Java. Ćwiczenia praktyczne. Wydanie III

Transkrypt

Idź do
• Spis treści
• Przykładowy rozdział
Katalog książek
Java. Ćwiczenia
praktyczne. Wydanie III
Autor: Marcin Lis
ISBN: 978-83-246-2785-1
Format: A5, stron: 224
• Katalog online
• Zamów drukowany
katalog
Obudź się! Czas na Javę!
Twój koszyk
• Dodaj do koszyka
Cennik i informacje
• Zamów informacje
o nowościach
• Zamów cennik
Czytelnia
• Fragmenty książek
online
Kontakt
Helion SA
ul. Kościuszki 1c
44-100 Gliwice
tel. 32 230 98 63
e-mail: [email protected]
© Helion 1991–2011
• Poznaj podstawowe zasady programowania
• Dowiedz się, jak tworzyć aplikacje i aplety
• Opanuj podstawy tworzenia programów z graficznym interfejsem
Java, jeden z najpopularniejszych dziś obiektowych języków programowania, ma całe mnóstwo
zalet. Jest funkcjonalna, świetnie skonstruowana i łatwa do zastosowania przy programowaniu
różnego typu urządzeń. Te cechy sprawiają, że wielu programistów nie wyobraża sobie codziennej
pracy bez używania tego języka – przy tworzeniu apletów na strony WWW, programów działających
w telefonach komórkowych czy rozbudowanych aplikacji dla komputerów osobistych i serwerów.
Java na dobre zadomowiła się w globalnej sieci, więc najwyższy czas poznać chociaż jej podstawy!
Z książką „Java. Ćwiczenia praktyczne” nie będzie to wcale takie trudne. Znajdziesz tu najważniejsze
informacje o tym języku i niezbędnych narzędziach, omówienie zmiennych, operatorów i funkcji
oraz wyjaśnienie zastosowania tablic. Dowiesz się, na czym polega programowanie obiektowe, do
czego służą obiekty i klasy, jak zapewnić obsługę błędów i wyjątków oraz jak wykonywać operacje
wejścia-wyjścia. Nauczysz się odróżniać aplet od aplikacji, zapewnisz interakcję programu
z użytkownikiem i stworzysz aplikacje z interfejsem graficznym. Każde z tych zagadnień będziesz
mógł od razu przećwiczyć, a ćwiczenia te zagwarantują Ci dogłębne, praktyczne zrozumienie
działania poszczególnych fragmentów kodu.
• Programowanie w Javie
• Zmienne, operatory i instrukcje
• Tablice
• Obiekty i klasy
• Obsługa błędów i wyjątki
• Operacje wejścia-wyjścia
• Aplety
• Interakcja z użytkownikiem
• Aplikacje z interfejsem graficznym
• Grafika i komponenty
Java – na pewno Ci się spodoba!
Spis treci
Wstp
Rozdzia 1. Krótkie wprowadzenie
Instalacja JDK
Instalacja w systemie Linux
Instalacja w systemie Windows
Tryb tekstowy
Pierwszy program
B-kod, kompilacja i maszyna wirtualna
Java a C++
Obiektowy jzyk programowania
Struktura programu
Rozdzia 2. Zmienne, operatory i instrukcje
Zmienne
Typy podstawowe
Deklarowanie zmiennych typów podstawowych
Typy odnonikowe
Deklarowanie zmiennych typów odnonikowych
Operatory
Operatory arytmetyczne
Operatory bitowe
Operatory logiczne
Operatory przypisania
Operatory porównania (relacyjne)
Operator warunkowy
Priorytety operatorów
7
11
11
11
13
13
14
16
17
17
18
21
21
21
23
26
27
30
30
36
38
39
39
40
41
4
Java • wiczenia praktyczne
Instrukcje
Instrukcja warunkowa if…else
Instrukcja wyboru switch
Ptla for
Ptla while
Ptla do…while
Ptla foreach
Rozdzia 3. Tablice
Tworzenie tablic
Zapis i odczyt elementów
Operacje z uyciem ptli
Rozmiar tablicy
Rozdzia 4. Obiekty i klasy
Metody
Konstruktory
Specyfikatory dostpu
Pakiety i typy klas
Dziedziczenie
Rozdzia 5. Obsuga bdów i wyjtki
Bdy w programach
Instrukcja try…catch
Zgaszanie wyjtków
Hierarchia wyjtków
Rozdzia 6. Operacje wejcia-wyjcia
Wywietlanie danych na ekranie
Wczytywanie danych z klawiatury
Nowe sposoby wprowadzania danych
Obsuga konsoli
Operacje na plikach
Rozdzia 7. Aplety
Aplikacja a aplet
Pierwszy aplet
Jak to dziaa?
Cykl ycia apletu
Kroje pisma (fonty)
Rysowanie grafiki
Kolory
Wywietlanie obrazów
42
42
47
49
54
56
57
59
59
62
64
69
73
75
84
90
97
98
105
105
110
113
115
117
117
120
128
131
137
145
145
146
148
150
150
153
160
164
Spis treci
Rozdzia 8. Interakcja z uytkownikiem
5
171
Obsuga myszy
Rysowanie figur (I)
Rysowanie figur (II)
Rysowanie figur (III)
171
175
180
182
Rozdzia 9. Aplikacje z interfejsem graficznym
187
Tworzenie okna aplikacji
Budowanie menu
Wielopoziomowe menu
Okna dialogowe
Rozdzia 10. Grafika i komponenty
Rysowanie elementów graficznych
Obsuga komponentów
Przyciski JButton
Pola tekstowe JTextField
Pola tekstowe JTextArea
Etykiety JLabel
Pola wyboru JCheckBox
Listy rozwijane JComboBox
„Prawdziwa” aplikacja
187
191
197
200
205
205
206
207
209
211
214
216
218
220
2
Zmienne,
operatory i instrukcje
Zmienne
Zmienna jest to miejsce, w którym moemy przechowywa jakie
dane, np. liczby czy cigi znaków. Kada zmienna musi mie swoj
nazw, która j jednoznacznie identyfikuje, a take typ, który informuje o tym, jakiego rodzaju dane mona w niej przechowywa. Np.
zmienna typu int przechowuje liczby cakowite, a zmienna typu float
— liczby zmiennoprzecinkowe. Typy w Javie dziel si na dwa rodzaje:
typy podstawowe (ang. primitive types) oraz typy odnonikowe (ang.
reference types).
Typy podstawowe
Typy podstawowe dziel si na:
1. typy cakowitoliczbowe (z ang. integral types),
2. typy zmiennopozycyjne (rzeczywiste, z ang. floating-point types),
3. typ boolean,
4. typ char.
22
Typy cakowitoliczbowe
Rodzina typów cakowitoliczbowych skada si z czterech typów:
1. byte,
2. short,
3. int,
4. long.
W przeciwiestwie do innych jzyków, takich jak C++, szczegóowo
okrelono sposób reprezentacji tych danych. Niezalenie wic od tego,
w jakim systemie pracujemy (16-, 32- czy 64-bitowym), dokadnie
wiadomo, na ilu bitach zapisana jest zmienna danego typu. Wiadomo
te, z jakiego zakresu wartoci moe ona przyjmowa, nie ma wic
dowolnoci, która w przypadku np. jzyka C moga prowadzi do
trudnoci przy przenoszeniu programów midzy rónymi platformami.
W tabeli 2.1 zaprezentowano zakresy poszczególnych typów danych
oraz liczb bitów niezbdn do zapisania zmiennych danego typu.
Tabela 2.1. Zakresy dla typów arytmetycznych w Javie
Typ
Liczba bitów
Liczba bajtów
Zakres
byte
8
1
od –128 do 127
short
16
2
od –32 768 do 32 767
int
32
4
od –2 147 483 648 do 2 147
483 647
long
64
8
od –9 223 372 036 854 775 808
do 9 223 372 036 854 775 807
Typy zmiennoprzecinkowe
Typy zmiennoprzecinkowe wystpuj tylko w dwóch odmianach:
1. float (pojedynczej precyzji),
2. double (podwójnej precyzji).
