;

write(char [] <c>, int <poz_ini>, int <lungime>)) - scrie in flux caractere din tabloul specificat <c>, incepand de la pozitia <poz_ini> si avand numarul de caractere dat de <lungime>;

write(String <str>, int <poz_ini>, int <lungime>) - scrie in flux caractere din sirul specificat <str>, incepand de la pozitia <poz_ini> si avand numarul de caractere dat de <lungime>.

7/27/2010 5

Metoda close() inchide fluxul de iesire respectiv.

B.2 Fluxuri filtrate de caractere de iesire cu o zona tampon (“buffer”)

Fluxurile de caractere cu o zona tampon (“buffer”) permit utilizarea unei zone tampon pentru cresterea eficientei operatiilor de scriere. Fluxurile de caractere de iesire cu tampon folosesc clasa BufferedWriter.

Crearea (deschiderea) unui flux de caractere cu tampon se realizeaza cu ajutorul constructorilor clasei BufferedWriter.

Constructorii clasei BufferedWriter au una din formele:

a)

BufferedWriter(Writer <in>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Writer.

Nota: Zona tampon are o lungime care este aleasa implicit (automat).

b)

BufferedWriter(Writer <in>, int <lg_buffer>) unde:

- <in> - reprezinta fluxul original de tip Writer;

- <lg_buffer> - reprezinta lungimea zonei tampon a fluxului de iesire.

7/27/2010 6

Clasa BufferedWriter poseda aceleasi trei metode de scriere care au fost prezentate la clasa FileWriter.

O metoda folositoare este newLine(), care scrie in fisier caracterul (sau caracterele) ce specifica sfarsitul liniei pe platforma folosita pentru executia programului.

Metoda close() este apelata pentru a inchide fluxul de caractere de iesire si pentru a asigura ca toate datele memorate in zona tampon au fost trimise catre destinatia fluxului.

Urmatorul program (ScrieFisierText.java) citeste date de la tastatura si scrie intr-un flux de caractere cu tampon, catre o destinatie care este un fisier cu numele “scrie_linii.dat”.import java.io.*;public class ScrieFisierText {

public static void main (String [] args) {String linie;try {

BufferedWriter fisier = new BufferedWriter(new FileWriter("scrie_linii.dat"));

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

7/27/2010 7

System.out.println("Introduceti o linie de text iar la sfarsit tastati <Enter> ");

do {linie = in.readLine();fisier.write(linie, 0, linie.length());fisier.newLine();} while (linie.length() != 0);fisier.close();}

catch(IOException e) {System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

}}

Fluxuri de intrare/iesire care perimt accesul direct la date (fluxuri cu acces direct sau “random”)Clasa RandomAccessFile ofera posibilitatea de a lucra cu fisiere in acces direct (random).

Clasa RandomAccessFile deriva direct din superclasa Object nefiind subclasa a claselor InputStream sau OutputStream.

Accesul la datele din fluxul este la nivel de octet.

7/27/2010 8

Intr-un flux de date cu acces direct sunt permise atat scrieri, cat si citiri. Fisierul, nou sau existent, poate fi deschis fie pentru citire, fie pentru citire si scriere.

Accesul direct la date este asigurat prin gestionarea unui indicator care identifica pozitia incepand de la care se face o citire sau o scriere; dupa o astfel de operatie, indicatorul avanseaza cu numarul de octeti cititi sau scrisi.

Este asigurata atat posibilitatea de a afla pozitia indicatorului (reprezentand numarul de octeti din fisier aflati la stanga indicatorului), cat si posibilitatea de a da indicatorului o anumita valoare care sa il pozitioneze, astfel, la locul in care se doreste sa aiba loc urmatoarea citire sau scriere.

De asemenea, clasa RandomAccessFile ofera posibilitatea de a determina lungimea fisierului. Aceasta lungime nu este definitiva: o operatie de scriere care face ca indicatorul sa depaseasca sfarsitul curent al fisierului are ca urmare modificarea lungimii acestuia; in schimb o pozitionare a indicatorului dincolo de sfarsitul fisierului neurmata de o scriere in fisier nu schimba lungimea fisierului.

Incercarea de a citi dincolo de sfarsitul fisierului va determina semnalarea exceptiei EOFException.

7/27/2010 9

Crearea (deschiderea) unui flux cu acces direct (random) se realizeaza cu ajutorul constructorului clasei RandomAccesFile, care are forma:

RandomAccessFile(String <sir>, String <mod>)

unde:

- <sir> - reprezinta numele, si eventual calea, fisierului; la specificarea caii fisierului trebuie sa se foloseasca doua caractere backslash pentru a nu se confunda cu o secventa escape; daca fisierul nu exista el este creat;

- <mod> - specifica doua valori: “r” - fisierul poate fi folosit numai pentru citire;

“rw” - fisierul poate fi folosit atat pentru citire cat si pentru scriere.

Dupa deschiderea fluxului cu acces direct (random) se pot folosi metodele acestui flux pentru realizarea diverselor operatii de intrare sau de iesire. Descriem cateva dintre ele.

Metoda getFilePointer() returneaza pozitia curenta a indicatorului, in bytes, de la care va avea loc urmatoarea citire sau scriere in flux. Returneaza un tip de data long.

7/27/2010 10

Metoda seek() pozitioneaza indicatorul la pozitia data de parametrul <poz> pornind de la inceputul fisierului; de la aceasta pozitie se va putea realiza o noua citire sau scriere din/in fisier. Forma acestei metode este:

seek(long <poz>)

Metoda length() returneaza lungimea curenta a fisierului.

Metoda close() inchide fluxul de date cu acces direct, eliberand resursele sistemului.

Metoda read() citeste un octet din fluxul de intrare; rezultatul intors este un intreg din intervalul 0 - 255. Daca s-a detectat sfarsitul de fisier, rezultatul intors este -1.

Metoda read cu trei parametrii are forma:

read (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - un tablou de octeti in care se vor memora datele citite;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului unde se va stoca primul octet de date;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor citi din fluxul de intrare repetand metoda read fara parametri.

7/27/2010 11

Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul de octeti cititi sau -1 daca, de la inceput, fluxul de intrare este la sfarsitul sau.

Deoarece clasa RandomAccessFile implementeaza interfetele DataInput si DataOutput, metodele de citire si de scriere pentru datele de tipuri primitive sunt aceleasi cu cele de la clasele DataInputStream si DataOutputStream:

- readBoolean(); writeBoolean(boolean <v>);

- readChar(); writeChar(char <v>);

- readDouble(); writeDouble(double <v>);

- readFloat(); writeFloat(float <v>);

- readInt(); writeInt(int <v>);

- readLong(); writeLong(long <v>);

- readShort(); writeShort(short <v>);

Fiecare dintre metodele de citire/scriere prezentate incearca sa citeasca/sa scrie un numar de octeti egal cu lungimea pe care sunt reprezentate tipurile primitive respective indicate in numele metodei.

7/27/2010 12

Metoda readLine() citeste din fluxul de intrare o linie de text. Metoda returneaza un obiect de tip String care contine linia de text citita din flux , fara a include si caracterul (sau caracterele) care reprezinta sfarsitul de linie. Daca se ajunge la sfarsitul fluxului, valoarea sirului returnat va fi null.

Metoda write cu un parametru scrie un octet in fluxul de iesire. Aceasta metoda are forma:

write(int <b>)

unde: <b> - variabila care contine octetul de scris in fluxul de iesire.

Metoda write cu trei parametrii are forma:

write (byte [] <b>, int <poz_ini>, int <lungime>)

unde:

- <b> - specifica un tablou de octeti care va fi scris in fluxul de iesire;

- <poz_ini> - pozitia elementului din cadrul tabloului de la care se incepe scrierea in fluxul de iesire;

- <lungime> - numarul de octeti care se vor scrie in fluxul de iesire.

Urmatorul program (ScrieFisierRandom.java) scrie intr-un fisier de tip Random si apoi citeste din fisierul deja creat si afiseaza continutul acestuia.

7/27/2010 13

import java.io.*;public class ScrieFisierRandom {

public static void main (String [] args) {String numeAutor;String titluCarte;int nrEx; String linie;char [] caractere = new char[20];try {

RandomAccessFile fisier = new RandomAccessFile("carte.dat", "rw");BufferedReader in = new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in));do {System.out.println("Nume autor ");linie = in.readLine();if (linie.length() > 20)

numeAutor = linie.substring(0, 20);else

numeAutor = linie;System.out.println("Titlul cartii");linie = in.readLine();if (linie.length() > 20)

titluCarte = linie.substring(0, 20);else

titluCarte = linie;

7/27/2010 14

System.out.println("Numar de exemplare:");linie = in.readLine();for (int i = 0; i <= 19; i++)

caractere[i] = ' ' ;if (linie.length() > 0)

{nrEx = Integer.parseInt(linie);char [] buffer = numeAutor.toCharArray();for (int i = 0; i <= buffer.length-1; i++)

caractere[i]=buffer[i];for (int i = 0; i <= 19; i++)

fisier.writeChar(caractere[i]);for (int i = 0; i <= 19; i++)

caractere[i] = ' ' ;buffer = titluCarte.toCharArray();for (int i = 0; i <= buffer.length-1; i++)

caractere[i]=buffer[i];for (int i = 0; i <= 19; i++)

fisier.writeChar(caractere[i]);fisier.writeInt(nrEx); }

} while (linie.length() != 0);System.out.println(fisier.length());

7/27/2010 15

System.out.println();fisier.seek(0);while(fisier.getFilePointer() <= fisier.length()-1){

System.out.print("Nume autor: ");for (int i = 0; i <= 19; i++)

System.out.print(fisier.readChar());System.out.println();System.out.print("Titlu carte: ");for (int i = 0; i <= 19; i++)

System.out.print(fisier.readChar());System.out.println();System.out.print("Numar exemplare: ");System.out.println(fisier.readInt());System.out.println();

}fisier.close();}

catch(IOException e) {System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

catch(NumberFormatException nfe) {System.out.println("Nu ati introdus un numar intreg");}

}}

7/27/2010 16

Clasa FileClasa File permite specificarea numelor de fisiere si directoare intr-un mod independent de sistemul de operare de pe calculatorul gazda, precum si realizarea in program a unor operatii asupra fisierelor si directoarelor (creare, stergere, renumire etc.).

Pentru separarea informatiilor ce identifica o cale, sistemele Windows si Unix folosesc, respectiv caracterele “\” si “/”. Intr-o insiruire de cai, cele doua sisteme folosesc respectiv caracterele “;” si “:”. Pentru a permite independenta de platforma, clasa File contine, pentru cele doua tipuri de separatori, constantele: File.separator si File.pathSeparator, care primesc automat pe fiecare sistem de operare reprezentarea corespunzatoare.

Nota: Un obiect de tip File ce specifica un nume de fisier poate fi folosit ca parametru pentru crearea de fluxuri de tipurile FileInputStream, FileOutputStream, FileReader si FileWriter.

7/27/2010 17

Pentru a crea un obiect de tip File se pot folosi urmatorii constructori:

a)

File(String <cale>) - specifica un director;

b)

File(String <cale>, String <nume_fisier>) - specifica o cale de directori si un nume de fisier;

c)

File(File <director>, String <nume_fisier>) - specifica un nume de director de tip File si un nume de fisier.

Vom descrie cateva metode mai des folosite din clasa File.

Metoda exist() returneaza o valoare de tip boolean care arata daca fisierul exista sub numele si in directorul specificate la crearea obiectului File.

Metoda length() returneaza o valoare de tip long ce reprezinta dimensiunea in octeti a fisierului.

7/27/2010 18

Metoda renameTo(File <nume_nou>) redenumeste fisierul sub numele dat in parametrul <nume_nou> si returneaza o valoare de tip boolean care indica daca operatia s-a finalizat cu succes sau nu.

Metoda delete() sterge un fisier sau un director si returneaza o valoare de tip booleancare indica succesul operatiei.

Metoda mkdir() se foloseste pentru a crea un director specificat de obiectul File care a fost creat in prealabil. Metoda returneaza o valoare de tip boolean care indica daca operatia s-a finalizat cu succes sau nu.

Metoda setReadOnly() se foloseste pentru a permite numai citirea fisierului sau directorului specificat de obiectul File. Metoda returneaza o valoare de tip booleancare indica daca operatia s-a finalizat cu succes sau nu.

Metoda canRead() se foloseste pentru a testa daca un fisier specificat de obiectul Filepoate fi citit. Returneaza valoarea true daca fisierul exista si poate fi citit sau falsedaca nu.

7/27/2010 19

Metoda canWrite() se foloseste pentru a testa daca un fisier specificat de obiectul File poate fi modificat. Returneaza valoarea true daca fisierul exista si se poate scrie in el sau false daca nu.

Metoda list() se foloseste pentru a stoca numele tuturor fisierelor si directoarelor existente intr-un director specificat de obiectul File. Metoda returneaza un tablou de siruri de caractere in care sunt stocate numele fisierelor si directoarelor continute intrun director specificat de obiectul File. Daca obiectul de tip File nu este un director atunci se returneaza valoarea null.

Fiecare dintre aceste metode va semnala o exceptie SecurityException daca programul nu are permisiunile necesare pentru executarea operatiilor respective. Deci se folosesc blocuri try … catch sau clauze throws pentru a trata aceste exceptii.

Programul urmator (DemoLucruFisiere.java) converteste textul dintr-un fisier in litere mari. Fisierul cu numele citit de la tastatura este verificat daca exista pe disc si apoi este citit caracter cu caracter. Dupa conversia caracterului in litera mare, el este scris intr-un fisier temporar folosind un flux de iesire cu tampon. In loc de siruri de caractere pentru numele fisierelor, s-au folosit obiecte File, facand posibila stergerea fisierului din care s-au citit caracterele si redenumirea fisierului temporar creat in care toate caracterele sunt litere mari.

7/27/2010 20

import java.io.*;public class DemoLucruFisiere {

public static void main(String [] args) {try {BufferedReader consola = new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in));System.out.println("Introduceti numele unui fisier: ");ConversieLitere litMari = new ConversieLitere(consola.readLine());litMari.conversie();}catch(IOException e) {

System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

}}class ConversieLitere {

String numeSursa;ConversieLitere(String nume) {

numeSursa = nume;}

7/27/2010 21

void conversie() {try {

File sursa = new File(numeSursa);boolean exista = sursa.exists();File temp = new File(numeSursa + ".tmp");BufferedReader in = new BufferedReader(new

FileReader(sursa));BufferedWriter out = new BufferedWriter(new

FileWriter(temp));boolean eof = false;int carCitit = 0;do

{carCitit = in.read();if (carCitit != -1)

{char carScris = Character.toUpperCase((char)carCitit);out.write(carScris);}

elseeof = true;

} while (!eof);

7/27/2010 22

in.close();out.close();boolean sters = sursa.delete();if(sters)

temp.renameTo(sursa);}

catch(IOException e) {System.out.println("Eroare: " + e.getMessage());}

catch(SecurityException se) {System.out.println("Eroare: " + se.getMessage());}

}}

Nota: Metoda toUpperCase() apartine clasei Character si realizeaza conversia unui caracter din litere mici in litere mari.

7/27/2010 23

Clasa StringTokenizer folosita pentru analizarea lexicala (a cuvintelor) dintr-un flux de intrareClasa StringTokenizer este inclusa in pachetul java.util si permite separarea elementelor lexicale (“tokens”) distincte din cadrul unui sir de caractere.