Zakres oraz liczb bitów i bajtów potrzebnych do zapisu tych zmiennych zaprezentowano w tabeli 2.2.
Rozdzia 2. • Zmienne, operatory i instrukcje
23
Tabela 2.2. Zakresy dla typów zmiennoprzecinkowych w Javie
Typ
Liczba bitów
Liczba bajtów
Zakres
float
32
4
od –3,4e38 do 3,4e38
double
64
8
od –1,8e308 do 1,8e308
Format danych float i double jest zgodny ze specyfikacj standardu
ANSI/IEEE 754. Zapis 3,4e38 oznacza 3,4·1038.
Typ boolean
Jest to typ logiczny. Moe on reprezentowa jedynie dwie wartoci:
true (prawda) i false (fasz). Moe by wykorzystywany przy sprawdzaniu rónych warunków w instrukcjach if, a take w ptlach i innych konstrukcjach programistycznych, które zostan przedstawione
w dalszej czci rozdziau.
Typ char
Typ char suy do reprezentacji znaków (liter, znaków przestankowych,
ogólnie wszelkich znaków alfanumerycznych), przy czym w Javie
jest on 16-bitowy i zawiera znaki Unicode. Poniewa znaki s reprezentowane tak naprawd jako 16-bitowe kody liczbowe, typ ten zalicza si czasem do typów arytmetycznych.
Deklarowanie zmiennych typów podstawowych
Aby móc uy jakiej zmiennej w programie, najpierw trzeba j zadeklarowa, tzn. poda jej typ oraz nazw. Ogólna deklaracja wyglda
nastpujco:
typ_zmiennej nazwa_zmiennej;
Po takiej deklaracji zmienna jest ju gotowa do uycia, tzn. mona jej
przypisywa róne wartoci bd te wykonywa na niej róne operacje, np. dodawanie. Przypisanie wartoci zmiennej odbywa si przy
uyciu znaku (operatora) =. Pierwsze przypisanie wartoci zmiennej
nazywamy inicjacj zmiennej lub inicjalizacj zmiennej.
24
W I C Z E N I E
2.1
Deklarowanie zmiennych
Zadeklaruj dwie zmienne cakowite i przypisz im dowolne wartoci.
Wyniki wywietl na ekranie.
class Main {
public static void main (String args[]) {
int pierwszaLiczba;
int drugaLiczba;
pierwszaLiczba = 10;
drugaLiczba = 20;
System.out.println ("pierwsza liczba: " + pierwszaLiczba);
System.out.println ("druga liczba: " + drugaLiczba);
}
}
Zostay tu zadeklarowane dwie zmienne typu int (umoliwiajce
przechowywanie liczb cakowitych): pierwszaLiczba i drugaLiczba. Nastpnie przypisano im dwie wartoci cakowite: 10 i 20. Na zakoczenie zostaa uyta instrukcja1 System.out.println, która pozwala
wyprowadzi cig znaków na ekran (cigi znaków ujte w cudzysowy
zostay poczone za pomoc operatora + z wartociami zmiennych).
Po skompilowaniu i uruchomieniu takiego programu zobaczymy wic
na ekranie widok przedstawiony na rysunku 2.1.
Rysunek 2.1.
Wynik dziaania
programu
z wiczenia 2.1
Warto zmiennej mona równie przypisa ju w trakcie deklaracji,
piszc:
typ_zmiennej nazwa_zmiennej = warto;
1
W rzeczywistoci jest to wywoanie statycznej metody println. Ten temat
zostanie poruszony w dalszej czci ksiki.
25
Mona równie zadeklarowa wiele zmiennych danego typu, oddzielajc ich nazwy przecinkami. Cz z nich moe by te od razu
zainicjowana:
typ_zmiennej nazwa1, nazwa2, nazwa3;
typ_zmiennej nazwa1 = warto1, nazwa2, nazwa3 = warto2;
Zmienne w Javie, podobnie jak w C czy C++, ale inaczej ni w Pascalu,
mona deklarowa wedle potrzeb w dowolnym miejscu programu2.
W I C Z E N I E
2.2
Jednoczesna deklaracja i inicjacja zmiennych
Zadeklaruj i jednoczenie zainicjuj dwie zmienne typu cakowitego.
Wynik wywietl na ekranie.
class Main {
int pierwszaLiczba = 10;
int drugaLiczba = 20;
}
}
W I C Z E N I E
2.3
Deklarowanie zmiennych w jednym wierszu
Zadeklaruj kilka zmiennych typu cakowitego w jednym wierszu.
Niektóre z nich zainicjuj.
class Main {
int pierwszaLiczba = 10, drugaLiczba = 20, i, j, k;
}
}
2
Oczywicie w dowolnym miejscu, w którym ze wzgldów skadniowych
deklaracja jest dopuszczalna.
26
Przy nazywaniu zmiennych obowizuj pewne zasady. Otó nazwa
moe si skada z wielkich i maych liter oraz cyfr, ale nie moe si
zaczyna od cyfry. Mona przy tym uywa polskich znaków (a take innych liter spoza alfabetu aciskiego), cho czsto s one pomijane. Nazwa zmiennej powinna take odzwierciedla funkcj penion w programie. Jeeli na przykad okrela ona liczb punktów
w jakim zbiorze, to najlepiej nazwa j liczbaPunktow lub nawet
liczbaPunktowWZbiorze (poprawne bd te nazwy liczbaPunktów i liczbaPunktówWZbiorze). Mimo e tak duga nazwa moe wydawa si dziwna,
jednak bardzo poprawia czytelno programu oraz uatwia jego analiz.
Naprawd warto ten sposób stosowa. Z reguy przyjmuje si te, co
równie jest bardzo wygodne, e nazw zmiennej rozpoczynamy ma
liter, a poszczególne czony tej nazwy (wyrazy, które si na ni
skadaj) wielk liter — dokadnie tak jak w powyszych przykadach3.
Typy odnonikowe
Typy odnonikowe (ang. reference types) moemy podzieli na dwa
umowne rodzaje:
1. typy klasowe (ang. class types)4,
2. typy tablicowe (ang. array types).
Zacznijmy od typów tablicowych. Tablice s to wektory elementów
danego typu i su do uporzdkowanego przechowywania wartoci
tego typu. Mog by jedno- bd wielowymiarowe. Dostp do danego
elementu tablicy jest realizowany przez podanie jego indeksu, czyli
miejsca w tablicy, w którym si on znajduje. Dla tablicy jednowymiarowej bdzie to po prostu kolejny numer elementu, dla tablicy
dwuwymiarowej trzeba ju poda numer wiersza i kolumny itd. Jeli
chcemy zatem przechowa w programie 10 liczb cakowitych, najwygodniej bdzie uy w tym celu 10-elementowej tablicy typu int.
Typy klasowe pozwalaj na tworzenie klas i deklarowanie zmiennych obiektowych. Zajmiemy si nimi w rozdziale 3.
3
Jest to zatem standard Lower Camel Case. Nie jest to jednak zapis
obligatoryjny, mona oczywicie stosowa inne standardy.
4
Typy klasowe moglibymy podzieli z kolei na obiektowe i interfejsowe;
s to jednak rozwaania, którymi nie bdziemy si w niniejszej publikacji
zajmowa.
27
Deklarowanie zmiennych typów odnonikowych
Zmienne typów odnonikowych deklarujemy podobnie jak w przypadku zmiennych typów podstawowych, tzn. piszc:
typ_zmiennej nazwa_zmiennej;
lub:
typ_zmiennej nazwa_zmiennej_1, nazwa_zmiennej_2, nazwa_zmiennej_3;
Stosujc taki zapis, inaczej ni w przypadku typów prostych, zadeklarowalimy jednak jedynie tzw. odniesienie (ang. reference) do obiektu, a nie sam byt jakim jest obiekt! Takiemu odniesieniu jest domylnie
przypisana warto pusta (null), czyli praktycznie nie moemy wykonywa na nim adnej operacji. Dopiero po utworzeniu odpowiedniego obiektu w pamici moemy powiza go z tak zadeklarowan
zmienn. Jeli zatem napiszemy np.:
int a;
bdziemy mieli gotow do uycia zmienn typu cakowitego. Moemy
jej przypisa np. warto 10. eby jednak móc skorzysta z tablicy,
musimy zadeklarowa zmienn odnonikow typu tablicowego, utworzy obiekt tablicy i powiza go ze zmienn. Dopiero wtedy bdziemy
mogli swobodnie odwoywa si do kolejnych elementów. Piszc
zatem:
int tablica[];
zadeklarujemy odniesienie do tablicy, która bdzie moga zawiera
elementy typu int, czyli 32-bitowe liczby cakowite. Samej tablicy jednak jeszcze wcale nie ma. Przekonamy si o tym, wykonujc kolejne
wiczenia.
W I C Z E N I E
2.4
Deklarowanie tablicy
Zadeklaruj tablic elementów typu cakowitego. Przypisz zerowemu
elementowi tablicy dowoln warto. Spróbuj skompilowa i uruchomi program.
class Main {
int tablica[];
tablica[0] = 11;
28
System.out.println ("Zerowy element tablicy to: " + tablica[0]);
}
}
Ju przy próbie kompilacji kompilator wypisze na ekranie tekst: variable
tablica might not have been initialized, informujcy nas, e chcemy
odwoa si do zmiennej, która prawdopodobnie nie zostaa zainicjalizowana (rysunek 2.2). Widzimy te wyranie, e w razie wystpienia bdu na etapie kompilacji otrzymujemy kilka wanych i pomocnych informacji. Przede wszystkim jest to nazwa pliku, w którym
wystpi bd (to wane, gdy program moe skada si z bardzo
wielu plików), numer wiersza w tym pliku oraz konkretne miejsce
wystpienia bdu. Na samym kocu kompilator podaje te cakowit
liczb bdów.
Rysunek 2.2. Bd kompilacji. Nie zainicjowalimy zmiennej tablica
Skoro jednak wystpi bd, naley go natychmiast naprawi. W tym
przypadku oznacza to utworzenie tablicy i przypisanie jej zmiennej
tablica.
W I C Z E N I E
2.5
Deklaracja i utworzenie tablicy
Zadeklaruj i utwórz tablic elementów typu cakowitego. Przypisz
zerowemu elementowi tablicy dowoln warto. Spróbuj wywietli
zawarto tego elementu na ekranie.
class Main {
int tablica[] = new int[10];
tablica[0] = 11;
System.out.println ("Zerowy element tablicy to: " + tablica[0]);
}
}
29
Wyraenie new int[10] oznacza utworzenie nowej, jednowymiarowej
tablicy liczb typu int o rozmiarze 10 elementów. Ta nowa tablica zostaa przypisana zmiennej odnonikowej o nazwie tablica. Po takim
przypisaniu moemy odwoywa si do kolejnych elementów tej tablicy, piszc:
tablica[index]
Zapis tablica[0] = 11; oznacza wic: przypisz warto 11 elementowi
tablicy o indeksie 0.
Warto zwróci szczególn uwag, e elementy tablicy s numerowane od zera, a nie od 1. Oznacza to, i pierwszy element tablicy
10-elementowej ma indeks 0, a ostatni 9 (a nie 10!).
Co si jednak stanie, jeli — nieprzyzwyczajeni do takiego sposobu
indeksowania — odwoamy si do indeksu o numerze 10? Sprawdmy
to, wykonujc wiczenie 2.6.
W I C Z E N I E
2.6
Odwoanie do nieistniejcego indeksu tablicy
Zadeklaruj i zainicjalizuj tablic 10-elementow. Spróbuj przypisa
elementowi o indeksie 10 dowoln liczb cakowit.
class Main {
int tablica[] = new int[10];
tablica[10] = 11;
System.out.println ("Dziesity element tablicy to: " + tablica[10]);
}
}
Efekt dziaania kodu jest widoczny na rysunku 2.3. Wbrew pozorom
nie stao si jednak nic strasznego. Wystpi bd, zosta on jednak
obsuony przez maszyn wirtualn Javy. Konkretnie zosta wygenerowany tzw. wyjtek i program standardowo zakoczy dziaanie.
Taki wyjtek moemy jednak przechwyci i tym samym zapobiec niekontrolowanemu zakoczeniu aplikacji. Jest to jednak odrbny, aczkolwiek bardzo wany temat; zajmiemy si nim nieco póniej. Godne uwagi jest to, e próba odwoania si do nieistniejcego elementu
zostaa wykryta i to odwoanie tak naprawd nie wystpio! Program
nie naruszy wic niezarezerwowanego dla niego obszaru pamici.
30
Rysunek 2.3. Próba odwoania si do nieistniejcego elementu tablicy
Operatory
Poznalimy ju zmienne, musimy jednak wiedzie, jakie operacje
moemy na nich wykonywa. Operacje wykonujemy za pomoc rónych operatorów, np. odejmowania, dodawania, przypisania itd. Podstawowe operatory moemy podzieli na nastpujce grupy5:
1. arytmetyczne,
2. bitowe,
3. logiczne,
4. przypisania,
5. porównania.
Operatory arytmetyczne
Wród tych operatorów znajdziemy standardowo dziaajce:
1. + — dodawanie,
2. – — odejmowanie,
3. * — mnoenie,
4. / — dzielenie.
5
Mona wydzieli równie inne grupy, co wykracza jednak poza ramy
tematyczne niniejszej publikacji.
31
W I C Z E N I E
2.7
Operacje arytmetyczne na zmiennych
Zadeklaruj dwie zmienne typu cakowitego. Wykonaj na nich kilka
operacji arytmetycznych. Wyniki wywietl na ekranie.
class Main {
public static void main(String args[]) {
int a, b, c;
a = 10;
b = 25;
c = b - a;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("b - a = " + c);
c = a * b;
System.out.println("a * b = " + c);
}
}
Najpierw zostay zadeklarowane trzy zmienne typu int: a, b i c. Dwie
pierwsze otrzymay wartoci liczbowe (10 i 25), natomiast trzecia —
warto wynikajc z odejmowania b – a (bdzie to zatem 15). Nastpnie wartoci zmiennych zostay wywietlone na ekranie. W kolejnym kroku zmienna c otrzymaa now warto wynikajc z mnoenia a * b i ta warto (250) równie zostaa wywietlona.
Do operatorów arytmetycznych naley równie znak %, przy czym
nie oznacza on obliczania procentów, ale dzielenie modulo (reszt
z dzielenia). Np. wynik dziaania 12 % 5 wynosi 2, pitka mieci si bowiem
w dwunastu 2 razy, pozostawiajc reszt 2 (5 2 = 10, 10 + 2 = 12).
W I C Z E N I E
2.8
Dzielenie modulo
Zadeklaruj kilka zmiennych. Wykonaj na nich operacje dzielenia
modulo. Wyniki wywietl na ekranie.
class Main {
public static void main(String args[]) {
int a, b, c;
a = 10;
b = 25;
c = b % a;
32
System.out.println("b % a = " + c);
System.out.println("a % 3 = " + a % 3);
c = a * b;
System.out.println("(a * b) % 120 = " + c % 120);
}
}
Pierwsza cz kodu jest tu taka sama jak w wiczeniu 2.8. Zmiennej
c zostaa jednak przypisana warto dzielenia modulo b % a. Tym
samym pierwsz jej wartoci bdzie 5 (25 % 10 = 5, bo 2 * 10 = 20,
20 + 5 = 25). Wynik tego dziaania (warto zmiennej c) zosta wywietlony za pomoc znanej nam konstrukcji System.out.println. W kolejnej instrukcji na ekran zostaa wyprowadzona warto dziaania
a % 3, czyli 1 (10 % 3 = 1, bo 3 * 3 = 9, 9 + 1 = 10). Nastpnie zmiennej
c przypisano warto mnoenia a * b (tak samo jak w wiczeniu 2.7),
a na ekran zosta wyprowadzony wynik dziaania c % 20 (czyli (a * b) %
120). Wynik tego dziaania to 10 (c = 250, 250 % 120 = 10, bo 2 * 120 =
240, 240 + 10 = 250).