Separarea in elemente lexicale (“tokenization”) inseamna impartirea, printr-un caracter delimitator, a sirului initial intr-un numar de elemente lexicale distincte. Implicit, Java foloseste ca delimitatori ai elementelor lexicale caracterul tab, caracterul spatiu si caracterul de linie noua (“newline”). Obiectele de tip StringTokenizer pot fi construite pentru a accepta si alti delimitatori de elemente lexicale.

Metodele-constructor ale clasei StringTokenizer, mai des folosite, au forma:

a)

StringTokenizer(String <str>)

unde:

- <str> - specifica sirul de caractere supus separarii in elemente lexicale;

7/27/2010 24

b)

StringTokenizer(String <str>, String <delimitator>)

unde:

- <str> - specifica sirul de caractere supus separarii in elemente lexicale;

- <delimitator> - specifica o lista de caractere de delimitare; de exemplu, un parametru <delimitator> de felul “,:” indica faptul ca delimitatorii sunt virgula si doua puncte

Constructorul prezentat la pct. B) este folosit pentru a schimba delimitatorul implicit de elemente lexicale.

Vom descrie cateva metode ale clasei StringTokenizer.

Metoda nextToken() este folosita pentru a extrage fiecare element lexical dintr-un sir de caractere utilizand delimitatorii impliciti Java sau delimitatorii precizati explicit la crearea obiectului de tip StringTokenizer. Metoda returneaza un sir de caractere care reprezinta elementul lexical extras.

7/27/2010 25

Metoda nextToken poate fi folosita si cu un parametru de tip String care are ca efect schimbarea delimitatorului folosit pentru separarea elementelor lexicale din sirul curent dupa ce obiectul de tip StringTokenizer a fost creat. In acest caz metoda are forma:

String nextToken(String <delimitator_nou>) unde:

- <delimitator_nou> - specifica noul delimitator dupa care se va face extragerea unui element lexical de la pozitia curenta in sirul curent supus separarii pana la intanlirea delimitatorului precizat in parametrul metodei.

Metoda returneaza un sir de caractere care reprezinta elementul lexical extras pe baza noului delimitator.

Aceasta metoda genereaza o exceptie NoSuchElementException daca nu mai exista nici un element lexical in sirul curent supus separarii.

Metoda hasMoreTokens() este folosita pentru a afla daca sirul curent supus separarii contine mai multe elemente lexicale (cuvinte). Metoda returneaza valoarea true daca sirul curent supus separarii contine mai multe elemente lexicale si false daca nu.

7/27/2010 26

Urmatoarea secventa de cod ilustreaza folosirea metodei nextToken cu un parametru:

StringTokenizer st = new StringTokenizer(“Nume si Prenume:Ionescu Florin”, “:”);System.out.println(“Primul element - “ + st.nextToken());while (st.hasMoreTokens()) {

System.out.println(“Urmatorul element - “ + st.nextToken(“ “));}

In acest caz, programul va afisa urmatorul rezultat:Primul element - Nume si PrenumeUrmatorul element - IonescuUrmatorul element - Florin

Metoda countTokens() este folosita pentru a specifica numarul de elemente lexicale pe care le contine sirul curent supus separarii. Metoda returneaza un intreg care reprezinta numarul de elemente lexicale pe care le contine sirul curent.

Urmatorul program (TestTokenizer.java) ilustreaza modul de folosire a unui obiect de tip StringTokenizer pentru a separa un sir de numere, citite de la tastatura pe aceeasi linie, folosid ca delimitator caracterul spatiu. Dupa citire, sirul de numere este stocat intr-un tablou de numere intregi.

Programul foloseste doua metode ale clasei CitesteDate din pachetul intrareiesire si anume: citesteString() si citesteSeparaSir().

7/27/2010 27

Metoda citesteString() citeste de la tastatura un sir de numere pe o singura linie.

Metoda citesteSeparaSir() separa sirul de numere citit in elemente lexicale folosind ca delimitator caracterul spatiu si converteste aceste elemente intr-un tablou de numere intregi.import intrareiesire.*;

class TestTokenizer

{

public static void main(String[] args)

{

System.out.println("Introduceti un sir de numere pe aceeasi linie:");

int [] tablouInt = CitesteDate.citesteSeparaSir();

System.out.println ("Tabloul de numere citit este: ");

for (int i = 0; i < tablouInt.length; i++)

System.out.println(tablouInt[i] + " ");

}

}

7/27/2010 28

package intrareiesire;import java.io.*;import java.util.StringTokenizer;/* citeste un sir de caractere il separa in elemente lexicale, folosind delimitatorul spatiu * si creaza un tablu de numere de tipul int */public class CitesteDate {

public static String citesteString() {BufferedReader br = new BufferedReader(

new InputStreamReader(System.in));try {return br.readLine();}catch(IOException ioe) {return null;}

}public static int citesteNrInt() {

try {return Integer.parseInt(citesteString());}catch(NumberFormatException nfe) {System.out.println("Nu este numar intreg. Se stocheaza valoarea 0.");return 0;}

}

7/27/2010 29

public static int [] citesteSeparaSir() {String sir = citesteString();StringTokenizer st = new StringTokenizer(sir);int[] tablou = new int[st.countTokens()];for (int i = 0; i < tablou.length; ++i){

try {tablou[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());}catch(NumberFormatException nfe) {System.out.println("Nu este numar intreg. Se stocheaza

valoarea 0.");tablou[i] = 0;}

}return tablou;

}}

7/27/2010 30

Despre fire de executie in JavaProgramarea calculatoarelor “traditionala” presupune existenta unui procesor; instructiunile unicului program sunt executate secvential de catre unicul procesor existent. Putem numi acest tip de programare ca fiind programare neconcurenta.

Calculatoarele moderne realizeaza, insa, atat prin resurse software cat si prin hardware, desfasurarea concomitenta a mai multor actiuni.

Un proces este un program de sine statator, care dispune de propriul sau spatiu de adrese. Un sistem de operare multitasking cu un singur procesor este capabil sa execute mai multe procese (programe) in acelasi timp, oferindu-le periodic un anumit numar de cicluri procesor, lasand astfel impresia ca fiecare proces se executa independent, in paralel cu altul.

Un fir de executie (“thread”) reprezinta o secventa de instructiuni din cadrul procesului (programului executabil). Firele de executie (“threads”) permit unui program sa execute mai multe parti (secvente de instructiuni) din el insusi in acelasi timp. Deci, un singur proces poate sa contina mai multe fire care se executa in mod concurent si interactioneaza (coopereaza) intre ele in timp. Putem numi acest tip de programare ca fiind programare concurenta.

7/27/2010 31

Un exemplu tipic de utilizare a firelor de executie il reprezinta un browser de Web care permite descarcarea unui numar de fisiere (fiecare operatie de descarcare reprezentand un fir de executie) timp in care, se poate sa se realizeze navigarea prin alte pagini (pe un alt fir de executie).

Un alt exemplu poate fi o aplicatie de procesare de texte. Aplicatia poate utiliza un fir de executie pentru a procesa intrarile de la tastatura ale utilizatorului, al doilea fir de executie verifica ortografia documentului si al treilea fir de executie salveaza periodic documentul utilizatorului intr-un fisier pe disc.

Firele de executie sunt asemanatoare cu procesele, in sensul ca pot fi executate independent si simultan, dar difera prin faptul ca nu implica un consum de resurse atat de mare ca acestea.

Daca pe sistemul gazda se afla mai multe procesoare atunci firele de executie din cadrul aplicatiei pot sa se execute pe procesoare diferite, realizand astfel un paralelism real.

Specificatiile limbajului Java definesc firele de executie ca facand parte din bibliotecile Java standard (pachetele java.lang.*).

Chiar daca aplicatia Java nu apeleaza la fire de executie, in fapt, exista automat doua astfel de fire: cel curent (firul de executie principal - metoda main() a aplicatiei Java) si cel folosit de colectorul de gunoaie.

7/27/2010 32

Observatie: Desi firele de executie dau impresia ca doua sau mai multe secvente de cod se executa in acelasi timp, in realitate, calculatorul poate sa execute numai unul dintre fire la un moment dat. Pentru a crea iluzia ca firele sunt executate simultan, Java comuta rapid controlul de la un fir la altul - fiecare fir executandu-se pentru scurt timp inainte de a trece controlul la un alt fir.

Crearea firelor de executie in Java

In Java se folosesc doua variante pentru a crea fire de executie:

- se foloseste clasa Thread din pachetul java.lang;

- se implementeaza interfata Runnable.

Derivarea din clasa Thread este cea mai simpla modalitate de a crea un fir de executie.

Cea mai importanta metoda a clasei Thread este run(). Prin redefinirea acestei metode se precizeaza instructiunile care trebuie executate de firul executie. Practic, metoda run() furnizeaza codul care va fi executat in paralel cu codul celorlalte fire de executie din cadrul programului.

Metoda start() predefinita in clasa Thread lanseaza executia propriu-zisa a firului de executie si apeleaza automat metoda run().

Nota: Daca nu se apeleaza metoda start() firul de executie nu va fi pornit niciodata.

7/27/2010 33

Deci, crearea unui fir de executie se realizeaza in 2 pasi astfel:

1. Se defineste o clasa (a firului de executie) care deriveaza clasa Thread in care se redefineste metoda run();

2. Se creaza obiectul de tipul clasei definite la pct. 1, cu ajutorul unui constructor adecvat si se apeleaza metoda start() pentru a lansa (porni) firul de executie care apeleaza automat si metoda run(); pasul 2 se realizeaza in metoda main() a aplicatiei Java.

Urmatorul program (TestThread.java) creaza 3 fire de executie, fiecare fir avand asociat un numar unic, generat cu ajutorul variabilei statice contorFir. In metoda run() se scade valoarea unui contor la fiecare executie a ciclului while, pana cand valoarea contorului ajunge la 0, moment in care metoda run() se incheie si firul de executie se termina. public class TestThread extends Thread {

private static int contorFir = 0;private int numarFir ; public TestThread() //constructorul clasei{

numarFir = ++contorFir ; System.out.println("Creez firul nr. " + numarFir);

}

7/27/2010 34

public void run() //contine instructiunile executate de fir {

int contorCiclu = 5; while(true) {

System.out.println("Fir nr. " + numarFir + "(" + contorCiclu + ")");

if(--contorCiclu == 0) {

return; }

} } public static void main(String[] args){

for(int i = 0; i < 3; i++) {

new TestThread().start(); // lanseaza firul de executie } System.out.println("Firele de executie au fost pornite.");

} }

7/27/2010 35

Iesirea afisata de program, care difera de la o executie la alta, este:

Creez firul nr. 1Creez firul nr. 2Creez firul nr. 3Fir nr. 1(5)Fir nr. 2(5)Fir nr. 1(4)Fir nr. 2(4)Fir nr. 1(3)Fir nr. 2(3)Fir nr. 1(2)Fir nr. 2(2)Fir nr. 1(1)Fir nr. 2(1)Firele de executie au fost pornite.Fir nr. 3(5)Fir nr. 3(4)Fir nr. 3(3)Fir nr. 3(2)Fir nr. 3(1)

Se observa ca firele de executie nu au fost executate in ordinea in care au fost create.

7/27/2010 36

Observatie: Ordinea in care procesorul ruleaza firele de executie este nedeterminata, cu exceptia situatiei in care se foloseste metoda setPriority() pentru a modifica prioritatea de executie a unui fir.

Implementarea interfetei Runnable reprezinta o modalitate mai eficienta de creare a unui fir de executie.

Toate clasele care implementeaza interfata Runnable trebuie sa implementeze metoda run() a acestei interfete.

Noul fir este lansat in executie tot cu ajutorul clasei Thread, care ofera un constructor avand ca parametru o instanta Runnable.

Aceasta modalitate de creare a unui fir de executie trebuie aleasa atunci cand clasa pe care o cream nu se poate deriva din clasa Thread, pentru ca extinde alta clasa.

7/27/2010 37

Deci, crearea unui fir de executie se realizeaza in 3 pasi astfel:

1. Se defineste o clasa (a firului de executie) care implementeaza interfata Runnable in care se defineste metoda run();

2. Se creaza obiectul de tipul clasei definite la pct. 1, cu ajutorul unui constructor adecvat; acest obiect creat de tip Runnable este folosit ca parametru la constructia obiectului de tip Thread, adica a firului de executie; apoi se apeleaza metoda start() a acestui obiect pentru a lansa (porni) firul de executie care apeleaza automat si metoda run() a obiectului creat de tip Runnable; pasul 2 se realizeaza in metoda main() a aplicatiei Java.

Programul urmator (TestRunnable.java) reprezinta varianta Runnable a programului TestThread.java prezentat deja. Diferentele sunt evidentiate mai ingrosat.public class TestRunnable implements Runnable {

private static int contorFir = 0;private int numarFir ; public TestRunnable() {

numarFir = ++contorFir ; System.out.println("Creez firul nr. " + numarFir);

}

7/27/2010 38

public void run(){

int contorCiclu = 5; while(true) {

System.out.println("Fir nr. " + numarFir + "(" + contorCiclu + ")");

if(--contorCiclu == 0) {

return; }

} } public static void main(String[] args) {

for(int i = 0; i < 3; i++) {

new Thread(new TestRunnable()).start(); } System.out.println("Firele de executie au fost pornite.");

} }

7/27/2010 39

Schimbarea prioritatii firelor de executie

Java creaza iluzia ca mai multe fire de executie ruleaza in acelasi timp, prin rapida comutare a controlului procesorului intre fire. In functie de scopul aplicatiei, se poate schimba prioritatea de procesare unui anumit fir care este data implicit de Java. In acest fel se poate determina care fir de executie urmeaza sa se ruleze.

Prioritatea firelor de executie furnizeaza o modalitate de a acorda unui fir un avantaj fata de alte fire care isi disputa timpul de procesare.

In Java, prioritatea unui fir de executie poate lua valori de la 1 la 10, unde 1 reprezinta cea mai joasa prioritate, iar 10 reprezinta prioritatea cea mai inalta.

De asemenea, Java defineste trei constante care pot fi utilizate pentru selectarea prioritatii firelor:

MIN_PRIORITY , care este egala cu 1;

NOM_PRIORITY , care este egala cu 5;

MAX_PRIORITY , care este egala cu 10.

Un fir de executie mosteneste de la firul parinte o prioritate implicita care este, de obicei, NOM_PRIORITY.

7/27/2010 40

Daca exista mai multe fire cu prioritate maxima, acestea sunt planificate dupa un algoritm round-robin. Firele de prioritate mai mica intra in executie doar atunci cand toate firele de prioritate mare sunt inactive.

Pentru a schimba prioritatea unui fir de executie se foloseste metoda setPriority() a clasei Thread.

Pentru a afla prioritatea unui fir de executie se foloseste metoda getPriority() a clasei Thread.

Programul urmator (TestPriority.java) arata modul in care se poate stabili prioritatea unui fir de executie. Programul creaza doua fire de executie minFir si maxFir si atribuie acestor obiecte prioritatea 1si respectiv prioritatea 10. Programul porneste apoi fiecare fir care executa o bucla afisand repetat numele firului respectiv. class UnFir extends Thread {

public UnFir(String nume) {super(nume);

} public void run() {

for(int i=0; i < 8; i++){

System.out.println(getName() + " " + i); } }

}

7/27/2010 41

public class TestPriority {public static void main(String[] args) {

UnFir minFir = new UnFir("Fir Min");UnFir maxFir = new UnFir("Fir Max");minFir.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);maxFir.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);minFir.start();maxFir.start();System.out.println("Firele de executie au fost pornite.");

} }

Nota:

1. Constructorul folosit pentru clasa UnFir este definit pe baza constructorului clasei Thread cu un parametru care are forma:

public Thread(String <nume_fir>) in care parametrul specifica numele firului de executie care se creaza.

2. Metoda getName() este mostenita de la clasa Thread si returneaza un sir de caractere care specifica numele firului de executie curent.

7/27/2010 42

Dupa executia programului pe ecranul calculatorului sunt afisate:Fir Max 0Fir Max 1Fir Max 2Fir Max 3Fir Max 4Fir Max 5Fir Max 6Fir Max 7Firele de executie au fost pornite.Fir Min 0Fir Min 1Fir Min 2Fir Min 3Fir Min 4Fir Min 5Fir Min 6Fir Min 7

Se observa ca firul cu prioritate mai inalta monopolizeaza iesirea la consola.

7/27/2010 1

Cuvinte importante:

- starile unui fir de executie: “fir nou creat”, “fir in executie”, “fir intrerupt”, “fir mort”;

- intreruperea unui fir de executie folosind metoda sleep();

- asteptarea terminarii unui fir de executie folosind metoda join();

- despre programarea concurenta;

- sincronizarea partajarii datelor intre firele de executie: inconsistenta la concurenta; sectiune critica; modificatorul synchronized, instructiunea synchronized; monitor;

- coordonarea firelor de executie prin asteptare: metodele wait(), notify() si notifyAll();

- starea de blocare circulara (deadlock);

- verificarea starii unui fir de executie folosind metoda isAlive().

7/27/2010 2

Starile unui fir de executieUn fir de executie se poate afla in Java in mai multe stari, in functie de ce se intampla cu el la un moment dat.

In timpul executiei aplicatiei Java, un obiect de tip Thread (fir de executie) poate fi in una din urmatoarele patru stari:

- “fir nou creat” (“new”);

- “fir in executie” (“runnable”);

- “fir intrerupt” (“not runnable”);

- “fir mort” (“dead”).

Atunci cand este creat folosind operatorul new, dar inainte de apelul metodei start(), firul se gaseste in starea “fir nou creat” (“runnable”). In aceasta stare, se pot apela, pentru firul de executie, doar metodele start() si stop().

Metoda start() lanseaza (“porneste”) firul in executie prin apelul metodei run().

Metoda stop() “omoara” firul de executie inca inainte de a fi “pornit”.

Orice alta metoda apelata in aceasta stare provoaca terminarea firului de executie prin generarea unei exceptii de tipul IllegalThreadStateException.

7/27/2010 3

In starea “fir in executie” (“runnable”) un fir executa codul din metoda sa run(). Metoda run() este partea principala a unui fir. Pentru a trece firul de la starea “fir nou creat” la starea “fir in executie” este necesar sa apelam metoda start().

Cand un fir de executie este inactiv, el se afla in starea “fir intrerupt”. Aceasta este o stare temporara. Un fir devine inactiv daca se apeleaza metodele sleep() sau wait(). De asemenea, firul intra in starea “fir intrerupt” si daca asteapta terminarea unei operatii de intrare/iesire de lunga durata, caz in care firul va intra din nou in starea “fir in executie” doar dupa terminarea acelei operatii.

Pe timpul in care firul de executie se afla in starea “fir intrerupt”, acesta nu este planificat deloc la controlul unitatii centrale, acesta fiind dat celorlalte fire de executie din aplicatie.

Starea finala a unui fir de executie este starea “fir mort”. Aceasta stare este pastrata pana la momentul in care obiectul este eliminat din memorie de mecanismul de colectare a gunoaielor.

Un fir intara in starea “fir mort” atunci cand metoda run() a firului de executie se incheie normal.

7/27/2010 4

Intreruprea unui fir de executie folosind metoda sleep()Metoda sleep(), inclusa in clasa Thread, se foloseste atunci cand se doreste ca firul de executie sa faca o pauza scurta intr-un interval de timp. Suspendarea executarii unui fir cu metoda sleep() reprezinta o modalitate de partajare a timpului de procesare.

Metoda sleep() are forma:

public static void sleep(<nr_milisecunde) unde:

- <nr_milisecunde> - specifica numarul de milisecunde pentru care se doreste intreruperea executiei firului.

Dupa trecerea intervalului specificat firul de executie va fi pornit din nou.

Metoda sleep() semnaleaza o exceptie de tipul InterruptedException care trebuie interceptata de metoda care a apelat-o printr-un bloc try … catch.

Programul urmator (TestSleep.java) ilustreaza modul de folosire a metodei sleep() pentru a intrerupe pe o perioada de 500 de milisecunde (o jumatate de secunda) firul de executie cu prioritate maxima. Programul creaza doua fire de executie minFir si maxFir si atribuie acestor obiecte prioritatea 1si respectiv prioritatea 10. Programul porneste apoi fiecare fir care executa o bucla afisand repetat numele firului respectiv.

7/27/2010 5

class UnFirNou extends Thread {public UnFirNou(String nume) {

super(nume); } public void run() {

for(int i=0; i < 8; i++) { System.out.println(getName() + " " + i); try {

sleep(500); }catch(InterruptedException ie) {

System.out.println("Se porneste jumatate de secunda mai tarziu"); }}

} }public class TestSleep {

public static void main(String[] args) { UnFirNou minFir = new UnFirNou("Fir Min");UnFirNou maxFir = new UnFirNou("Fir Max");minFir.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);maxFir.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);minFir.start();maxFir.start();System.out.println("Firele de executie au fost pornite.");

} }

7/27/2010 6

Dupa executia programului la consola se afiseaza:Fir Max 0Firele de executie au fost pornite.Fir Min 0Fir Max 1Fir Min 1Fir Max 2Fir Min 2Fir Max 3Fir Min 3Fir Max 4Fir Min 4Fir Max 5Fir Min 5Fir Max 6Fir Min 6Fir Max 7Fir Min 7

Se obseva ca datorita intreruperii firului cu prioritate maxima, firul de executie cu prioritate minima se poate executa in timpul intreruperii celui cu prioritate maxima.

7/27/2010 7

Asteptarea terminarii unui fir de executie folosind metoda join()Metoda join() este folosita in cazul in care un fir de executie porneste unul sau mai multe fire de executie iar acest fir trebuie sa astepte terminarea activitatilor firelor pe care le-a lansat inainte de a continua executia propriilor actiuni. In lipsa acestei metode, firul, care a lansat unul sau mai multe fire, isi continua activitatea in paralel cu firele pe care le-a pornit.

Metoda join(), inclusa in clasa Thread(), are forma:

public final void join()

Metoda face ca firul de executie care a lansat la randul sau un fir de executie sa astepte terminarea acestuia (fara precizarea duratei de timp) inainte de a trece la urmatoarea actiune prevazuta in activitatea lui (codul lui).

Metoda join() semnaleaza o exceptie de tipul InterruptedException care trebuie interceptata de metoda care a apelat-o printr-un bloc try … catch.

Programul urmator (TestJoin.java) ilustreaza modul de folosire a metodei join(). Firul principal (metoda main()) porneste trei fire de executie si asteapta terminarea executiei fiecarui fir pentru a executa ultima instructiune, care afiseaza la consola un mesaj. Acest program este o varianta a programului TestThread.java descris in lectia 10.

7/27/2010 8

class UnFirExec extends Thread {private static int contorFir = 0;private int numarFir ; public UnFirExec() {

numarFir = ++contorFir ; System.out.println("Creez firul nr. " + numarFir);

} public void run() {

int contorCiclu = 5; while(true) {

System.out.println("Fir nr. " + numarFir + "(" + contorCiclu + ")");

if(--contorCiclu == 0) { return; }

} }

}

7/27/2010 9

public class TestJoin {public static void main(String[] args) {

UnFirExec [] ob = new UnFirExec [3];System.out.println("Se pornesc firele de executie");for (int i=0; i<3; i++)

{ob[i] = new UnFirExec(); ob[i].start();try {ob[i].join();}catch(InterruptedException ie) {

System.out.println("Firul de executie principal asteapta terminarea"); }}

System.out.println("Firele de executie s-au pornit."); }

}

7/27/2010 10

Dupa executia programului la consola se afiseaza urmatoarele:Se pornesc firele de executieCreez firul nr. 1Fir nr. 1(5)Fir nr. 1(4)Fir nr. 1(3)Fir nr. 1(2)Fir nr. 1(1)Creez firul nr. 2Fir nr. 2(5)Fir nr. 2(4)Fir nr. 2(3)Fir nr. 2(2)Fir nr. 2(1)Creez firul nr. 3Fir nr. 3(5)Fir nr. 3(4)Fir nr. 3(3)Fir nr. 3(2)Fir nr. 3(1)Firele de executie s-au pornit.

7/27/2010 11

Daca nu s-ar fi folosit metoda join() pentru a permite mai intai terminarea executiei fiecarui fir lansat din firul principal si apoi continuarea executiei acestuia atunci rezultatul afisat la consola ar fi fost urmatorul:Se pornesc firele de executieCreez firul nr. 1Creez firul nr. 2Creez firul nr. 3Firele de executie s-au pornit.Fir nr. 1(5)Fir nr. 1(4)Fir nr. 1(3)Fir nr. 1(2)Fir nr. 1(1)Fir nr. 2(5)Fir nr. 2(4)Fir nr. 2(3)Fir nr. 2(2)Fir nr. 2(1)Fir nr. 3(5)Fir nr. 3(4)Fir nr. 3(3)Fir nr. 3(2)Fir nr. 3(1)

7/27/2010 12

Despre programarea concurentaAproape intotdeauna, executarea concurenta a mai multor fire de executie cere o anumita sincronizare si coordonare intre ele, deci sunt necesare anumite mecanisme care sa asigure sincronizarea si comunicarea intre fire.

Specificarea sincronizarii si coordonarii intre firele de executie constituie obiectul programarii concurente.

In cele mai des folosite cazuri, programarea concurenta se aplica atunci cand avem la dispozitie un singur procesor, care “aloca” firelor de executie intervale de timp de lucru aleatoare. Mai general, putem considera ca este folosit modelul aleator, care consta din repetarea ciclica, de catre un procesor fizic, a urmatoarelor actiuni :

- alege aleator unul dintre firele de executie;

- executa, un interval de timp aleator, instructiuni ale firului de executie respectiv.

Exemplele prezentate in lectia 10 demonstreaza cele mentionate mai sus.

Trebuie subliniat ca programarea concurenta rezerva o serie de surprize informaticianului obisnuit cu programarea secventiala. Prezentam in continuare cateva dintre ele si modul lor de rezolvare in Java.

7/27/2010 13

Sincronizarea partajarii datelor intre firele de executie. In cazul in care doua fire de executie au acces partajat la aceeasi variabila (adica ambele o pot consulta sau modifica) pot aparea rezultate ciudate daca aplicatia nu se ingrijeste de sincronizarea accesului firelor la aceea variabila.

Iata un exemplu care ilustreaza cele mentionate mai sus. Sa presupunem ca un sot si o sotie au fiecare o agenda de cheltuieli. Chiar daca fiecare este atent sa actualizeze propria sa agenda, daca nu se consulta intre ei, cheltuielile lor pot depasi veniturile. Pentru a elimina problema, este necesar ca ei sa aiba o singura agenda de cheltuieli si ambii sa aiba acces la agenda pe rand. Astfel, ei nu vor depasi suma din cont pentru ca ambi au grija sa tina la zi agenda pe rand.

Programul urmator(TestNesincronizare.java) ilustreaza lipsa de sincronizare intre doua fire de executie concurente. Programul lanseaza doua fire de executie care actualizeaza un cont bancar pe baza sumei de bani extrase, care este generata aleator. Fiecare fir de executie actualizeaza, pentru 10 extrageri din contul bancar, variabila sumaCont (suma de bani din contul bancar) si variabila cheltuieli (totalul sumei de bani extrase) in metoda de clasa extrageDinCont().

7/27/2010 14

class ContNesincronizat {private static int sumaCont = 1000;private static int cheltuieli = 0;public static void extrageDinCont(int vol) {

if (vol <= sumaCont) {

System.out.println("Suma extrasa din cont: " + vol);sumaCont -= vol;cheltuieli += vol;System.out.print("Suma in cont: " + sumaCont);System.out.println(", Total cheltuieli: " + cheltuieli);

}else

System.out. println("Suma ceruta este respinsa: " + vol);}

}

7/27/2010 15

Deoarece fiecare din cele doua fire au acces concurent la metoda extrageDinCont(), ordinea actualizarii, de catre cele doua fire de executie, a celor doua variabile mentionate in instructiunile:sumaCont -= vol;cheltuieli += vol;

nu poate fi prevazuta de programator (este aleatorie).

Sistemul de operare (sau masina virtuala Java) detine controlul complet asupra planificarii firelor de executie. In consecinta, nu se stie dinainte ce fir se va executa la un moment dat sau cat timp va fi executat un anumit fir de executie.

Astfel, valoarea variabilelor sumaCont si cheltuieli pot fi modificate de un fir, inainte ca acestea sa fi fost modificate de celalat fir si astfel in final sa rezulte valori eronate.

Listingul complet al aplicatiei Java TestNesincronizare.java, care evidentiaza problemele care pot aparea la partajarea accesului la aceeasi variabila, este prezentat in continuare.

7/27/2010 16

class ContNesincronizat {private static int sumaCont = 1000;private static int cheltuieli = 0;public static void extrageDinCont(int vol) {

if (vol <= sumaCont) {

System.out.println("Suma extrasa din cont: " + vol);sumaCont -= vol;cheltuieli += vol;System.out.print("Suma in cont: " + sumaCont);System.out.println(", Total cheltuieli: " + cheltuieli);

}else

System.out. println("Suma ceruta este respinsa: " + vol);}

}class FirExecNesincronizat extends Thread {

public void run() {for(int i=0; i<10; i++){ContNesincronizat.extrageDinCont((int) (Math.random() * 500));

}}

}

7/27/2010 17

public class TestNesincronizare {public static void main(String [] args) {

new FirExecNesincronizat().start();new FirExecNesincronizat().start();

}}

Dupa executia aplicatiei un posibil rezultat afisat la consola este:Suma extrasa din cont: 110Suma in cont: 890, Total cheltuieli: 110Suma extrasa din cont: 138Suma extrasa din cont: 340Suma in cont: 550, Total cheltuieli: 450Suma extrasa din cont: 412Suma in cont: 138, Total cheltuieli: 862Suma extrasa din cont: 138Suma in cont: 0, Total cheltuieli: 1000Suma ceruta este respinsa: 135Suma ceruta este respinsa: 280Suma ceruta este respinsa: 298Suma ceruta este respinsa: 70Suma ceruta este respinsa: 169

7/27/2010 18

Suma ceruta este respinsa: 211Suma ceruta este respinsa: 343Suma in cont: -138, Total cheltuieli: 1138Suma ceruta este respinsa: 223Suma ceruta este respinsa: 284Suma ceruta este respinsa: 168Suma ceruta este respinsa: 113Suma ceruta este respinsa: 309Suma ceruta este respinsa: 397Suma ceruta este respinsa: 461Suma ceruta este respinsa: 488

Se observa ca la un moment dat un fir de executie a actualizat variabila sumaContinainte de a se face actualizarea acestei variabile de catre celalat fir care s-a lansat inaintea lui.