Kolejne operatory typu arytmetycznego to operator inkrementacji i dekrementacji. Operator inkrementacji (czyli zwikszania), którego symbolem jest ++, powoduje przyrost wartoci zmiennej o jeden. Moe
wystpowa w formie przyrostkowej bd przedrostkowej. Oznacza
to, e jeli mamy zmienn, która nazywa si np. x, forma przedrostkowa bdzie wyglda: ++x, natomiast przyrostkowa: x++.
Oba te wyraenia zwiksz warto zmiennej x o jeden, jednak nie s
one równowane. Otó operacja x++ zwiksza warto zmiennej po
jej wykorzystaniu, natomiast ++x przed jej wykorzystaniem. Czasem
takie rozrónienie jest bardzo pomocne przy pisaniu programu.
W I C Z E N I E
2.9
Operator inkrementacji
Przeanalizuj poniszy kod. Nie uruchamiaj programu, ale zastanów
si, jaki cig liczb bdzie wywietlony. Nastpnie, po uruchomieniu
kodu, sprawd swoje przypuszczenia.
class Main {
/*1*/ int x = 1, y;
/*2*/ System.out.println (++x);
/*3*/ System.out.println (x++);
/*4*/
/*5*/
/*6*/
/*7*/
/*8*/
33
System.out.println (x);
y = x++;
System.out.println (y);
y = ++x;
System.out.println (++y);
}
}
Dla uatwienia poszczególne wiersze w programie zostay oznaczone
kolejnymi liczbami (w tym celu uyto komentarzy blokowych przedstawionych w rozdziale 1.). Wynikiem dziaania tego programu bdzie cig liczb 2, 2, 3, 3, 6. Dlaczego? Na pocztku zmienna x przyjmuje warto 1. W drugim wierszu metody main wystpuje operator
++x, zatem najpierw jest ona zwikszana o jeden (x = 2), a dopiero
potem wywietlana na ekranie. W wierszu o numerze 3 jest odwrotnie. Najpierw warto zmiennej x jest wywietlana (x = 2), a dopiero
potem zwikszana o 1 (x = 3). W wierszu czwartym po prostu wywietlamy warto x (x = 3). W wierszu pitym najpierw zmiennej y
jest przypisywana dotychczasowa warto x (x = 3, y = 3), a nastpnie warto x jest zwikszana o jeden (x = 4). W wierszu szóstym
wywietlamy warto y (y = 3). W wierszu siódmym najpierw zwikszamy warto x o jeden (x = 5), a póniej przypisujemy t warto
zmiennej y. W wierszu ostatnim, ósmym, zwikszamy y o jeden (y = 6)
i wywietlamy na ekranie.
Operator dekrementacji (--) dziaa analogicznie, z tym e zamiast
zwiksza wartoci zmiennych, zmniejsza je, oczywicie zawsze
o jeden.
W I C Z E N I E
2.10
Operator dekrementacji
Zmie kod z wiczenia 2.9 tak, aby operator ++ zosta zastpiony
operatorem --. Nastpnie przeanalizuj jego dziaanie i sprawd, czy
otrzymany wynik jest taki sam, jak otrzymany na ekranie po uruchomieniu kodu.
class Main {
/*1*/ int x = 1, y;
/*2*/ System.out.println (--x);
/*3*/ System.out.println (x--);
34
/*4*/
/*5*/
/*6*/
/*7*/
/*8*/
System.out.println (x);
y = x--;
System.out.println (y);
y = --x;
System.out.println (--y);
}
}
Kod dziaa tu analogicznie do przedstawionego w wiczeniu 2.9, z t
rónic, e warto zmiennych jest zmniejszana. W zwizku z tym
po uruchomieniu programu zostanie uzyskany cig liczb: 0, 0, -1, -1, -4.
Dziaania operatorów arytmetycznych na liczbach cakowitych nie
trzeba chyba wyjania, moe z dwoma wyjtkami. Otó co si stanie, jeeli wynik dzielenia dwóch liczb cakowitych nie bdzie liczb
cakowit? Odpowied na szczcie jest prosta — wynik zostanie zaokrglony w dó (zostanie utracona cz uamkowa wyniku). Zatem
wynikiem dziaania 7 / 2 w arytmetyce liczb cakowitych bdzie 3
(„prawdziwym” wynikiem jest oczywicie 3,5, która to warto zostaje
zaokrglona w dó do najbliszej liczby cakowitej, czyli trzech).
W I C Z E N I E
2.11
Dzielenie liczb cakowitych
Wykonaj dzielenie zmiennych typu cakowitego. Sprawd rezultaty
w sytuacji, gdy rzeczywisty wynik jest uamkiem.
class Main {
public static void main(String args[])
int a = 8, b = 3, c = 2;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);
System.out.println("a / b = " + a /
System.out.println("a / c = " + a /
System.out.println("b / c = " + b /
}
}
{
b);
c);
c);
Zostay zadeklarowane i jednoczenie zainicjowane trzy zmienne typu int, a ich wartoci wypisane na ekranie: a = 8, b = 3 i c = 2. Nastpnie zostay wywietlone wyniki dzielenia cakowitoliczbowego a
/ b, czyli 2 („prawdziwym” wynikiem jest 2 i dwie trzecie), a / c,
czyli 4, i b / c, czyli 1 („prawdziwym” wynikiem jest 1,5).
35
Drugim problemem jest to, co si stanie, jeeli przekroczymy zakres
jakiej zmiennej. Pamitamy np., e zmienna typu byte jest zapisywana na 8 bitach i moe przyjmowa wartoci od –128 do 127 (patrz tabela 2.1). Spróbujmy zatem przypisa zmiennej tego typu warto 128.
W I C Z E N I E
2.13
Przekroczenie zakresu w trakcie kompilacji
Zadeklaruj zmienn typu byte. Przypisz jej warto 128. Spróbuj dokona kompilacji otrzymanego kodu.
class Main {
byte zmienna;
zmienna = 128;
System.out.println(zmienna);
}
}
Próbujc wykona kompilacj kodu z wiczenia, szybko przekonamy
si, e nie bdzie to moliwe. Kompilator nie dopuci do przypisania
zmiennej wartoci wykraczajcej poza zakres jej typu. Zobaczymy
zatem komunikat o bdzie przedstawiony na rysunku 2.4.
Rysunek 2.4.
Próba
przekroczenia
dopuszczalnej
wartoci
zmiennej
Niestety, kompilator nie zawsze bdzie w stanie wykry tego typu
bd. Moe si bowiem zdarzy, e zakres przekroczymy w trakcie
wykonywania programu. Co wtedy?
36
W I C Z E N I E
2.13
Przekroczenie zakresu w trakcie dziaania kodu
Zadeklaruj zmienne typu long. Wykonaj operacje arytmetyczne przekraczajce dopuszczaln warto takiej zmiennej. Wynik wywietl
na ekranie.
class Main {
int a, b = (int) Math.pow(2, 32) + 1;
a = b + b;
System.out.println ("a = " + a);
}
}
Operacja (int) Math.pow(2, 32) oznacza podniesienie liczby 2 do potgi
32., a nastpnie skonwertowanie wyniku (który jest liczb typu double)
do typu int. Zmiennej a jest przypisywany wynik dziaania b + b i okazuje si, e jest to 0. Dlaczego? Otó jeeli jaka warto przekracza
dopuszczalny zakres swojego typu, jest „zawijana” do pocztku tego
zakresu. Obrazowo ilustruje to rysunek 2.5.
Rysunek 2.5. Przekroczenie dopuszczalnego zakresu dla typu int
Operatory bitowe
Operacje te, jak sama nazwa wskazuje, s dokonywane na bitach.