Problema pusa in evidenta poarta denumirea de inconsistenta la concurenta (“race condition”).

Vom numi sectiune critica o secventa de instructiuni a caror executare trebuie sa se supuna urmatoarei reguli: in momentul in care un fir F incepe executarea primei instructiuni din secventa, nici un alt fir nu poate sa execute instructiuni din secventa inainte de terminarea executarii ultimei instructiuni din secventa de catre firul F. In aceste conditii spunem ca are loc o excludere reciproca (cel mult un fir se poate afla intr-o sectiune critica).

7/27/2010 19

Excluderea reciproca poate rezolva problema inconsistentei la concurenta a datelor partajate de mai multe fire.

Pentru a realiza excluderea reciproca, se folosesc doua facilitati oferite de limbajul Java:

- sincronizarea folosind metode declarate cu modificatorul synchronized;

- sincronizarea folosind instructiunea synchronized.

Sincronizarea folosind metode declarate cu modificatorul synchronized

Pentru a sincroniza partajarea datelor, se creaza o metoda de acces la variabilele partajate si se foloseste modificatorul synchronized in antetul metodei respective. Java va restrictiona accesul la metoda sincronizata pe un anumit obiect Ob, in asa fel incat un singur fir sa poata accesa metoda la un moment dat pe acel obiect Ob. Pentru celelalte fire accesul la metoda obiectului Ob este blocat. In momentul in care un fir termina de executat o metoda sincronizata pe obiectul Ob, atunci unul din firele de executie blocate va fi deblocat si va incepe efectiv invocarea metodei dorite.

7/27/2010 20

In Java se foloseste urmatoarea terminologie:

- obiectul Ob avand ca tip clasa C se numeste monitor;

- monitorul este liber daca nu este in curs de executie nici o metoda sincronizata a sa; in caz contrar, daca o metoda sincronizata a sa este in curs de executie, se spune ca monitorul este ocupat;

- daca un fir de executie invoca, prin intermediul monitorului Ob, o metoda sincronizata a clasei C si monitorul este ocupat, firul va fi blocat in multimea (de fire blocate) de asteptare asociata monitorului;

- daca un fir este in curs de a executa, prin intermediul obiectului Ob, o metoda sincronizata a clasei C, spunem ca el detine controlul (exclusiv) asupra monitorului;

- cand firul termina de executat metoda sincronizata, el pierde controlul asupra monitorului; daca multimea asociata monitorului este nevida, se alege “la intamplare” (in functie de implementarea concreta a planificarii procesorului) un fir din aceasta multime si acest fir trece la executarea metodei sincronizate pe care a incercat mai inainte sa o invoce; acum monitorul este din nou ocupat si noul fir este cel care detine controlul asupra monitorului.

7/27/2010 21

Programul urmator (TestSincronizare.java) ilustreaza modul in care s-a rezolvat “inconsistenta la concurenta” pentru exemplul prezentat in programul “TestNesincronizare.java” folosind o metoda de acces la date, sincronizata (metoda extrageDinCont).class ContSincronizat {

private static int sumaCont = 1000;private static int cheltuieli = 0;public static synchronized void extrageDinCont(int vol) {

if (vol <= sumaCont) {

System.out.println("Suma extrasa din cont: " + vol);sumaCont -= vol;cheltuieli += vol;System.out.print("Suma in cont: " + sumaCont);System.out.println(", Total cheltuieli: " + cheltuieli);

}else

System.out. println("Suma ceruta este respinsa: " + vol); }

}

7/27/2010 22

class FirExecSincronizat extends Thread {public void run() {

for(int i=0; i<10; i++){ContSincronizat.extrageDinCont((int) (Math.random() * 500));}

}}public class TestSincronizare {

public static void main(String [] args) {new FirExecSincronizat().start();new FirExecSincronizat().start();

} }

Sincronizarea folosind instructiunea synchronized

Sincronizarea cu ajutorul blocurilor synchronized este o alta tehnica folosita pentru asigurarea consistentei la concurenta pentru mai multe fire de executie. Cu ajutorul blocurilor synchronized se realizeaza serializarea (secventializarea) accesului la o anumita secventa de cod din cadrul unei metode, a mai multor fire de executie.

Aceasta tehica se aplica mai ales atunci cand avem in aplicatie metode complexe, care realizeaza multe calcule, si doar o mica portiune din ele este susceptibila de inconsistenta la concurenta. Folosind blocuri synchronized creste viteza de executie a aplicatiei intrucat metodele sincronizate sunt mai lente.

7/27/2010 23

Pe de alta parte, metodele sincronizate nu pot fi folosite in orice situatie. De exemplu, tablourile Java nu dispun de metode, cu atat mai putin de metode sincronizate. Exista totusi multe cazuri in care se doreste ca accesul la elementele unui tablou sa fie sincronizat pentru doua sau mai multe fire.

Instructiunea synchronized are urmatoarea sintaxa:

synchronized (<nume_obiect>){

<instructiue>;…

}

unde:

- <nume_obiect> - specifica o variabila referinta care este numele unui obiect sau unui tablou Java.

Programul urmator (TestBlocSinc.java) este o varianata a programului prezentat ca exemplu de folosire a metodelor sincronizate (TestSincronizare.java). In aceasta varianta de aplicatie, clasa ContSincronizat si metoda sincronizata aferenta extrageDinCont() a fost scoasa din aplicatie, iar blocul de instructiuni al acestei metode a fost introdus in metoda run() (a clasei FireExecSinc) sub forma unui bloc sincronizat (folosind instructiunea synchronized)

7/27/2010 24

class FirExecSinc extends Thread {private static Integer sumaCont = new Integer(1000);private static int cheltuieli = 0;static {

System.out.println("Suma initiala in cont: " + sumaCont);}public void run() {

int vol;for(int i=0; i<10; i++){

vol = (int) (Math.random() * 500);synchronized(sumaCont){

if (vol <= sumaCont.intValue()) {System.out.println("Suma extrasa din cont: " + vol);sumaCont = new Integer(sumaCont.intValue() -vol);cheltuieli += vol;System.out.print("Suma in cont: " + sumaCont.intValue());System.out.println(", Total cheltuieli: " + cheltuieli);}

elseSystem.out. println("Suma ceruta este respinsa: " + vol);

}}}}

7/27/2010 25

public class TestBlocSinc {public static void main(String [] args) {

new FirExecSinc().start();new FirExecSinc().start();

}}

Dupa executia programului la consola sunt afisate urmatoarele rezultate:Suma initiala in cont: 1000Suma extrasa din cont: 59Suma in cont: 941, Total cheltuieli: 59Suma extrasa din cont: 147Suma in cont: 794, Total cheltuieli: 206Suma extrasa din cont: 357Suma in cont: 437, Total cheltuieli: 563Suma extrasa din cont: 337Suma in cont: 100, Total cheltuieli: 900Suma extrasa din cont: 95Suma in cont: 5, Total cheltuieli: 995Suma ceruta este respinsa: 75Suma ceruta este respinsa: 116Suma ceruta este respinsa: 464Suma ceruta este respinsa: 491

7/27/2010 26

Suma ceruta este respinsa: 11Suma ceruta este respinsa: 433Suma ceruta este respinsa: 47Suma ceruta este respinsa: 31Suma ceruta este respinsa: 405Suma ceruta este respinsa: 328Suma ceruta este respinsa: 434Suma ceruta este respinsa: 100Suma ceruta este respinsa: 152Suma ceruta este respinsa: 237Suma ceruta este respinsa: 314

Coordonarea firelor de executie prin asteptare. Metodele wait() si notify()Firele de executie din cadrul unei aplicatii Java sunt adeseori interdependente; un fir de executie poate sa depinda de un alt fir de executie care trebuie sa incheie o anumita operatie sau sa satisfaca o cerere.

Exista foarte multe situatii in care este util sa coordonam doua sau mai multe fire de executie.

Cazul clasic de coordonare a doua fire de executie este problema “producator/consumator”, in care producatorul si consumatorul partajeaza date comune, unul producand date care sunt consumate de celalalt.

7/27/2010 27

De exempu, sa presupunem ca am ajuns in fata ferestrei unui restaurant fast-food si cerem o comanda. Daca comanda nu este gata, trebuie sa asteptam. Daca au fost facute deja cinci comenzi, vanzatorul nu poate da comanda facuta primului sosit ci trebuie sa astepte sosirea clientului care are comanda pregatita. De asemenea si noi trebuie sa asteptam sosirea clientului care are comanda pregatita. In acest caz, consumatorul (adica noi) si producatorul (adica vanzatorul) se asteapta unul pe celalalt pana la venirea clientului pentru care este pregatita comanda.

Sa presupunem ca intr-o aplicatie Java exista un fir de executie care trebuie sa creeze (produca) date stocate in anumite variabile si un al doilea fir care trebuie sa le prelucreze (consume). Firele trebuie sa utilizeze un protocol similar cu cel descris mai sus. Firul consumator asteapta (wait) producerea unui eveniment (crearea de date) iar firul producator notifica (notify) producerea acelui eveniment.

Cuvintele wait si notify sunt folosite in Java ca nume de metode care se apeleaza pentru a coordona firele de executie. Acestea sunt metode publice ale clasei radacina Object.

7/27/2010 28

Metodele de coordonare a firelor de executie

Metodele folosite au urmatoarele forme:

final void wait()

final void wait(long <t>)

final void notify()

final void notifyAll()

unde : <t> - timpul de asteptare exprimat in milisecunde.

Toate aceste metode trebuie sa fie apelate din interiorul unei metode sincronizate sau a unui bloc sincronizat.

Firele de executie sunt de obicei coordonate folosind conceptul de conditie sau variabila conditionala. O conditie reprezinta o stare sau un eveniment fara de care firul nu poate continua executia. In Java, acest model este exprimat in general sub forma:

while(! <conditia_de_continuare_executie>){

wait();}

7/27/2010 29

Efectul folosirii acestui model de coordonare este urmatorul:

- La inceput, se verifica daca variabila conditionala este adevarata. Daca da, nu este necesar sa se astepte. In cazul in care conditia nu este inca adevarata, se apeleaza metoda wait().

-Cand asteptarea (wait()) se incheie (fie pentru ca firul a fost notificat cu metoda notify() sau notifyAll() de catre un alt fir, fie pentru ca a expirat timpul de asteptare precizat in parametrul <t>) se verifica din nou conditia pentru a ne asigura ca a devenit adevarata. Trebuie precizat ca, daca suntem siguri ca variabila conditionala a devenit adevarata, putem inlocui ciclul while cu un simplu if.

Apelul metodei wait() pe un obiect opreste temporar (suspenda) firul de executie curent pana cand un alt fir apeleaza metoda notify() pe acelasi obiect. Metoda notify() informeaza firul, care asteapta, ca s-a produs un eveniment care ar putea schimba conditia de asteptare.

Metoda wait() are si o varianta cu un parametru, interpretat ca perioada de expirare a asteptarii (timeout) masurata in milisecunde. Aceasta varianata este folosita cand nu dorim sa asteptam la infinit producerea unui anumit eveniment.

Metoda notifyAll() difera de notify() prin aceea ca “trezeste” toate eventualele fire din multimea de asteptare asociata monitorului (obiectului) care a invocat metoda notifyAll().

7/27/2010 30

Metodele wait(), notify() si notifyAll() pot fi apelate doar daca firul de executie curent detine controlul asupra monitorului (obiectului) pe care sunt apelate.

Pentru a nu se crea confuzie, trebuie de precizat ca metoda wait() elibereaza temporar monitorul dupa ce a fost apelata si obtine din nou controlul asupra monitorului inainte de a se incheia apelul ei. Astfel, metoda wait() permite si altor fire de executie sa detina controlul asupra aceluiasi monitor si sa apeleze metoda notify() sau notifyAll().

Toate metodele de coordonare a firelor de executie genereaza exceptia IllegalMonitorStateException, daca firul curent nu detine controlul asupra monitorului reprezentat de obiectul curent.

De asemenea, toate metodele de coordonare genereaza exceptia InterruptedException. Aceasta exceptie se genereaza atunci cand se apeleaza metoda interrupt() a clasei Thread.

Limbajul Java ofera posibilitatea de a intrerupe asteptarea de orice natura (wait, sleep, join) a unui fir de executie prin generarea unei exceptii de tipul InterruptedException intr-un alt fir de executie, folosind metoda interrupt(). Aceasta metoda este utilizata pentru “a trezi” firele de executie aflate in asteptare in cadrul metodelor wait(), sleep() etc.

7/27/2010 31

Urmatorul exemplu (TestWaitNotify.java) prezinta un fir producator si un fir consumator utilizand metodele wait() si notify(). Aplicatia simuleaza o unitate in care se produce o cantitate de marfa care apoi este cumparata de catre un consumator.

Daca cantitatea de marfa exista in unitate (este diferita de zero) atunci producatorul asteapta cumpararea ei de catre un consumator. Daca nu exista, atunci producatorul fabrica o anumita cantitate de marfa.

Pe de alta parte, daca cantitatea de marfa ceruta nu exista in unitate (este egala cu zero) atunci consumatorul asteapta ca ea sa fie produsa. Daca exista, atunci ea este cumparata de consumator.

Pentru rezolvarea acestei probleme in aplicatia TestWaitNotify.java s-au definit doua clase:

- clasa ConsumatorProducator - clasa centrala care ofera doua metode consuma() si produce() pentru a cumpara marfa produsa (simulata prin atribuirea valorii 0 pentru variabila marfa) si respectiv pentru a produce marfa (simulata prin atribuirea valorii variabilei vol pentru variabila marfa); in cadrul acestor doua metode s-au folosit metodele wait() cu o conditie de asteptare si notify();

- clasa FirConsProd – clasa care implementeaza cele doua fire de executie Consumator si respectiv Producator in functie de parametrii oferiti constructorului clasei.

7/27/2010 32

public class TestWaitNotify {public static void main(String [] args) {

ConsumatorProducator unConsProd = new ConsumatorProducator();new FirConsProd(unConsProd, "Consumator").start();System.out.println("Firul Consumator lansat");new FirConsProd(unConsProd, "Producator").start();System.out.println("Firul Producator lansat");

} }class ConsumatorProducator {

private int marfa = 0;public synchronized void consuma() {

int temp;while(marfa == 0){

System.out.println("Consumator in asteptare");try {

wait();}catch(InterruptedException ie) {}

}temp = marfa;marfa = 0;System.out.println("Marfa consumata " + temp);notify();

}

7/27/2010 33

public synchronized void produce(int cantitate) {while(marfa !=0){

System.out.println("Producator in asteptare");try {

wait();}catch (InterruptedException ie) {}

}marfa = cantitate;notify();System.out.println("Marfa produsa " + marfa);

}}class FirConsProd extends Thread {

private boolean producator = false;private ConsumatorProducator consProd;public FirConsProd(ConsumatorProducator cp, String tip ) {

consProd = cp;if(tip.equals("Producator"))

producator = true;}

7/27/2010 34

public void run() {for(int i = 0; i < 10; i++){

if(producator)consProd.produce((int)(Math.random() * 10) + 1);

elseconsProd.consuma();

}} }

Dupa executia programului un posibil rezultat afisat la consola este:Firul Consumator lansatConsumator in asteptareFirul Producator lansatMarfa produsa 8Producator in asteptareMarfa consumata 8Consumator in asteptareMarfa produsa 10Producator in asteptareMarfa consumata 10Marfa produsa 10Producator in asteptareMarfa consumata 10

7/27/2010 35

Consumator in asteptareMarfa produsa 7Producator in asteptareMarfa consumata 7Consumator in asteptareMarfa produsa 8Producator in asteptareMarfa consumata 8Consumator in asteptareMarfa produsa 4Producator in asteptareMarfa consumata 4Consumator in asteptareMarfa produsa 7Producator in asteptareMarfa consumata 7Consumator in asteptareMarfa produsa 9Marfa consumata 9Marfa produsa 4Marfa consumata 4Marfa produsa 3Marfa consumata 3

7/27/2010 36

Starea de blocare circulara (deadlock)

Blocarea circulara, numita uneori si “imbratisare mortala” este unul dintre evenimentele cele mai grave care pot sa apara intr-un mediu multi-fir. De aceea programatorii trebuie sa fie atenti pentru a-l evita.

O blocare circulara este o situatie in care doua sau mai multe fire de executie sunt blocate in asteptarea unei resurse si nu pot continua executia. In aceasta situatie doua sau mai multe fire de executie asteapta indeplinirea unei conditii iar aceasta nu este niciodata satisfacuta.

Pentru a preveni starea de blocare circulara este indicat sa serializam (sa secventializam sa sa sincronizam) nu numai resursele, dar si procesul de procurare a acestor resurse. Aceasta va impiedica asteptarea de catre mai multe fire a unei resurse comune.

Verificarea starii unui fir de executieLa inceputul acestei lectii au fost descrise cele patru stari ale unui fir de executie.

Pentru a verifica starea unui fir in cadrul aplicatiei Java, se utilizeaza metoda isAlive() a clasei Thread. Daca firul este in starea “fir in executie” (runnable) sau “fir intrerupt” (not runnable), metoda isAlive() returneaza valoarea true, iar daca firul este in starea “fir nou creat” (new) sau “fir mort” (dead), metoda isAlive() returneaza valoarea false.

7/27/2010 37

Urmatorul program (TestStareFir.java) ilustreaza modul de folosire a metodei isAlive():class UnFirDeTest extends Thread{

public void run() {System.out.println("Intru in metoda run()");for (int i = 0; i < 10; i++){

System.out.println("Ma pregatesc sa dorm");try {sleep(500);}catch (InterruptedException ie) {}

}}

}public class TestStareFir {

public static void main(String [] args) {UnFirDeTest fir = new UnFirDeTest();System.out.println("Starea firului este: " + fir.isAlive() + " adica new");fir.start();System.out.println("Firul este lansat in executie");System.out.println("Starea firului este: " + fir.isAlive() + " adica runnable");

}}

7/27/2010 38

Dupa executia programului un posibil rezultat afisat la consola este:

Starea firului este: false adica newIntru in metoda run()Ma pregatesc sa dormFirul este lansat in executieStarea firului este: true adica runnableMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dormMa pregatesc sa dorm

27/07/2010 1

Cuvinte importante:

-pachete Java folosite pentru crearea unei interfete grafice utilizator: AWT, Swing

-folosirea mediului de dezvoltare IDE – NetBeans pentru proiectarea interfetei utilizator: instrumente NetBeans, crearea ferestrei aplicatiei; moduri de pozitionare a componentelor grafice in fereastra aplicatiei; componente grafice AWT si Swing;

- tratarea evenimentelor: tipuri de evenimente; clase Java specifice tipurilor de evenimente; tipuri de interceptori de evenimente (listener); inregistrarea unui obiect a clasei interceptoare ca administrator al unui eveniment; folosirea claselor abstracte <tip_eveniment>Adapter si a claselor anonime pentru tratarea evenimentelor; utilizarea IDE - NetBeans pentru tratarea evenimentelor.

27/07/2010 2

Pachete Java folosite pentru crearea unei interfete grafice utilizatorInterfata grafica a unei aplicatii Java (GUI) este folosita pentru a permite, intr-o forma “prietenosa”, interactiunea dintre utilizator si obiectele grafice de pe ecran. Un obiect grafic “asteapta” sa fie executata o actiune asupra sa (clic de mouse, apasarea unei taste etc), pentru “a raspunde” cu executarea unui anumit cod. De fapt, se asteapta declansarea unui eveniment (clic de mouse pe obiect, apasarea unei taste intr-o cutie de text etc) pentru ca aplicatia “sa raspunda” intr-un mod prevazut de programator.

Limbajul Java pune la dispozitia programatorilor o mare varietate de facilitati de elaborare si prelucrare a interfetelor grafice utilizator.

In prezent, Java ofera doua tehnologii de creare a unei interfete grafice utilizator:

- AWT (Abstract Windowing Toolkit) - este API-ul initial pus la dispozitie incepand cu primele versiuni de Java; toate componentele AWT fac parte din pachetul java.awt;

- Swing – este parte a proiectului JFC (Java Foundation Classes) (creat in urma colaborarii dintre Sun Netscape si IBM); Swing foloseste aceeasi infrastructura de clase ca si AWT extinzand functionalitatea acestuia; pachetul “swing” a fost integrat incepand cu versiunea 2 a Java; toate componentele Swing fac parte din pachetul javax.swing.

27/07/2010 3

Nota: Este de preferat ca interfetele-utilizator Java sa fie create folosind tehnologia Swing, deoarece include mai multe facilitati; insa nu se poate renunta complet la tehnologia AWT deoarece aici exista clase esentiale, folosite si in tehnologia Swing.

Crearea unei aplicatii Java cu interfata grafica se desfasoara in doua etape:A. Realizarea design-ului interfetei grafice, care inseamna:

- crearea unei suprafete de afisare (cum ar fi o fereastra) pe care vor fi asezate obiectele grafice (componentele) care servesc la comunicarea cu utilizatorul (butoane, casete pentru editarea textelor, liste, etc);

- crearea si asezarea componentelor pe suprafata de afisare la pozitiilecorespunzatoare.

B. Realizarea functionalitatii interfetei grafice, care inseamna:

- definirea unor metode de tratare a diferitelor tipuri de evenimente, metode care sunt apelate cand utilizatorul interactioneaza cu obiectele grafice (componentele) ale interfetei;

- ”ascultarea” (interceptarea sau listener) diferitelor tipuri de evenimente, generate ın momentul interactiunii obiectelor grafice cu utilizatorul, si executarea actiunilor corespunzatoare, asa cum au fost ele definite in metodele de tratare.

27/07/2010 4

Realizarea design-ului interfetei utilizator. Folosirea mediului de dezvoltare IDE – NetBeans pentru proiectarea interfetei utilizatorIDE-NetBeans este un mediu de dezvoltare pentru aplicatii informatice Java.

IDE-NetBeans este format dintr-o suita de instrumente care sprijina programatorul in realizarea unei aplicatii informatice Java.Instrumentele principale ale mediului de dezvoltare NetBeans, folosite pentru proiectarea interfetei utilizator sunt urmatoarele:

- Proiectorul interfetei grafice (fereastra Design) reprezinta zona principala de lucru, in care se proiecteaza ferestrele de interfata-utilizator si obiectele grafice (componente AWT si Swing, meniuri) care sunt plasate in aceste ferestre.

- Fereastra de instrumente grafice (fereastra Palette) contine reprezantari grafice ale componentelor AWT si Swing.

- Fereastra de proprietati (fereastra Properties) contine trei categorii de informatii despre o componenta grafica, selectata la un moment dat, categorii evidentiate prin trei etichete pozitionate in antetul ferestrei:

a) eticheta “Properties” – descrie caracteristici referitoare la aspectul componentei (culoare, dimensiune, texte afisate pe componenta respectiva, culoare etc);

b) eticheta “Events” – descrie metodele pentru tratarea evenimentelor a caror sursa este componenta selectata;

27/07/2010 5

c) eticheta “Code” – se foloseste pentru a insera cod propriu in metoda initComponent() generata automat de NetBeans sau in orice alta parte a programului unde NetBeans genereaza automat cod; de asemenea se foloseste si pentru a modifica secvente de cod generate automat cu NetBeans pentru componenta selectata;

- Fereastra de cod (fereastra Source) contine codul Java al aplicatiei informatice; in aceasta fereastra sunt zone de cod care sunt generate automat de NetBeans (si ele nu pot fi modificate decat cu ajutorul ferestrei Properties) si sunt zone de cod in care programatorul poate insera, modifica sau sterge instructiunii proprii;

- Fereastra de navigare printre componentele grafice ale interfetei (fereastra Inspector) permite vizualizarea tuturor componentelor grafice ale interfetei utilizator; de asemenea permite si selectia componentei respective in fereastra Design;

- Fereastra de navigare in structura proiectului permite vizualizarea tuturor pachetelor, fisierelor, bibliotecilor etc ce formeaza aplicatia, intr-o structura arborescenta. Navigarea prin aceasta structura se realizeaza la fel ca in Windows Explorer, iar deschiderea fisierelor are loc prin dublu-clic pe numele lor. Aceasta fereastra permite gestionarea rapida a componentelor aplicatiei (modificare, adaugare sau stergere).

27/07/2010 6

Crearea ferestrei aplicatiei informatice

Pentru crearea ferestrei aplicatiei informatice se procedeaza astfel:

1. Se creaza un proiect, prin metoda cunoscuta deja;

2. Se alege optiune New din meniul File si pe ecran apare fereastra “New File”.

In aceasta fereastra se extinde (cu clic pe semnul “+”) elementul “Java GUI Forms” din caseta “Categories”, si se alege elementul “AWT Forms” daca se doreste proiectarea unei interfete utilizator folosind tehnologia AWT (crearea unei ferestre de tip Frame).

Daca se doreste proiectarea unei interfete utilizator folosind tehnologia Swing (crarea unei ferestre de tip JFrame) nu este necesar sa se extinda elementul “AWT Forms”.

Apoi, in caseta “File Types” se alege elementul “Frame Form” pentru fereastra AWT sau “JFrame Form” pentru fereastra Swing.

3. Stabilirea numelui ferestre de tip Frame in varianta AWT sau JFrame in varianta Swing si a locului acesteia in cadrul proiectului.

De fapt, NetBeans creaza un nou fisier cu extensia .java care contine codul initial pentru o clasa, cu numele precizat in caseta “Class Name”, care extinde clasa Frame (ATW) sau JFrame (Swing).

27/07/2010 7

Pasul 2 – alegerea tipului de fereastra AWT sau Swing pentru interfata-utilizator

27/07/2010 8

Pasul 3 – stabilirea numelui ferestre de tip Frame sau JFrame si a locului acesteia in cadrul proiectului

27/07/2010 9

Dupa terminarea procedurii de creare a ferestrei aplicatiei ecranul de lucru arata ca in figura de mai jos:

27/07/2010 10

Dupa crearea ferestrei aplicatiei informatice mediul NetBeans ne permite sa lucram in doua moduri:

- modul de lucru “Source” – folosit pentru a edita (inserare de, modificare de, stergere de) cod;

- modul de lucru “Design” – folosit pentru a insera, modifica sau sterge componente grafice elementare, in fereastra aplicatiei, precum si pentru a modifica proprietati sau a trata evenimente specifice fiecarei componente a ferestrei.

Vom detalia cateva aspecte legate de modul de lucru “Design”

Stabilirea modului de pozitionare a componentelor grafice pe suprafata de afisare (fereastra aplicatiei) folosind modul de lucru “Design”

Mediul NetBeans permite mai multe moduri de pozitionare si adaugare a componentelor grafice in fereastra aplicatiei. Dupa crearea ferestrei aplicatiei mediul NetBeans stabileste schita de asezare si adaugare la tipul BorderLayout, care este putin utilizat. Descrierea acestei schite se va face in cursul urmator.

27/07/2010 11

Pentru modificarea schitei de asezare a componentelor grafice in fereastra aplicatiei se procedeaza astfel:

- se intra in fereastra Inspector si se alege componenta “Frame” sau “JFrame”

- se executa clic cu butonul drept al mouse-ului si din meniul contextual, care apare, se alege optiunea Set Layout apoi, se alege tipul de schita dorit, cum ar fi: Free Design, AbsoluteLayout, BoxLayout, CardLayout, FlowLayout, GridLayout, GridBagLayout, NullLayout. Este de preferat sa se aleaga Free Design care este cel mai usor de folosit si permite programatorului sa aseze componentele in mod liber cum doreste el.

Folosirea componentelor grafice din fereastra Palette a mediului NetBeans

In folosirea componentelor grafice din fereastra Palette trebuie sa se aiba in vedere tehnologia folosita pentru crearea ferestrei aplicatiei. Daca fereastra aplicatiei a fost creata cu AWT, atunci se vor adauga in aceasta numai componente AWT iar daca fereastra aplicatiei a fost creata cu Swing, atunci se vor adauga numai componente Swing.

Swing foloseste aceeasi infrastructura de clase ca si AWT, ceea ce permite folosirea combinata a componentelor Swing si AWT in aceeasi interfata utilizator. Totusi, in unele cazuri este posibil ca aceste doua tipuri de componente sa nu fie reprezentate corect in cadrul containerului. Pentru evitarea problemelor, cel mai bine este sa folosim exclusiv un singur sistem de componente grafice.

27/07/2010 12

Componentele AWT din fereastra Palette sunt reprezentate in figura de mai jos:

Componentele Swing din fereastra Palette sunt reprezentate in figura de mai jos:

27/07/2010 13

Realizarea functionalitatii interfetei grafice. Tratarea evenimentelorCand se lucreaza cu o interfata grafica, o actiune a utilizatorului asupra unei componente grafice declanseaza (genereaza) un eveniment.

Exemple de evenimente sunt: apasarea unui buton, modificarea textului intr-un control de editare, inchiderea sau redimensionarea unei ferestre, etc.

In Java, un eveniment este un obiect al unei clase cu un nume de forma:

<tip>Event, in care <tip> reprezinta tipul evenimentului.

In Java, o componenta care genereaza un eveniment se mai numeste si sursa evenimentului (event source).

In Java, interceptarea unui eveniment generat de o componenta a interfetei grafice se realizeaza prin intermediul unui obiect (interceptor sau care trateaza evenimentul) al unei clase interceptoare (listener) care implementeaza o interfata cu un nume de forma <tip_eveniment>Listener sau extinde o clasa abstracta cu un nume de forma <tip_eveniment>Adapter.

Utilizator (actiune)

Componenta (genereaza un eveniment)

Interceptor de tip Listener (intercepteaza si trateaza un eveniment)

27/07/2010 14

Tipuri de evenimente

Un eveniment este un obiect al unei clase <tip>Event din urmatoarea ierarhie de clase Java:

Principalele tipuri de evenimente definite cu ajutorul claselor <tip>Event sunt descrise in urmatorul tabel:

Object

EventObject (din pachetul java.util)

AWTEvent (din pachetul java.awt)

<tip>Event (din pachetul java.awt.event)

<tip>Event (din pachetul java.awt.event)

…

27/07/2010 15

Clase specifice tipurilor de evenimente

Tipurile de evenimente apar in situatii ca:

ActionEvent Actiuni asupra unei componente elementare (buton, etc)

AdjustmentEvent Actiuni asupra unei componente de tip Scrollbar

ConponentEvent Deplasari, redimensionari, ascunderi (componenta devine invizibila)

ContainerEvent Adaugare, stergere de componente pe container

FocusEvent Obtinerea/pierderea controlului asupra tastaturii

ItemEvent Selectia sau deselectia de componente (liste, casute de optiuni etc)

KeyEvent Apasarea sau eliberarea unei taste

MouseEvent Actiuni de mouse: clic, apasare, eliberare, iesire/intrare in componenta

MouseMotionEvent Miscare mouse, tarare (drag) mouse

TextEvent Modificarea textului din componenta

WindowEvent Inchidere sau minimizare/maximizare ferestre

Clase Java specifice tipurilor de evenimente

27/07/2010 16

Tipuri de interceptori de evenimente (listener)

O clasa interceptoare de evenimente (listener) poate fi orice clasa care specifica in declaratia sa ca doreste sa intercepteze (sa trateze) evenimente de un anumit tip.