Przypomnijmy zatem podstawowe wiadomoci o systemach liczbowych. W systemie dziesitnym, z którego korzystamy na co dzie,
wykorzystywanych jest dziesi cyfr — od 0 do 9. W systemie dwójkowym bd zatem wykorzystywane jedynie dwie cyfry — 0 i 1.
37
Kolejne liczby budowane s z tych dwóch cyfr dokadnie tak samo
jak w systemie dziesitnym; przedstawia to tabela 2.3. Wida wyranie,
e np. 4 dziesitnie to 100 dwójkowo, a 10 dziesitnie to 1010 dwójkowo.
Tabela 2.3. Reprezentacja liczb w systemie dwójkowym i dziesitnym
System dwójkowy
System dziesitny
0
0
1
1
10
2
11
3
100
4
101
5
110
6
111
7
1000
8
1001
9
1010
10
1011
11
1100
12
1101
13
1110
14
1111
15
Na liczbach moemy dokonywa znanych ze szkoy operacji bitowych AND (iloczyn bitowy), OR (suma bitowa), NOT (negacja bitowa) oraz XOR (bitowa alternatywa wykluczajca). Symbolem operatora AND jest znak & (ampersand), operatora OR znak | (pionowa
kreska), operatora NOT znak ~ (tylda), natomiast operatora XOR znak
^ (strzaka w gór, daszek). Oprócz tego mona równie wykonywa
operacje przesuni bitów. Zestawienie wystpujcych w Javie operatorów bitowych zostao przedstawione w tabeli 2.4.
38
Tabela 2.4. Operatory bitowe w Javie
Operator
Symbol
AND
&
OR
|
NOT
~
XOR
^
Przesunicie bitowe w prawo
>>
Przesunicie bitowe w lewo
<<
Przesunicie bitowe w prawo z wypenieniem zerami
>>>
Operatory logiczne
Argumentami operacji logicznych musz by wyraenia posiadajce
warto logiczn, czyli true lub false (prawda i fasz). Przykadowo
wyraenie 10 < 20 jest niewtpliwie prawdziwe (10 jest mniejsze od 20),
zatem jego warto logiczna jest równa true. W grupie tej wyróniamy
trzy operatory:
T logiczne AND (&&),
T logiczne OR (||),
T logiczna negacja (!).
Warto zauway, e w czci przypadków stosowania operacji logicznych aby otrzyma wynik, wystarczy obliczy tylko pierwszy argument6. Wynika to oczywicie z waciwoci operatorów. Jeli wynikiem obliczenia pierwszego argumentu jest bowiem warto true,
a wykonujemy operacj OR, to niezalenie od stanu drugiego argumentu wartoci caego wyraenia bdzie true. Podobnie przy stosowaniu operatora AND — jeeli wartoci pierwszego argumentu
bdzie false, to i wartoci caego wyraenia bdzie false.
6
cilej rzecz ujmujc, moe wystarczy znajomo wartoci dowolnego
jednego argumentu.
39
Operatory przypisania
Operacje przypisania s dwuargumentowe i powoduj przypisanie
wartoci argumentu znajdujcego si z prawej strony do argumentu
znajdujcego si z lewej strony. Najprostszym operatorem tego typu
jest oczywicie klasyczny znak równoci. Zapis liczba = 5 oznacza,
e zmiennej liczba chcemy przypisa warto 5. Oprócz tego mamy
jeszcze do dyspozycji operatory czce klasyczne przypisanie z innym operatorem arytmetycznym bd bitowym. Zostay one zebrane
w tabeli 2.5.
Tabela 2.5. Operatory przypisania i ich znaczenie w Javie
Argument 1
Operator
Argument 2
Znaczenie
x
=
y
x = y
x
+=
y
x = x + y
x
-=
y
x = x – y
x
*=
y
x = x * y
x
/=
y
x = x / y
x
%=
y
x = x % y
x
<<=
y
x = x << y
x
>>=
y
x = x >> y
x
>>>=
y
x = x >>> y
x
&=
y
x = x & y
x
|=
y
x = x | y
x
^=
y
x = x ^ y
Operatory porównania (relacyjne)
Operatory porównania, czyli relacyjne, su oczywicie do porównywania argumentów. Wynikiem takiego porównania jest warto
logiczna true (jeli jest ono prawdziwe) lub false (jeli jest faszywe).
Zatem wynikiem operacji argument1 == argument2 bdzie true, jeeli
argumenty s sobie równe, lub false, jeeli argumenty s róne. Czyli
4 == 5 ma warto false, a 2 == 2 ma warto true. Do dyspozycji
mamy operatory porównania zawarte w tabeli 2.6.
40
Tabela 2.6. Operatory porównania w Javie
Operator
Opis
==
Jeli argumenty s sobie równe, wynikiem jest true, w przeciwnym
razie wynikiem jest false.
!=
Jeli argumenty s róne, wynikiem jest true, w przeciwnym
razie wynikiem jest false.
>
Jeli argument prawostronny jest mniejszy od lewostronnego,
wynikiem jest true, w przeciwnym razie wynikiem jest false.
<
Jeli argument prawostronny jest wikszy od lewostronnego,
wynikiem jest true, w przeciwnym razie wynikiem jest false.
>=
Jeli argument prawostronny jest mniejszy od lewostronnego lub
równy lewostronnemu, wynikiem jest true, w przeciwnym razie
wynikiem jest false.
<=
Jeli argument prawostronny jest wikszy od lewostronnego lub
równy lewostronnemu, wynikiem jest true, w przeciwnym razie
wynikiem jest false.
Operator warunkowy
Operator warunkowy ma nastpujc skadni:
warunek ? warto1 : warto2;
Wyraenie takie przybiera warto1, jeeli warunek jest prawdziwy,
lub warto2 w przeciwnym przypadku.
W I C Z E N I E
2.14
Wykorzystanie operatora warunkowego
Uyj operatora warunkowego do zmodyfikowania wartoci dowolnej
zmiennej typu cakowitego (int).
class Main {
int x = 1, y;
y = (x == 1 ? 10 : 20);
System.out.println ("y = " + y);
}
}
41
W powyszym wiczeniu najwaniejszy jest oczywicie wiersz:
y = (x == 1? 10 : 20);
który oznacza: jeeli x jest równe 1, przypisz zmiennej y warto 10,
w przeciwnym razie przypisz zmiennej y warto 20. Poniewa zmienn
x zainicjalizowalimy wartoci 1, na ekranie zostanie wywietlony cig
znaków y = 10. Uyte w instrukcji nawiasy okrge nie s konieczne
i su wycznie zwikszeniu czytelnoci kodu ródowego. Równie
poprawna byaby instrukcja w postaci: y = x == 1 ? 10 : 20;.
Priorytety operatorów
Sama znajomo operatorów to jednak nie wszystko. Niezbdna jest
jeszcze wiedza na temat tego, jaki maj one priorytet, czyli jaka jest
kolejno ich wykonywania. Wiadomo na przykad, e mnoenie jest
„silniejsze” od dodawania, zatem najpierw mnoymy, potem dodajemy. W Javie jest podobnie, sia kadego operatora jest cile okrelona. Przedstawia to tabela 2.77. Im wysza pozycja w tabeli, tym
wyszy priorytet operatora. Operatory znajdujce si na jednym poziomie (w jednym wierszu) maj ten sam priorytet.
Tabela 2.7. Priorytety operatorów w Javie
7
Grupa operatorów
Symbole
inkrementacja przyrostkowa
++, --
inkrementacja przedrostkowa,
negacje
++, --, ~, !
mnoenie, dzielenie
*, /, %
przesunicia bitowe
<<, >>, >>>
porównania
<, >, <=, >=
porównania
==, !=
bitowe AND
&
bitowe XOR
^
Tabela nie przedstawia wszystkich operatorów wystpujcych w Javie,
a jedynie omawiane w ksice.