Pentru a deveni o clasa interceptoare a unui eveniment de un anumit tip, clasa respectiva trebuie sa implementeze (cuvantul-cheie implements) o interfata specifica pentru tratarea tipului de eveniment (interfata care este un tip de interceptor) si care are un nume de forma <tip_eveniment>Listener.

De exemplu, pentru interceptarea evenimentelor de tip MouseEvent, clasa respectiva trebuie sa implementeze interfata MouseListener etc.

Interfetele <tip_eveniment>Listener se gasesc in pachetul java.awt.Event si sunt derivate din clasa EventListener care face parte din pachetul java.util.

Fiecare interfata <tip_eveniment>Listener declara una sau mai multe metode care vor trebui sa fie implementate in clasa interceptoare si care vor fi apelate automat la aparitia unui eveniment.

27/07/2010 17

De exemplu:

class TrateazaButoane implements MouseListener {public void mouseClincked(MouseEvent me) {// Metoda interfetei MouseListener...}}

class TrateazaCaseteText implements TextListener {public void textValueChanged(TextEvent te) {// Metoda interfetei TextListener...}}

Metodele din interfetele <tip_eveniment>Listener sunt declarate sub forma:

public void nume_metoda (<tip>Event e)

unde:

- nume_metoda – corespunde unui “subeveniment” al evenimentului identificat prin <tip>.

27/07/2010 18

De exemplu, un eveniment de tipul MouseEvent, care corespunde generic actionarii cu butoanele mouse-ului asupra unei componente, are ca “subevenimente” : clicul (apasarea si eliberarea), apasarea si eliberarea unui buton al mouse-ului, precum si intrarea si iesirea din componenta. Pentru fiecare “subeveniment” este prevazuta o metoda in interfata MouseListener, de forma:

void mouseClincked(MouseEvent e) void mousePressed(MouseEvent e)void mouseReleased(MouseEvent e)void mouseEntered(MouseEvent e)void mouseExited(MouseEvent e)

Intrucat o clasa poate implementa oricate interfete, ea va putea sa intercepteze (sa trateze) evenimente de mai multe tipuri:

class Interceptor implements MouseListener, TextListener {public void mouseClincked(MouseEvent me) { //Metoda interfetei MouseListener...}public void textValueChanged(TextEvent te) {//Metoda interfetei TextListener...}}

27/07/2010 19

Urmatorul tabel prezinta principalele tipuri de interceptori (interfetele specifice tratarii tipului de eveniment) si sursele evenimentelor (clasele din pachetul java.awtcare definesc componente AWT Java adica obiecte vizuale):

Tip de interceptor asociat unui tip de eveniment

Sursa evenimentelor (clase care definesc componente AWT)

ActionListener List (caseta cu lista), Button (buton de comanda), TextField (camp de text), MenuItem (optiuni de meniu)

AdjustmentListener Scrollbar (bara de defilare)

ComponentListener Component (orice componenta a interfetei grafice)

ContainerListener Container (o componenta care contine alte componente)

FocusListener Component

ItemListener Checkbox (caseta de validare), List, Choice (caseta combinata), CheckboxMenuItem(caseta de validare a unei optiuni de meniu)

KeyListener Component

MouseListener si MouseMotionListener

Component

TextListener TextField, TextArea (arie de text)

WindowListener Window

27/07/2010 20

Orice instanta a unei clase care intercepteaza (trateaza) un eveniment de un anumit tip trebuie sa implementeze obligatoriu metodele interfetei corespunzatoare <tip_eveniment>Listener.

Tabelul de mai jos prezinta, pentru fiecare interfata <tip_eveniment>Listener, metodele puse la dispozitie si care trebuie implementate de clasa interceptoare de evenimente.Interfata implementata de clasa interceptoare (care trateaza tipul de eveniment)

Metodele interfetei

ActionListener actionPerformed(ActionEvent e)

AdjustmentListener adjustmentValueChanged(AdjustmentEvent e)

ComponentListener componentHidden(ComponentEvent e) componentMoved(ComponentEvent e)componentResized(ComponentEvent e)componentShown(ComponentEvent e)

ContainerListener componentAdded(ContainerEvent e)componentRemoved(ContainerEvent e)

FocusListener focusGained(FocusEvent e)focusLost(FocusEvent e)

ItemListener itemStateChanged(ItemEvent e)

27/07/2010 21

Interfata implementata de clasa interceptoare (care trateaza tipul de eveniment)

Metodele interfetei

KeyListenerkeyPressed(KeyEvent e)keyReleased(KeyEvent e)keyTyped(KeyEvent e)

MouseListener mouseClicked(MouseEvent e)mouseEntered(MouseEvent e)mouseExited(MouseEvent e)mousePressed(MouseEvent e)mouseReleased(MouseEvent e)

MouseMotionListener mouseDragged(MouseEvent e)mouseMoved(MouseEvent e)

TextListener textValueChanged(TextEvent e)

WindowListener windowActivated(WindowEvent e)windowClosed(WindowEvent e)windowClosing(WindowEvent e)windowDeactivated(WindowEvent e)windowDeiconified(WindowEvent e)windowIconified(WindowEvent e)windowOpened(WindowEvent e)

27/07/2010 22

Inregistrarea unui obiect a clasei interceptoare ca administrator al unui eveniment

Pentru ca evenimentele unei componente Java sa fie interceptate (tratate) de catre o instanta a unei clase interceptoare de evenimente, acesta instanta trebuie inregistrata ca administrator al interceptarii (tratarii) evenimentelor asociate componenteirespective.

Inregistrarea unei instante a clasei interceptoare de evenimente ca administrator al interceptarii (tratarii) evenimentelor unei componente Java se face prin invocarea metodelor din clasa Component de tipul add<tip_eveniment>Listener(). Forma generala pentru aceste metode este:

public void add<tip_eveniment>Listener(<tip_eveniment>Listener <a>)

unde:

- <tip_eveniment>Listener – specifica tipul de interceptor (interfata specifica tratarii tipului de eveniment);

- <a> - specifica o instanta a unei clase interceptoare care implementeaza interfata <tip_eveniment>Listener; aceasta instanta este considerata administratorul tratarii evenimentelor unei componente.

27/07/2010 23

De exemplu:

cmdBtn.addMouseListener(new TrateazaButoane());

Stabileste ca obiectul creat newTrateazaButoane() este inregistrat ca administrator al tratarii evenimentelor de clic de mouse ale butonului de comanda cmdBtn.

Cu alte cuvinte, metodele de tipul add<tip_eveniment>Listener() asociaza sursa evenimenului (componenta Java) cu administratorul evenimentului (instanta care trateaza evenimentul)

Un administrator de evenimente poate fi asociat mai multor tipuri de evenimente, deoarece clasa interceptoare din care provine administratorul poate implementa mai multe interfete <tip_eveniment>Listener. Putem da exemplul obiectului de tip Framecare poate implementa oricate interfete <tip_eveniment>Listener are nevoie pentru a trata diverse tipuri de evenimente care se pot produce asupra componentelor elementare (butoane, casete de text etc) asezate in fereastra de tip Frame.

De asemenea, unei componente Java ii putem asocia mai multi gestionari de evenimente.

Mai mentionam ca pentru fiecare metoda add<tip_eveniment>Listener() exista si o metoda de tip remove<tip_eveniment>Listener(), prin care un administrator de evenimente inceteaza de a mai fi asociat unei componente.

27/07/2010 24

In concluzie, tratarea evenimentelor in Java se desfasoara astfel:

1. Componentele Java genereaza evenimente cand ceva ”interesant” se intampla;

2. Sursele evenimentelor (componentele Java) permit oricarei clase sa ”intercepteze” evenimentele sale prin metode de tip add<tip_eveniment>Listener();

3. O clasa care “intercepteaza” evenimente trebuie sa implementeze interfete specifice fiecarui tip de eveniment - acestea descriu metode ce vor fi apelate automat la aparitia evenimentelor.

Asadar, pentru a scrie cod care sa se execute in momentul in care utilizatorul interactioneaza cu o componenta grafica trebuie sa parcurgem urmatorii pasi:

1. sa definim o clasa care sa implementeze interfete specifice <tip_eveniment>Listener si care sa ”intercepteze” evenimentele produse de acea componenta; in cadrul acestei clase trebuie sa implementam (sa scriem) metodele specifice pentru tratarea evenimentelor;

2. sa cream o instanta a clasei definite la pasul 1 si sa comunicam componentei-sursa ca respectiva instanta ii intercepteaza (trateaza) evenimentele pe care le genereaza, cu alte cuvinte, sa inregistram acea instanta drept administrator al evenimentelor produse de componenta respectiva (folosind metode de tip add<tip_eveniment>Listener()).

27/07/2010 25

Folosirea claselor abstracte <tip_eveniment>Adapter si a claselor anonime pentru tratarea evenimentelor

Stim deja ca, o clasa care trateaza evenimente de un anumit tip trebuie sa implementeze interfata corespunzatoare acelui tip. Aceasta inseamna ca trebuie sa implementeze obligatoriu toate metodele definite de acea interfata, chiar daca nu specifica nici un cod pentru unele dintre ele. Sunt insa situatii cand acest lucru poate deveni neplacut, mai ales atunci cand nu ne intereseaza decat o singura metoda a interfetei pentru ca dorim sa tratam un singur “subeveniment”.

Un exemplu, in acest sens, este urmatorul: o fereastra (de tip Frame) care nu are specificat cod pentru tratarea “subevenimentului” sau de inchidere nu poate fi inchisa cu butonul marcat cu ’x’ din coltul dreapta sus si nici cu combinatia de taste Alt+F4. Pentru a realiza acest lucru trebuie interceptat evenimentul de inchidere a ferestrei in metoda windowClosing() si apelata metoda de inchidere System.exit() pentru terminarea programului, in cazul cand ne referim la fereastra principala a aplicatiei. Aceasta inseamna ca trebuie sa implementam interfata WindowListener care are nu mai putin de sapte metode.

Pentru a evita scrierea inutila a acestor metode, exista o serie de clase care implementeaza interfetele <tip_eveniment>Listener fara a specifica nici un cod pentru metodele lor. Aceste clase au un nume de forma: <tip_eveniment>Adapter.

27/07/2010 26

Clasele <tip_eveniment>Adapter sunt clase abstracte care implementeaza fiecare o anumita interfata <tip_eveniment>Listener fara a specifica cod la nici o metoda a interfetei.

Scopul unei astfel de clase este ca la crearea unui interceptor de evenimente, in loc sa implementam o anumita interfata, si implicit toate metodele sale, sa extindem clasa <tip_eveniment>Adapter corespunzatoare interfetei respective (daca aceasta clasa exista) si sa suprascriem doar metodele care ne intereseaza (cele in care vrem sa scriem o anumita secventa de cod).

De exemplu, adaptorul interfetei WindowListener este clasa abstracta WindowAdapter. Definim o clasa interceptoare care extinde clasa WindowAdapter si suprascriem in ea metoda windowClosing().

Avantajul acestei modalitati de tratare a evenimentelor este reducerea codului programului, acesta devenind mult mai lizibil.

Dezavantajul major al acestei modalitati este ca, daca se doreste interceptarea mai multor tipuri de evenimente, atunci trebuie definite clase interceptoare care sa extinda clase <tip_eveniment>Adapter pentru fiecare tip de eveniment. Acest fapt se datoreaza restrictiei de mostenire a claselor, care spune ca o clasa nu poate extinde decat o singura clasa. Vom vedea insa ca acest dezavantaj poate fi eliminat prin folosirea unei clase anonime.

27/07/2010 27

In tabelul de mai jos sunt date toate clasele <tip_eveniment>Adapter (adaptori) asociate interfetelor <tip_eveniment>Listener.

Se oberva ca o interfata <tip_eveniment>Listener are un adaptor de tipul <tip_eveniment>Adapter. Interfetele care nu au un adaptor sunt cele care definesc o singura metoda si prin urmare crearea unei clase adaptor nu isi are rostul.

Interfata <tip_eveniment>Listener Adaptorul <tip_eveniment>Adapter

ActionListener Nu are

AdjustmentListener Nu are

ComponentListener ComponentAdapter

ContainerListener ContainerAdapter

FocusListener FocusAdapter

ItemListener Nu are

KeyListener KeyAdapter

MouseListener si MouseMotionListener MouseAdapter si MouseMotionAdapter

TextListener Nu are

WindowListener WindowAdapter

27/07/2010 28

Folosirea claselor interne anonime pentru tratarea evenimentelor

O clasa interna este o clasa definita in interiorul altei clase.

O clasa anonima este o clasa interna fara nume folosita pentru instantierea unui singur obiect de un anumit tip.

Clasele anonime sunt preferate de programatori atunci cand se doreste sa se defineasca clase simple derivate din clasa Thread, din clase de tip Adapter, din interfete de tip Listener care au o singura metoda sau din alte clase avand o singura metoda. Codul clasei anonime apare exact in locul in care este folosit, usurand astfel intelegerea programului.

De exemplu, urmatoarea secventa de cod creaza o instanta a unei clase fara nume care extinde clasa WindowAdaper si pentru care este suprascrisa metoda windowClosing():

addWindowListener(new java.awt.event.WindowAdapter() {public void windowClosing(java.awt.event.WindowEvent evt) {

System.exit(0);}

});

27/07/2010 29

Un exemplu tipic de folosire a claselor anonime este instantierea adaptorilor direct in corpul unei clase (de tip Frame) care contine componente ale caror evenimente trebuie tratate.

Utilizarea IDE NetBeans pentru tratarea evenimentelor Java

Mediul de dezvoltare NetBeans faciliteaza lucu cu evenimente permitand generarea automata de cod pentru definirea claselor interceptoare de evenimente si pentru definirea metodelor de tratare a acestora. De asemenea, se genereaza cod si pentru a asocia o componenta-sursa la administratorul de evenimente dorit.

Pentru a trata evenimentele unei componente (obiect vizual) in mod automat se procedeaza astfel:

1. se intra in modul de lucru “Design” (proiectare interfata grafica);

2. se alege din fereastra de proprietati (“Properties”) tab-ul “Event” al componentei dorite care este sursa evenimentului; astfel, sunt vizualizate toate metodele-eveniment atasate componentei respective;

3. se selecteaza apoi metoda-eveniment dorita; pe ecran apare fereastra “Handlers” a metodei-eveniment in care se alege butonul “Add” pentru a da un nume unei metode definita de programator care sa trateze evenimentul respectiv; dupa terminarea acestei operatiuni IDE NetBeans face comutarea in modul de lucru “Source” (editare cod sursa);

27/07/2010 30

4. In modul de lucru “Source” IDE NetBeans creaza automat antetul metodei a carui nume a fost stabilit la pasul 2; imediat dupa antetul metodei, programatorul poate introduce cod care sa trateze un eveniment.