42
Tabela 2.7. Priorytety operatorów w Javie — cig dalszy
Grupa operatorów
Symbole
bitowe OR
|
logiczne AND
&&
logiczne OR
||
warunkowe
?
przypisania
=, +=, -=, *=, /=, %=, >>=, <<=, >>>=, &=, ^=, |=
Instrukcje
Instrukcja warunkowa if…else
Bardzo czsto w programie niezbdne jest sprawdzenie jakiego warunku i w zalenoci od tego, czy jest on prawdziwy, czy faszywy,
wykonanie rónych instrukcji. Do takiego sprawdzania suy wanie
instrukcja warunkowa if...else. Ma ona ogóln posta:
if (wyraenie warunkowe){
//instrukcje do wykonania, jeeli warunek jest prawdziwy
}
else{
//instrukcje do wykonania, jeeli warunek jest faszywy
}
Trzeba przy tym zaznaczy, e wyraenie warunkowe, inaczej ni w C
i C++, musi da w wyniku warto typu boolean, tzn. true lub false.
W I C Z E N I E
2.15
Uycie instrukcji warunkowej if…else
Wykorzystaj instrukcj warunkow if...else do stwierdzenia, czy
warto zmiennej typu cakowitego jest mniejsza od zera.
class Main {
int a = -10;
if (a > 0){
43
System.out.println ("Zmienna a jest wiksza od zera.");
}
else{
System.out.println ("Zmienna a nie jest wiksza od zera.");
}
}
}
W instrukcji warunkowej if jest badany warunek a > 0, czyli czy
warto zmiennej a jest wiksza od 0. Jeli warunek jest prawdziwy
(warto zmiennej a jest wiksza od 0), wykonywana jest instrukcja
z bloku if, w przeciwnym razie (warto zmiennej a nie jest wiksza
od 0) wykonywana jest instrukcja z bloku else. Poniewa pocztkowo
do a zostaa przypisana warto -10, po skompilowaniu i uruchomieniu przykadu na ekranie pojawi si napis Zmienna a nie jest wiksza
od zera. Zmiana wartoci a na wiksz od 0 i ponowna kompilacja
oraz uruchomienie spowoduje wywietlenie drugiego napisu.
Spróbujmy teraz czego nieco bardziej skomplikowanego. Zajmijmy si
klasycznym przykadem liczenia pierwiastków równania kwadratowego. Przypomnijmy, e jeli mamy równanie o postaci Ax 2 Bx C 0 ,
to aby obliczy jego rozwizanie, liczymy tzw. delt ('), która jest
równa B2 4AC . Jeeli delta jest wiksza od zera, mamy dwa pierwiastki: x1
B '
i x2
2A
B '
.
2A
Jeeli delta jest równa zeru, istnieje tylko jedno rozwizanie — mianowicie x
B
. W przypadku trzecim, jeeli delta jest mniejsza od zera,
2A
równanie takie nie ma rozwiza w zbiorze liczb rzeczywistych.
Skoro jest tutaj tyle warunków do sprawdzenia, jest to doskonay
przykad do potrenowania zastosowania instrukcji if...else. Aby nie
komplikowa zagadnienia, nie bdziemy si w tej chwili zajmowa
wczytywaniem parametrów równania z klawiatury (ten temat zostanie omówiony w rozdziale 6.), ale podamy je bezporednio w kodzie.
44
W I C Z E N I E
2.16
Pierwiastki równania kwadratowego
Wykorzystaj operacje arytmetyczne oraz instrukcj if...else do obliczenia pierwiastków równania kwadratowego o parametrach podanych bezporednio w kodzie programu.
class Main {
int parametrA = 1, parametrB = -1, parametrC = -6;
System.out.println ("Parametry równania:");
System.out.println ("A: " + parametrA + " B: " + parametrB + " C:
´" + parametrC);
if (parametrA == 0){
System.out.println ("To nie jest równanie kwadratowe: A = 0!");
}
else{
double delta = parametrB * parametrB - 4 * parametrA * parametrC;
if (delta < 0){
System.out.println ("Delta < 0.");
System.out.println ("To równanie nie ma rozwizania w zbiorze
´liczb rzeczywistych");
}
else{
double wynik;
if (delta == 0){
wynik = - parametrB / 2 * parametrA;
System.out.println ("Rozwizanie: x = " + wynik);
}
else{
wynik = (- parametrB + Math.sqrt(delta)) / 2 * parametrA;
System.out.print ("Rozwizanie: x1 = " + wynik);
wynik = (- parametrB - Math.sqrt(delta)) / 2 * parametrA;
System.out.println (", x2 = " + wynik);
}
}
}
}
}
Na pocztku kodu s definiowane zmienne okrelajce parametry
równania, a ich wartoci wywietlane na ekranie. Nastpnie za pomoc pierwszej instrukcji warunkowej if badany jest stan parametru A,
czyli zmiennej parametrA. Po stwierdzeniu, e parametrA jest równy 0,
wywietlana jest informacja, e nie mamy do czynienia z równaniem
45
kwadratowym. W przeciwnym przypadku wykonywane s instrukcje
z bloku else. Jest w nim obliczana delta, a nastpnie wykonywana
kolejna instrukcja if badajca, czy delta jest mniejsza od 0. Jeli jest
mniejsza, wywietlana jest informacja o braku rozwiza. W przeciwnym razie (delta wiksza od 0 bd równa 0) w bloku else jest
wykonywana kolejna instrukcja warunkowa badajca tym razem, czy
delta jest równa 0. Gdy jest równa 0, jedyny wynik jest obliczany i wywietlany na ekranie. W przeciwnym przypadku (delta wiksza od 0)
obliczane s dwa pierwiastki, a wynik oblicze jest wywietlany na
ekranie.
Jak atwo zauway, instrukcj warunkow mona zagnieda, tzn.
po jednym if moe wystpowa kolejne, po nim nastpne itd. Jednak
jeeli zapiszemy to w sposób podany w poprzednim wiczeniu, przy
wielu zagniedeniach otrzymamy bardzo nieczytelny kod. Aby
temu zapobiec, moemy posuy si zoon instrukcj warunkow
if...else if. Zamiast tworzy mniej wygodn konstrukcj, tak jak
przedstawiona poniej:
if (warunek1){
//instrukcje 1
}
else{
if (warunek2){
//instrukcje 2
}
else{
if (warunek3){
//instrukcje 3
}
else{
//instrukcje 4
}
}
}
cao mona zapisa duo prociej i czytelniej w postaci:
if (warunek1){
//instrukcje 1
}
else if (warunek2){
//instrukcje 2
}
else if (warunek3){
//instrukcje 3
46
}
else{
//instrukcje 4
}
W I C Z E N I E
2.17
Zastosowanie instrukcji if…else if
Napisz kod obliczajcy pierwiastki równania kwadratowego o parametrach zadanych w programie. Wykorzystaj instrukcj if...else if.
class Main {
int parametrA = 1, parametrB = -1, parametrC = -6;
System.out.println ("Parametry równania:");
System.out.println ("A: " + parametrA + " B: " + parametrB + " C:
´" + parametrC);
if (parametrA == 0){
System.out.println ("To nie jest równanie kwadratowe: A = 0!");
}
else{
double delta = parametrB * parametrB - 4 * parametrA * parametrC;
double wynik;
if (delta < 0){
System.out.println ("Delta < 0.");
System.out.println ("To równanie nie ma rozwizania w zbiorze
´liczb rzeczywistych");
}
else if (delta == 0){
wynik = - parametrB / 2 * parametrA;
System.out.println ("Rozwizanie: x = " + wynik);
}
else{
wynik = (- parametrB + Math.sqrt(delta)) / 2 * parametrA;
System.out.print ("Rozwizanie: x1 = " + wynik);
wynik = (- parametrB - Math.sqrt(delta)) / 2 * parametrA;
System.out.println (", x2 = " + wynik);
}
}
}
}
47
Instrukcja wyboru switch
Instrukcja switch pozwala w wygodny i przejrzysty sposób sprawdza wiele warunków i wykonywa róny kod w zalenoci od tego,
czy warunki s prawdziwe, czy faszywe. Mona ni zastpi cig instrukcji if...else if. Jeeli mamy w kodzie przykadow konstrukcj
o schematycznej postaci:
if (wyraenie == X){
instrukcja1;
}
else if (wyraenie == Y){
instrukcja2;
}
else if (wyraenie == Z){
instrukcja3;
}
else{
instrukcja4;
}
to moemy j zastpi tak:
switch (wyraenie){
case X:
instrukcje1;
break;
case Y:
instrukcje2;
break;
case Z:
instrukcje3;
break;
default:
instrukcje4;
}
Po kolei jest tu sprawdzane, czy wyraenie przyjmuje jedn z wartoci
X, Y i Z. Jeeli równo zostanie w jednym z przypadków stwierdzona, wykonywane s instrukcje po odpowiedniej klauzuli case. Jeeli
równo nie zostanie stwierdzona, wykonywane s instrukcje po
sowie default. Instrukcja break powoduje wyjcie z bloku switch.