Daca se doreste stergerea unei metode-eveniment asociata cu o componenta din interfata, se procedeaza la fel, numai ca la pasul 2 se foloseste butonul “Remove” din fereastra “Handlers”. Automat, se va sterge si codul metodei-eveniment respective.

Figura de mai jos ilustreaza cum se poate declara o metoda pentru tratarea unui tip de eveniment al unei componente din interfata utilizator (a unui buton de comanda).

27/07/2010 31

Urmatorul program (TestEvenimente.java) creaza o interfata grafica folosind componenta Frame in care sunt plasate componente elementare de tip Label, Buttonsi TextField. Programul citeste de la tastatura un sir de 10 numere si calculeaza media numerelor citite. Media este apoi afisata in caseta de text din interfata grafica.

Mediul de programare folosit pentru crearea acestei interfete utilizator a fost IDE NetBeans. Variabila de tip Label are numele label1 (dat implicit de NetBeans) variabila de tip Button are numele cmdMedie iar variabila de tip TextField are numele txtMedie. Interfata utilizator a aplicatiei in faza de proiectare este ilustrata in figura de mai jos

27/07/2010 32

Listingul acestui program este prezentat in continuare.

public class TestEvenimente extends java.awt.Frame {/** Creates new form TestEvenimente */public TestEvenimente() {

initComponents();}/** This method is called from within the constructor to initialize the form.* WARNING: Do NOT modify this code. The content of this method is* always regenerated by the Form Editor.*/// <editor-fold defaultstate="collapsed" desc=" Generated Code ">private void initComponents() {

cmdMedie = new java.awt.Button();label1 = new java.awt.Label();txtMedie = new java.awt.TextField();

27/07/2010 33

setLocationRelativeTo(null);setTitle("Calcul medie");addWindowListener(new java.awt.event.WindowAdapter() {

public void windowClosing(java.awt.event.WindowEvent evt) {exitForm(evt);

}});cmdMedie.setLabel("calcul medie aritmetica");cmdMedie.addMouseListener(new java.awt.event.MouseAdapter() {

public void mouseClicked(java.awt.event.MouseEvent evt) {clicDeMouseMedie(evt);

}});label1.setText("media este");org.jdesktop.layout.GroupLayout layout = new org.jdesktop.layout.GroupLayout(this);this.setLayout(layout);layout.setHorizontalGroup(

layout.createParallelGroup(org.jdesktop.layout.GroupLayout.LEADING).add(layout.createSequentialGroup()

.add(76, 76, 76)

.add(label1, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.DEFAULT_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.add(41, 41, 41)

27/07/2010 34

.add(txtMedie, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, 96, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.addContainerGap(133, Short.MAX_VALUE)).add(org.jdesktop.layout.GroupLayout.TRAILING, layout.createSequentialGroup()

.addContainerGap(147, Short.MAX_VALUE)

.add(cmdMedie, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.DEFAULT_SIZE,org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.add(122, 122, 122)));layout.setVerticalGroup(

layout.createParallelGroup(org.jdesktop.layout.GroupLayout.LEADING).add(layout.createSequentialGroup()

.add(35, 35, 35)

.add(layout.createParallelGroup(org.jdesktop.layout.GroupLayout.TRAILING).add(label1, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE,

org.jdesktop.layout.GroupLayout.DEFAULT_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.add(txtMedie, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.DEFAULT_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE))

.addPreferredGap(org.jdesktop.layout.LayoutStyle.RELATED, 185, Short.MAX_VALUE)

27/07/2010 35

.add(cmdMedie, org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE, org.jdesktop.layout.GroupLayout.DEFAULT_SIZE,org.jdesktop.layout.GroupLayout.PREFERRED_SIZE)

.add(36, 36, 36)));pack();

}// </editor-fold> private void clicDeMouseMedie(java.awt.event.MouseEvent evt) {

int[] a = new int[10];int suma; float medie;suma = 0;medie = 0;for(int i = 0; i < 10; i++){

String raspuns = javax.swing.JOptionPane.showInputDialog(this, "Introduceti un numar", "Introducere de date", javax.swing.JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);

a[i] = Integer.parseInt(raspuns);suma += a[i];

}medie = suma/10;txtMedie.setText(new Float(medie).toString());

}

27/07/2010 36

/** Exit the Application */private void exitForm(java.awt.event.WindowEvent evt) {

System.exit(0);}

public static void main(String args[]) {java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() {

public void run() {new TestEvenimente().setVisible(true);

}});

}// Variables declaration - do not modifyprivate java.awt.Button cmdMedie;private java.awt.Label label1;private java.awt.TextField txtMedie;// End of variables declaration

}

27/07/2010 37

Vom face cateva comentarii asupra programului prezentat mai sus:

1. IDE NetBeans genereaza automat metoda cu numele initComponents() folosita de constructorul clasei TestEvenimente pentru initializarea componentelor interfetei utilizator; codul din aceasta metoda nu se poate modifica in modul de lucru “Source” ci numai in modul de lucru “Design” prin folosirea fereastrei de proprietati (“Properties”).

2. Sunt incluse in metoda initComponent() urmatoarele metode de tratare a evenimentelor:

- metoda-eveniment mouseClicked() a clasei interceptoare MouseAdapter, folosita pentru butonul de comanda cmdMedie; metoda este redefinita in interiorul unei clase anonime;

- metoda-eveniment windowClosing() a clasei WindowAdapter, folosita pentru inchiderea ferestrei aplicatiei; metoda este redefinita in interiorul unei clase anonime.

3. Metoda clicDeMouseMedie() este apelata din metoda mouseClicked() si descrie codul care trebuie executat atunci cand se face clic de mouse pe butonul cmdMedie. Antetul acestei metode nu se poate modifica decat in modul de lucru “Design” folosind procedura descrisa la tratarea evenimentelor cu ajutorul IDE NetBeans. Corpul metodei poate fi modificat de programator in modul de lucru “Source”.

27/07/2010 38

4. Metoda exitForm()este apelata din metoda windowClosing() si descrie codul care trebuie executat atunci cand se apasa pe butonul “x” din coltul din dreapta sus al ferestrei aplicatiei. Acest cod a fost generat automat la crearea fisierului “TestEvenimente.java”, dar el poate fi modificat de programator in modul de lucru “Source”.

5. Metoda main() a aplicatiei a fost generata automat la crearea fisierului “TestEvenimente.java”. Codul din aceasta metoda poate fi modificat sau completat cu alte instructiuni. Metoda java.awt.EventQueue.invokeLater() apelata in metoda main() pune in executie firulul care face vizibila fereastra aplicatiei, dupa ce s-au procesat toate celelalte evenimente trimise in coada de evenimente. Se observa ca si aceasta metoda are ca parametru o instanta a unei clase anonime de tip Runnable. Metoda care face vizibila fereastra aplicatiei este setVisible().

6. In cod mai sunt folosite metode ca:

- setText() pentru componenta txtMedie, care stabileste textul afisat in caseta de text;

- setLabel() pentru componenta cmdMedie, care stabileste textul afisat pe butonul cmdMedie;

- SetTitle() pentru componenta de tip Frame, reprezentand fereastra aplicatiei, care specifica titlul ferestrei.

Despre aceste metode, vom discuta mai pe larg in lectia urmatoare.

27/07/2010 39

7. In metoda clicDeMouseMedie() este folosita clasa JOptionPane (din pachetul javax.swing) pentru a crea o caseta de dialog standard (sub forma unei mici ferestre) prin care se face citirea de la tastatura a datelor de intrare. Pentru afisarea pe ecran a ferestrei de introducere a datelor s-a folosit metoda showInputDialog() a clasei JOptionPane.

Despre crearea unor casete de dialog care sa realizeze introducerea datelor de la tastatura sau afisarea unor mesaje scurte pe baza clasei JOptionPane, vom discuta mai pe larg in lectia urmatoare.

8. In metoda initComponents() s-a generat automat cod pentru pozitionarea componentelor vizuale pe suprafata de afisare a ferestrei.

Deoarece in faza de proiectare a ferestrei aplicatiei, s-a ales, ca mod de asezare a componentelor, schita (layout) “Free Design” (optiunea Set Layout -> Free Design din mediul NetBeans) s-a generat automat cod Java pentru:

-crearea administratorului de pozitionare (folosind operatorul new si clasa corespunzatoare org.jdesktop.layout.GroupLayout);

-stabilirea administratorului de pozitionare pentru fereastra aplicatiei (folosind metoda setLayout());

- adaugarea componentelor in fereastra aplicatiei (folosind metoda add()).

Despre toate acestea mai pe larg in lectia viitoare.

27/07/2010 1

Cuvinte importante:

- realizarea unei interfete grafice folosind AWT: ierarhii de clase AWT; clasa Component, clasa Container, clasa Window, clasa Frame, clasa Pane;

- notiuni de baza despre pozitionarea componentelor interfetei utilizator: administratori de pozitionare;

- componente AWT elementare: clasa Label, clasa Button, clasa TexField, clasa TextArea;

- realizarea unei interfete grafice folosind Swing: avantaje Swing; proiectarea ferestrelor aplicatiei Java- clasa JFrame; folosirea componentelor elementare Swing.

27/07/2010 2

Realizarea unei interfete grafice folosind AWTPentru realizarea u nei interfete grafice utilizator pachetul java.awt dispune de urmatoarea ierarhie de clase:

Dialog

Clasa abstracta Component, aflata in radacina arborelui claselor din AWT, defineste interfata general valabila pentru toate componentele grafice. Obiectele de tip Component se numesc componente grafice.Un container (obiect de tip Container) este o componenta care poate contine alte componente AWT. Exemple de containere sunt: ferestre independente (obiecte de tip Frame), casete de dialog (obiecte de tip Dialog), fereastra Applet etc.

Object

Component (clasa abstracta)

Container

Window

Frame

ScrollPane Panel

Applet

Button Label TextComponent …

TextArea TextField

27/07/2010 3

Clasa Container este superclasa tuturor suprafetelor de afisate Java (ferestre independente, Appleturi etc).

O fereastra AWT (obiect de tip Window) este o suprafata de afisare dreptunghiulara fara margini si fara bara de meniuri.

Un cadru (obiect de tip Frame) este o fereastra AWT cu margini, titlu si bara de meniuri.

O fereastra de dialog (obiect de tip Dialog) extinde o fereastra AWT prin adaugarea de margini si a unui titlu; ea este folosita in principal pentru a prelua informatii de la utilizator.

O fereastra de defilare (obiect de tip ScrollPane) implementeaza un cadru de defilare pe orizontala si pe verticala pentru o componenta inclusa in container.

Un panou (obiect de tip Panel) este folosit pentru a grupa mai multe componente elementare (butoane, casete de text etichete etc).

Un applet este (obiect de tip Applet) extinde un panou AWT si este folosit ca suprafata de afisare a componentelor elementare ale unei aplicatii Internet de tip Applet, executate prin intermediul unui browser compatibil Java (ca de exemplu Internet Explorer sau Netscape).

27/07/2010 4

Vom descrie succint fiecare din componentele prezentate in ierarhia de clase AWT.

Clasa Component este o clasa abstracta care deriva din clasa Object si face parte din pachetul java.awt.

Dintre metodele acestei clase mentionam:

- void setVisible(boolean <b>) afiseaza o componenta daca parametrul <b> are valoarea true si face componenta invizibila daca parametrul <b> este false;

- void requestFocus() prin care componenta curenta primeste focus-ul (controlul asupra tastaturii) cu conditia ca ea sa fie vizibila;

- void setBackGround(Color <c>) stabileste culoarea fundalului componentei conform cu parametrul <c>;

- void setForeGround(Color <c>) stabileste culoarea prim planului componentei;

- void setFont(Font f) stabileste fontul pentru componenta.

27/07/2010 5

Clasa Container face parte din pachetul java.awt.

Constructorul clasei este de forma:

Container()

Dintre metodele acestei clase mentionam:

- Component add(Component <comp>) introduce componenta <comp> in container;

- void remove(Component <comp>) elimina componenta <comp> din container;

- void setLayout(LayoutManager <lm>) stabileste modul de pozitionare al componentelor interfetei in container, corespunzator parametrului <lm>. Vom reveni la modalitatile de dispunere a componentelor interfetei mai tarziu in aceasta lectie;

- Insets getInsets() - determina distanta rezervata pentru marginile suprafetei de afisare;

- void validate() - forteaza containerul sa reaseze toate componentele sale; aceasta metoda trebuie apelata explicit atunci cand adaugam sau eliminam componente pe suprafata de afisare dupa ce aceasta a devenit vizibila.

27/07/2010 6

Clasa Frame face parte din pachetul java.awt.

Dintre constructorii clasei mentionam:

- Frame() creaza o fereastra cu margini, titlu si bara de meniuri dar care nu are precizat nici un text in titlu;

- Frame(String <titlu>) creaza o fereastra cu margini, titlu si bara de meniuri care are inscris in titlu textul dat de parametrul <titlu>.

Prezentam o metoda a clasei Frame des intalnita:

- void setTitle(String <titlu>) stabileste textul care apare in titlul ferestrei.

- void pack() este mostenita de la clasa Window; metoda redimensioneaza fereastra la cea mai mica dimensiune posibila, tinand cont de dimensiunile curente ale componentelor sale, de modul de asezare a componentelor sale si de insertiile de margini sau intre componente stabilite; trebuie apelata dupa adaugarea tuturor componentelor pe suprafata ferestrei.

Clasa Panel care face parte din pachetul java.awt are doi constructori:

- Panel()

- Panel(LayoutManager <lm>) stabileste modul de pozitionare al componentelor interfetei in panel, corespunzator parametrului <lm>.

27/07/2010 7

Notiuni de baza despre pozitionarea componentelor interfetei utilizatorPentru a avea mai mult control asupra aspectului interfetei, programatorul care lucreaza cu AWT poate folosi administratorii de pozitionare (layout managers). Un administrator de dispunere determina modul cum vor fi aranjate (pozitionate) componentele adaugate intr-un container.

Cativa dintre acesti administratori de pozitionare corespund claselor din urmatoarea ierarhie din pachetul java.awt:

LayoutManager (interfata)

FlowLayout (clasa a superclasei Object)

GridLayout (clasa a superclasei Object)

LayoutManager2 (interfata)

CardLayout (clasa a superclasei Object)

BorderLayout (clasa a superclasei Object)

GridBagLayout (clasa a superclasei Object)

27/07/2010 8

Pentru a crea un administrator de pozitionare pentru un container, se creaza o instanta a clasei administratorului folosind o instructiune de genul:

GridLayout glo = new GridLayout();

Dupa crearea administratorului de pozitionare, acesta va fi declarat drept administrator de pozitionare pentru container folosind metoda setLayout() a acestuia:

setLayout(glo);

Nota: Administratorul de pozitionare trebuie stabilit inainte de a adauga, folosind metoda add(), componentele in container.

Vom descrie succint cativa dintre administratorii de pozitionare mai des folositi.

Pozitionarea secventiala a componentelor

FlowLayout este cea mai simpla clasa de administrare a pozitionarii componentelor. Ea aranjeaza componentele intr-o maniera asemanatoare dispunerii cuvintelor intr-o pagina – de la stanga la dreapta pana la capatul randului, apoi in continuare pe randul urmator.

27/07/2010 9

Pozitionarea tabelara a componentelor

Administratorul de pozitionare tabelara (GridLayout) aranjeaza componentele intr-un tabel format din randuri si coloane. Componentele sunt asezate incepand cu celula aflata cel mai in stanga pe primul rand al tabelului si continuand spre dreapta. Dupa completarea tuturor celulelor de pe primul rand se continua cu cel de-al doilea rand, de la stanga la dreapta, si asa mai departe.

Pozitionare marginala

Pozitionarea marginala (BorderLayout) imparte un container in cinci sectiuni: nord, sud, est, vest si centru. Acest aranjament are ca rezultat o componenta centrala de dimensiuni mari, inconjurata de patru componente de dimensiuni mai mici.

Pozitionare tabelara neproportionata

Pozitionarea tabelara neproportionata (GridBagLayout) reprezinta o extensie a dispunerii tabelare. O pozitionare tabelara neproportionata difera de o dispunere tabelara simpla prin urmatoarele:

- o componenta poate ocupa mai multe celule ale tabelului;

- proportiile intre diferitele randuri sau coloane nu trebuie sa fie aceleasi;

- componentele dispuse in cadrul celulelor pot fi aranjate in diferite moduri.

27/07/2010 10

Componente AWT elementareComponentele elementare (numite si controale grafice) permit interactiunea cu utilizatorul si realizarea (prin modul lor de asezare si aspectul lor) unei interfete “prietenoase” in dialogul cu acesta.

Componentele elementare pot fi adaugate containerelor. Fie C un container si compo componenta elementara. Adaugarea lui comp in C se realizeaza astfel:

- se creaza componenta comp;

- se apeleaza metoda add(), declarata in clasa Container, pentru componenta comp:

C.add(comp);

Atunci cand se adauga o componenta intr-un container, nu se specifica coordonatele x, y ale locului unde va fi plasata aceasta. De aranjamentul componentelor se ocupa administratorul de dispunere (layout manager) care apartine containerului respectiv.

Vom descrie cateva componente elementare mai des folosite: etichete (Label), butoane (Button), campuri de text (TextField) si zone de text (TextArea).

27/07/2010 11

Etichete

Etichetele sunt create folosind clasa Label. E.tichetele sunt texte care pot fi afisate pe suprafata de afisare dar nu pot fi modificate de utilizator

Clasa Label are urmatorii constructori:

- Label() creaza o eticheta cu text vid;

- Label(String <text>) creaza o eticheta cu textul, specificat in parametrul <text>, aliniat la stanga.

Dintre metodele clasei Label, mai des folosite sunt:

- void setText(String <text>) scrie un text, specificat in parametrul <text>, pe eticheta;

- String getText() returneaza textul asociat etichetei;

- void setAlignment(int i) seteaza aliniere textului in eticheta (precizand pentru argument una din constantele clasei). Alinierea implicita este la stanga.

27/07/2010 12

Butoane

Butoanele sunt create folosind clasa Button. Butoanele sunt folosite intr-o interfata pentru a declansa o anumita actiune.

Clasa Button are urmatorii constructori:

- Button() creaza un buton care nu contine nici un text pentru explicarea functiei sale;

- Button(String <eticheta>) creaza un buton pe care este afisat sirul de text, specificat in parametrul <eticheta>.

Dintre metodele clasei Button, mai des folosite sunt:

- void setLabel(String <eticheta>) scrie sirul de text, specificat in parametrul <eticheta>, pe buton;

- String getLabel() returneaza eticheta inscrisa pe buton;

27/07/2010 13

Campuri si arii de text

Campurile si ariile de text sunt create folosind clasele TextField si TextArea. Textele sunt folosite intr-o interfata pentru a crea zone in care textul poate fi modificat de utilizator. Aceste doua clase au ca superclasa TextComponent.

Clasa TextField are mai multi constructori dintre care mentionam:

- TextField() creaza un camp de text care nu contine nici un text;

- TextField(String <text>) creaza un camp de text completat cu sirul de text, specificat in parametrul <text>.

Dintre metodele clasei TextField, mai des folosite sunt:

- void setText(String <text>) scrie sirul de text, specificat in parametrul <text>, in camp;

- String getText() returneaza textul continut de camp;

- void setEditable(boolean <b>) determina daca acel camp de text poate fi modificat. Un parametru cu valoarea false impiedica editarea campului, iar valoarea true o permite (aceasta este prestabilita).

- boolean isEditable() returneaza o valoare de tip boolean prin care se indica daca acel camp poate fi editat (true) sau nu (false).

27/07/2010 14

Obiectele de tip TextArea se deosebesc de obiectele TextField prin aceea ca ele contin mai multe linii de text. Zonele de text poseda bare de defilare orizontale si verticale, care permit utilizatorului sa parcurga intregul text continut in componenta.

Clasa TextArea are mai multi constructori dintre care mentionam:

- TextArea() creaza o arie de text care nu contine nici un text, cu inaltimea si latimea nespecificate;

- TextArea(String <text>) creaza o arie de text completata cu sirul de text, specificat in parametrul <text>, cu inaltimea si latimea nespecificate.

Dintre metodele clasei TextArea, mai des folosite sunt:

- void setText(String <text>), String getText(), void setEditable(boolean <b>), boolean isEditable() prezentate la clasa TextField;

- void setRows (int <m>) stabileste numarul de linii ale ariei de text conform cu parametrul <m>;

- void setColumns (int <n>) stabileste numarul de coloane ale ariei de text conform cu parametrul <n>;

27/07/2010 15

- void insert(String <str>, int <poz>) insereaza textul <str> la pozitia <poz> din aria de text;

- void replaceRange(String <str>, int <p>, int <u>) inlocuieste textul dintre pozitiile <p> si <u> cu testul <str>.

Realizarea unei interfete grafice folosind SwingTehnologia Swing face parte din proiect numit JFC (Java Foundation Classes) care pune la dispozitie, dezvoltatorilor de aplicatii Java o serie intreaga de facilitati pentruscrierea de aplicatii cu o interfata grafica mult imbunatatita functional si estetic fata de vechiul model AWT.

Avantaje Swing

Swing permite unui program Java sa-si modifice aspectul si comportarea (“look and feel”) sub actiunea unui program sau chiar a utilizatorului. Astfel, Swing permite crearea unui program Java cu o interfata utilizator care foloseste stilul sistemului de operare nativ – cum ar fi Windows sau Solaris – sau un stil propriu Java, care a fost denumit “Metal”.

Componentele Swing sunt implementate in intregime in Java. Aceasta are ca rezultat o mai buna compatibilitate cu platforme diferite decat in cazul folosirii componentelor AWT. Toate componentele Swing fac parte din pachetul javax.swing.

27/07/2010 16

Proiectarea ferestrelor aplicatiei cu Swing

Modul de folosire a unei componente Swing nu este diferit de cel al folosirii componentelor AWT. Toate componentele Swing sunt subclase ale clasei JComponent.

Object (din pachetul java.lang)

Component (clasa abstracta, din pachetul java.awt)

Container (din pachetul java.awt)

Jcomponent (clasa abstracta, din pachetul javax.swing)

Pentru a fi afisate pe ecran, componentele grafice, ale unei aplicatii care foloseste o interfata Swing, trebuie plasate pe o suprafata de afisare, numit “container radacina”.“Containerul radacina” este reprezentat de una din clasele JFrame, JDialog sau JApplet.

27/07/2010 17

Vom face cateva consideratii asupra modului de folosire a clasei JFrame. Clasa JFrame este o extensie a clasei Frame si poate fi folosita intr-un mod asemanator, totusi, cu cateva deosebiri.

Orice aplicatie Java cu interfata Swing contine cel putin un “container radacina”reprezentat de fereastra principala a programului, instanta a clasei JFrame. Un obiect care reprezinta o fereastra Swing contine o zona care este rezervata barei de meniuri si care este situata in partea sa superioara si corpul ferestrei pe care vor fi plasate componentele sale. Corpul ferestrei este o instanta a clasei Container ce poate fi obtinuta cu metoda getContentPane() (metoda a clasei JFrame). Plasarea si aranjarea componentelor pe suprafata ferestrei se va face folosind obiectul de tip Container si nu direct fereastra de tip JFrame.

Spre deosebire de Frame, un obiect JFrame are un comportament implicit la inchiderea ferestrei, care consta in ascunderea ferestrei atunci cand utilizatorul apasa butonul de inchidere (din coltul dreapta sus). Acest comportament poate fi modificatprin apelarea metodei setDefaultCloseOperation() (metoda a clasei JFrame) care primeste ca parametru diverse constante ce se gasesc in clasa WindowConstants.

27/07/2010 18

Constantele folosite ca parametru pentru metoda setDefaultCloseOperation() sunt:

-DO_NOTHING_ON_CLOSE (definita in WindowConstants) – nu se intampla nimic, ci numai solicita programului sa trateze, in metoda windowClosing(), evenimentele interceptate cu un interceptor de tip WindowListener;

-HIDE_ON_CLOSE (definita in WindowConstants) – inchide automat fereastra dupa invocarea si interceptarea unui obiect de tip WindowListener;

-EXIT_ON_CLOSE (definita in WindowConstants) – termina aplicatia folosind metoda System.exit().

Valoarea implicita este: HIDE_ON_CLOSE.

Daca se foloseste mediul de programare NetBeans, codul pentru apelul metodelor getContentPane si setDefaultCloseOperation se genereaza automat in metoda initComponents() a constructorului ferestrei de tip JFrame, ca in secventa de mai jos:

27/07/2010 19

public class TestInterfataSwing extends javax.swing.JFrame {

/** Creates new form TestInterfataSwing */

public TestInterfataSwing() {

initComponents();

}

private void initComponents() {

jButton1 = new javax.swing.JButton();

setDefaultCloseOperation(javax.swing.WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);

jButton1.setText("Calcul Medie");

org.jdesktop.layout.GroupLayout layout = neworg.jdesktop.layout.GroupLayout(getContentPane());

getContentPane().setLayout(layout);

layout.setHorizontalGroup(

layout.createParallelGroup(org.jdesktop.layout.GroupLayout.LEADING)

.add(layout.createSequentialGroup()

.add(161, 161, 161)

.add(jButton1)

27/07/2010 20

.addContainerGap(148, Short.MAX_VALUE))

);

layout.setVerticalGroup(

layout.createParallelGroup(org.jdesktop.layout.GroupLayout.LEADING)

.add(org.jdesktop.layout.GroupLayout.TRAILING, layout.createSequentialGroup()

.addContainerGap(249, Short.MAX_VALUE)

.add(jButton1)

.add(28, 28, 28))

);

pack();

}

// Variables declaration - do not modify

private javax.swing.JButton jButton1;

// End of variables declaration

}

27/07/2010 21

Folosirea componentelor elementare Swing

Deoarece clasa JComponent extinde clasa Container, ea mosteneste functionalitateagenerala a containerelor si componentelor AWT, furnizand bineınteles si o serieintreaga de noi facilitati.

Dintre facilitatile oferite de clasa Jcomponent mentionam:

-Asocierea de “ToolTips” (informatii ajutatoare dependente de context). Folosind metoda setToolTip() poate fi atasat unei componente un text cu explicatii legate de componenta respectiva. Cand utilizatorul trece cu mouse-ul deasupra componenteiva fi afisat, pentru o perioada de timp, textul ajutator specificat.

- Stabilirea de chenare. Orice componenta Swing poate avea unul sau mai multe chenare. Specificarea unui chenar se realizeaza cu metoda setBorder().

- Extinderea suportului pentru pozitionarea si dimensionarea componentelor. Folosind metodele setPreferredSize(), setMinimumSize(), setMaximumSize(),setAlignmentX(), setAlignmentY() pot fi controlati parametrii folositi de gestionarii de pozitionare pentru plasarea si dimensionarea automata a componentelor in cadrul unui container.

27/07/2010 22

- Stabilirea de secvente de taste de accelerare. O secventa de taste de accelerare (key accelerator), denumita si secventa de prescurtare (keyboard mnemonic), reprezinta o grupare de taste care poate fi folosita pentru a controla comportamentul unei componente a interfetei utilizator. Aceste taste permit folosirea unei aplicatii fara ajutorul mouse-ului.

Toate componentele elementare AWT se regasesc si in Swing. In majoritatea cazurilor, constructorii componentelor Swing sunt similari constructorilor AWT. Toate clasele corespunzatoare componentelor elementare din AWT au acelasi nume in Swing dar precedat de litera “J”, cum ar fi: JButton, JTextField, JLabel, JTextArea etc.

Casete de dialog standard pentru afisare de mesaje si introducere de date de la tastatura

Clasa JOptionPane ofera mai multe metode care pot fi folosite pentru a crea casete de dialog standard: mici ferestre in care se afiseaza un scurt mesaj sau se introduc date de la tastatura.

Casetele de dialog standard sunt de patru tipuri:

- ConfirmDialog – o caseta de dialog care pune o intrebare si contine trei butoane: Yes, No, Cancel;

- InputDialog - o caseta de dialog care asteapta introducerea unui text;

27/07/2010 23

- MessageDialog - o caseta de dialog care afiseaza un mesaj;

- OptionDialog - o caseta de dialog care cuprinde toate celelalte trei tipuri.

Pentru crearea uneia din cele patru tipuri de casete de dialog se foloseste metoda show<tip_caseta>() in care <tip_caseta> specifica unul din tipurile de casete prezentate mai sus.

Crearea casetelor de dialog de confirmare

Crearea casetelor de dialog de confirmare se realizeaza cu metoda:

showConfirmDialog(<componenta_parinte>, <mesaj_afisat>, <titlu_casetei>, <buton_afisat>, <pictograma_afisata>)

unde:

-<componenta_parinte> - specifica containerul care va fi considerat parintele casetei de dialog; aceasta informatie este folosita pentru a determina unde se va afisa pe ecran fereastra de dialog; daca se foloseste valoarea null pentru acest argument sau containerul nu este un obiect Frame, caseta de dialog va fi afisata in centrul ecranului.

-<mesaj_afisat> - specifica sirul de text care va fi afisat in caseta;

-<titlul_casetei> - specifica un sir de text care va fi afisat pe bara de titlu;

27/07/2010 24

-<buton_afisat> - specifica ce butoane vor fi afisate in caseta, pe baza constantelor: YES_NO_CANCEL_OPTION sau YES_NO_OPTION;

-<pictograma_afisata> - specifica tipul pictogramei afisata in caseta care determina tipul casetei de dialog, pe baza constantelor: ERROR_MESSAGE, INFORMATION_MESSAGE, PLAIN_MESSAGE, QUESTION_MESSAGE.

Metoda returneaza un intreg care reprezinta una din cele trei valori posibile: YES_OPTION, NO_OPTION, CANCEL_OPTION.

De exemplu:

int raspuns = JOptionPane.showConfirmDialog(null, “Pot sa adaug o inregistrare in fisierul dvs.”);

Crearea casetelor de dialog de intrare

Crearea casetelor de dialog de intrare se realizeaza cu metoda:

showInputDialog(<componenta_parinte>, <mesaj_afisat>, <titlu_casetei>, <pictograma_afisata>)

Metoda returneaza un sir care reprezinta raspunsul utilizatorului.

27/07/2010 25

De exemplu:

String raspuns = JOptionPane.showInputDialog(this, "Introduceti un numar", "Introducere de date", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);