Wyraeniem jest z reguy po prostu nazwa zmiennej. W wersjach
Javy do 7 (1.7) wartociami wyraenia (symbole X, Y, Z w kodzie)
mog by tylko wartoci typu char, byte, short i int, natomiast w Javie 7
dodatkowo uwzgldniany jest te typ String (czyli cig znaków).
48
W I C Z E N I E
2.18
Uycie instrukcji wyboru switch
Uywajc instrukcji switch, napisz program sprawdzajcy, czy warto
zadeklarowanej zmiennej jest równa 1, czy 10. Wywietl na ekranie
stosowny komunikat.
class Main {
int a = 10;
switch (a){
case 1 :
System.out.println("a jest równe 1");
break;
case 10:
System.out.println("a jest równe 10");
break;
default:
System.out.println("a nie jest równe ani 1, ani 10.");
}
}
}
Uwaga! Jeeli w którym z przypadków case zapomnimy o sowie (instrukcji) break, wykonywanie instrukcji switch bdzie kontynuowane
a do osignicia pierwszej instrukcji break lub wykonania caego
bloku switch. To moe prowadzi do otrzymania niespodziewanych
efektów. W szczególnoci zostanie wtedy wykonany blok instrukcji
wystpujcy po default. Moe to by oczywicie efekt zamierzony,
moe te jednak powodowa trudne do wykrycia bdy.
W I C Z E N I E
2.19
Efekt pominicia instrukcji break
Zmodyfikuj kod z wiczenia 2.18, usuwajc instrukcj break. Zaobserwuj, jak zmienio si dziaanie programu.
class Main {
int a = 10;
switch (a){
case 1:
System.out.println("a = 1");
case 10:
49
System.out.println("a = 10");
default:
System.out.println("a nie jest równe ani 1, ani 10.");
}
}
}
Po skompilowaniu i uruchomieniu kodu zobaczymy widok zaprezentowany na rysunku 2.6. Jak wida, wedug naszego programu
zmienna a jest jednoczenie równa 10, jak i róna od 10. Bezporednim powodem jest oczywicie usunicie sowa break. Instrukcja switch
dziaa teraz w ten sposób, e najpierw warto a jest porównywana
z wartoci 1 (pierwszy przypadek case). Równo nie jest stwierdzona,
zatem nastpuje przejcie do kolejnego bloku case (case 10). W tym
bloku równo zostanie stwierdzona (a = 10), jest wic wykonywana
instrukcja z tego bloku (System.out.println("a = 10");). Poniewa
jednak w bloku case 10 nie ma instrukcji break, zostan wykonane
wszystkie instrukcje z innych bloków case (o ile takie wystpuj)
oraz bloku default, chyba e w którym z nich wystpi jednak instrukcja break. W tym przypadku za case 10 mamy tylko blok default
i adnej instrukcji break, zatem zostanie wykonana instrukcja System.
´out.println("a nie jest równe ani 1, ani 10.");.
Rysunek 2.6.
Ilustracja bdu
z wiczenia 2.19
Ptla for
Ptle w jzykach programowania pozwalaj na wykonywanie powtarzajcych si czynnoci. Nie inaczej jest w Javie. Jeli chcemy np.
wypisa na ekranie 10 razy napis Java, moemy zrobi to, piszc 10
razy System.out.println("Java");. Jeeli jednak chcielibymy mie ju
150 takich napisów, to, pomijajc oczywicie kwesti sensownoci
tej czynnoci, byby to ju problem. Na szczcie z pomoc przychodz
nam wanie ptle. Ptla typu for ma nastpujc skadni:
50
for (wyraenie pocztkowe; wyraenie warunkowe; wyraenie modyfikujce){
//instrukcje do wykonania
}
wyraenie pocztkowe jest stosowane do zainicjalizowania zmiennej
uywanej jako licznik liczby wykona ptli, wyraenie warunkowe
okrela warunek, który musi by speniony, aby dokona kolejnego
przejcia w ptli, wyraenie modyfikujce jest zwykle uywane do modyfikacji zmiennej bdcej licznikiem.
W I C Z E N I E
2.20
Budowa ptli for
Wykorzystujc ptl typu for, napisz program wywietlajcy na ekranie
10 razy napis Java.
class Main {
for (int i = 1; i <= 10; i++){
System.out.println ("Java");
}
}
}
Zmienna i to tzw. zmienna iteracyjna, której na pocztku przypisujemy warto 1 (int i = 1). Nastpnie w kadym przebiegu ptli jest
ona zwikszana o jeden (i++) oraz wykonywana jest instrukcja System.
´out.println ("Java");. Wszystko trwa, a i osignie warto 10
(i <= 10).
Wyraenie modyfikujce jest zwykle uywane do modyfikacji zmiennej
iteracyjnej. Takiej modyfikacji moemy jednak dokona równie wewntrz ptli. Struktura tego typu wyglda nastpujco:
for (wyraenie pocztkowe; wyraenie warunkowe;){
instrukcje do wykonania
wyraenie modyfikujce
}
51
W I C Z E N I E
2.21
Wyraenie modyfikujce w bloku instrukcji
Zmodyfikuj ptl typu for z wiczenia 2.20, tak aby wyraenie modyfikujce znalazo si w bloku instrukcji.
class Main {
for (int i = 1; i <= 10;){
i++;
}
}
}
Zwrómy uwag, e mimo i wyraenie modyfikujce jest teraz wewntrz ptli, rednik znajdujcy si po i <= 10 jest niezbdny! Jeli
o nim zapomnimy, kompilator zgosi bd.
Kolejn ciekaw moliwoci jest poczenie wyraenia warunkowego
i modyfikujcego.
W I C Z E N I E
2.22
czenie wyraenia warunkowego i modyfikujcego
Napisz tak ptl typu for, aby wyraenie warunkowe byo jednoczenie wyraeniem modyfikujcym.
class Main {
for (int i = 1; i++ <= 10;){
}
}
}
W podobny sposób jak w poprzednich przykadach moemy si pozby
wyraenia pocztkowego, które przeniesiemy przed ptl. Schemat
wyglda nastpujco:
wyraenie pocztkowe;
for (; wyraenie warunkowe;){
instrukcje do wykonania
wyraenie modyfikujce
}
52
W I C Z E N I E
2.23
Wyraenie pocztkowe przed ptl
Zmodyfikuj ptl typu for w taki sposób, aby wyraenie pocztkowe
znalazo si przed ptl, a wyraenie modyfikujce wewntrz niej.
class Main {
int i = 1;
for (; i <= 10;){
i++;
}
}
}
Skoro zaszlimy ju tak daleko w pozbywaniu si wyrae sterujcych,
usumy równie wyraenie warunkowe. Jest to jak najbardziej moliwe!
W I C Z E N I E
2.24
Ptla bez wyrae
Zmodyfikuj ptl typu for w taki sposób, aby wyraenie pocztkowe
znalazo si przed ptl, natomiast wyraenie modyfikujce i warunkowe wewntrz ptli.
class Main {
int i = 1;
for ( ; ; ){
if (i++ >= 10) break;
}
}
}
Przy stosowaniu tego typu konstrukcji pamitajmy, e oba redniki
w nawiasach okrgych wystpujcych po for s niezbdne do prawidowego funkcjonowania kodu. Warto te zwróci uwag na zmian
kierunku nierównoci. We wczeniejszych przykadach sprawdzalimy bowiem, czy i jest mniejsze od 10 bd równe 10, a teraz — czy jest
wiksze bd równe. Dzieje si tak, dlatego e poprzednio sprawdzalimy, czy ptla ma by dalej wykonywana, natomiast obecnie —
czy ma zosta zakoczona. Wykorzystalimy te instrukcj break.
Suy ona do natychmiastowego przerwania wykonywania ptli.
53
Przydatn instrukcj jest continue. Powoduje ona rozpoczcie kolejnej
iteracji (przebiegu) ptli, tzn. w miejscu jej wystpienia wykonywanie
biecej iteracji jest przerywane i rozpoczyna si kolejny przebieg.
W I C Z E N I E
2.25
Zastosowanie instrukcji continue
Napisz program wywietlajcy na ekranie liczby od 1 do 20, które
nie s podzielne przez 2. Skorzystaj z ptli for i instrukcji continue.
class Main {
for (int i = 1; i <= 20; i++){
if (i % 2 == 0)
continue;
System.out.println (i);
}
}
}
Przypomnijmy, e % to operator dzielenia modulo, tzn. daje on reszt
z dzielenia. To oznacza, e jeli wynikiem dziaania i % 2 jest 0, to
warto i z pewnoci jest parzysta (podzielna przez 2). Jest to badane w instrukcji warunkowej if. Zatem gdy warunek i % 2 == 0 jest
prawdziwy (i jest podzielne przez 2), wykonywana jest instrukcja
continue. Tym samym natychmiast rozpoczyna si kolejna iteracja
ptli i nie jest wykonywana instrukcja System.out.println (i);. Gdy
warunek jest faszywy (i nie jest podzielne przez 2), instrukcja wywietlajca warto i jest wykonywana, dziki czemu na ekranie
pojawiaj si nieparzyste liczby z zakresu 1 – 20.
Oczywicie nic nie stoi na przeszkodzie, aby aplikacj dziaajc
w taki sam sposób jak w wiczeniu 2.25 napisa bez uycia instrukcji
continue.
W I C Z E N I E
2.26
Liczby niepodzielne przez dwa
Zmodyfikuj kod z wiczenia 2.25 tak, aby nie byo koniecznoci
uycia instrukcji continue.
54
class Main {
for (int i = 1; i <= 20; i++){
if (i % 2 != 0) System.out.println (i);
}
}
}
Tym razem instrukcja wywietlajca warto i jest wykonywana tylko wtedy, gdy prawdziwy jest warunek i % 2 != 0, a wic wtedy, gdy
reszta z dzielenia i przez 2 jest róna od zera (co oznacza, e warto i
jest nieparzysta). Dziki takiej konstrukcji zosta osignity taki sam
efekt jak w wiczeniu 2.25, ale bez uycia instrukcji continue.
Ptla while
O ile ptla typu for suy zwykle do wykonywania znanej z góry
liczby operacji, to w przypadku ptli while liczba ta nie jest zazwyczaj znana. Nie jest to oczywicie obligatoryjny podzia. Tak naprawd
obie mona napisa w taki sposób, aby byy swoimi funkcjonalnymi
odpowiednikami. Ogólna konstrukcja ptli typu while jest nastpujca:
while (wyraenie warunkowe){
instrukcje
}
Instrukcje s wykonywane dopóty, dopóki wyraenie warunkowe
jest prawdziwe. Oznacza to, e gdzie w ptli musi wystpi modyfikacja warunku bd te instrukcja break. Inaczej bdzie si wykonywaa w nieskoczono!
W I C Z E N I E
2.27
Budowa ptli while
Uywajc ptli typu while, napisz program wywietlajcy na ekranie
10 razy napis Java.
class Main {
int i = 1;
while (i <= 10){
55
i++;
}
}
}
Taka ptla dziaa, dopóki prawdziwy jest warunek i <= 10. Poniewa
pocztkow wartoci i jest 1, a we wntrzu ptli warto tej zmiennej w kadym przebiegu jest zwikszana o 1, ptla (a tym samym instrukcja System.out.println ("Java");) zostanie wykonana dokadnie
10 razy.
Podobnie jak w przypadku ptli for mamy du dowolno w ksztatowaniu ptli while. Przykadowo wyraenie modyfikujce warto
zmiennej kontrolujcej przebiegi ptli moe by z powodzeniem
poczone z wyraeniem warunkowym.
W I C Z E N I E
2.28
Poczone wyraenia
Zmodyfikuj kod z wiczenia 2.27 tak, aby wyraenie warunkowe zmieniao jednoczenie warto zmiennej i.
class Main {
int i = 1;
while (i++ <= 10){
}
}
}
W I C Z E N I E
2.29
Liczby nieparzyste i ptla while
Korzystajc z ptli while, napisz program wywietlajcy na ekranie
liczby od 1 do 20 niepodzielne przez 2.
class Main {
int i = 1;
while (i <= 20){
if (i % 2 != 0)
56
System.out.println (i);
i++;
}
}
}
Ptla do…while
Istnieje jeszcze jedna odmiana ptli. Jest to do...while. Jej konstrukcja
jest nastpujca:
do{
instrukcje;
}
while (warunek);
Oznacza to: wykonuj instrukcje, dopóki prawdziwy jest warunek.
W I C Z E N I E
2.30
Budowa ptli do…while
Korzystajc z ptli do...while, napisz program wywietlajcy na ekranie
10 razy dowolny napis.
class Main {
int i = 1;
do{
}
while (i++ <= 9);
}
}
Cho w pierwszej chwili wydawa by si mogo, e to przecie to
samo co zwyka ptla while, jest jednak pewna znaczca rónica.
Otó w przypadku ptli do...while warunek zakoczenia jest sprawdzany dopiero po jej wykonaniu (w ptli while warunek jest sprawdzany przed wykonaniem instrukcji z wntrza). To oznacza, e instrukcje s wykonane co najmniej jeden raz, nawet jeli warunek jest
na pewno faszywy.
57
W I C Z E N I E
2.31
Ptla do…while z faszywym warunkiem
Zmodyfikuj kod z wiczenia 2.30 w taki sposób, aby wyraenie warunkowe na pewno byo faszywe. Zaobserwuj wyniki dziaania programu.
class Main {
int i = 10;
do{
}
while (i++ <= 9);
}
}
W tym programie warunek zakoczenia ptli (i++ <= 9) z pewnoci
jest faszywy, przed wykonaniem ptli zmiennej i zostaa bowiem
przypisana warto 10 (która oczywicie nie jest ani mniejsza od 10,
ani równa 10). Mimo tego, gdy skompilujemy i uruchomimy program, na ekranie pojawi si jeden napis Java. To najlepszy dowód, e
warunek zosta wykonany po wykonaniu instrukcji z wntrza ptli,
a nie przed ich wykonaniem.
Ptla foreach
Poczwszy od wersji 1.5 (5.0), Java udostpnia jeszcze jeden rodzaj ptli. Jest ona nazywana ptl foreach lub rozszerzon ptl for (z ang.
enhanced for) i pozwala na automatyczn iteracj po kolekcji obiektów lub te po tablicy. Zostanie przedstawiona w kolejnym rozdziale,
omawiajcym tablice.

Java. Ćwiczenia praktyczne. Wydanie III

Transkrypt

Podobne dokumenty

PDF - World Challenge

AKTYWNY czy PASYWNY?

Analiza zdania Kªamcy na gruncie Russellowskiej koncepcji s¡du

Java podstawy

Na dysku C tworzymy katalog grupa_x gdzie x jest nr grupy stude