Глава : Предисловие (или для кого эта книга)
Наверное многие скажут: "по Java уже написано много хороших книг, зачем еще одна"? И для многих скорее всего моя книга не даст ничего нового. Ведь основным ее читателем должен стать (предположительно) человек, который вообще не имеет никакого опыта в программировании. Со одной стороны кажется, что достаточно взять книгу с хорошим , наиболее полным описание и все. Но на практике это далеко не так. Недостаточно прочитать о чем-то. Главное понять, как это использовать. Уметь приспособить разный набор средств для решения конкретной задачи. Оценить, что из существующих вариантов лучше. Как этого добиться? Практика. Очень много практики с разбором тривиальных примеров и решением похожих задач самостоятельно. Однако практика, к сожалению, это еще не все. Помимо нее должна быть и правильно подобранная, дозированная теория. Это значит, что я не буду вываливать все знания в полном объеме на читателя сразу. Многое буду сознательно упрощать для лучшего понимания сути вещей. Надеюсь профессионалы меня за это не будут гневно хулить. Ведь после прочтения моей книги, читатель сможет перейти к литературе, дающей более развернутые знания, и разобраться в ней самостоятельно.
Глава : Введение (или рассказ о программировании )
Наверное, в наш прогрессивный век многие слышали такие слова как "программа" и "программирование". Давайте разберемся что это такое, откуда взялось и на какие направления сейчас разбивается.
Во-первых, начнем с термина "программа". Если простыми словами, то программа - это последовательность действий или указаний компьютеру, которую он должен выполнить. Запуская программу, мы запускаем по очереди все команды или инструкции, указанные в ней. Программирование, соответственно, - это процесс создания или написания программ.
Как компьютер понимает или расшифровывает команды записанные в программе?
По сути дела, программа, которую видит компьютер, и программа, которую видит человек на экране, очень сильно отличаются, так как написаны на разных языках. Компьютерная машина понимает только так называемый двоичный код - определенные комбинации из единиц и нулей. Почему так? Все просто, если мы обратимся к механике процесса. Команды компьютеру передаются по шлейфам, состоящие из набора проводов (каналов), и так называемой шине данных. Есть электрический сигнал в канале - значит поступила единица. Нет сигнала - ноль.
Однако, если мы откроем текст программы, написанной программистом, он не будет выглядеть как сплошной набор единиц и нулей и его вполне можно будет "прочитать" и разобрать на команды. Как же тогда компьютер понимает программы, написанные людьми? А вот здесь работают так называемые переводчики с одного языка на другой. Называют эти переводчики - трансляторами. Трансляторы можно разделить на два вида: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы переводят всю программу целиком и сохраняют в специальных исполняемых файлах. Чтобы запустить такую программу, нужно запустить полученный файл. Интерпретаторы переводят команды в режиме он-лайн и сразу их выполняют. По одной команде за один шаг: перевел команду - выполнил, перевел следующую - выполнил, и т. д.
От уровня сложности языка, с которого переводит транслятор, зависит количество команд в двоичном коде. Если язык достаточно приближен к двоичному коду, то на одну команду такого языка будет выходить от 1 (ассемблеры) до 10 команд в двоичном коде. К таким языкам можно отнести, например, Pascal, C. Для высокоуровневых языков, такие например, как С++ и Java, количество команд в двоичном коде на одну команду высокоуровневого языка может быть равным 100 и более.
С одной стороны использование компиляторов лучше, так как программы переведенные целиком на машинный язык работают быстрее. Однако эти программы работают только в какой-то одной операционной системе, для которой они были скомпилированы. К достоинствам интерпретаторов можно отнести так называемую кроссплатформенность, то есть независимость от конкретной операционной системы (платформы). Что здесь имеется ввиду? Дело в том что для запуска одной и той же программы в разных операционных системах будут использоваться разные интерпретаторы: в Windows один интерпретатор, в Linux - другой, в третьей операционной системе - третий и т. д. А текст самой программы остается неизменным и наглядным, где бы мы его ни открыли. Со скомпилированной программой все сложнее. Во-первых, она уже переведена на машинный язык и просмотреть в привычном виде мы ее не сможем. Во-вторых, программа четко ориентирована на определенную операционную систему и изменить это в скомпилированной программе невозможно. Для того, чтобы провернуть подобный фокус нужно взять исходную программу, которая написана на понятном программисту языке, внести необходимые изменения и скомпилировать ее под другую платформу (операционную систему).
В принципе для любого языка можно разработать как компиляторы так и интерпретаторы. К таким языкам, для которых существуют как компиляторы так и интерпретаторы, например, можно отнести Visual Basic. Однако есть ряд языков, для которых существуют только компиляторы или интерпретаторы. Например, для языка Pascal есть множество компиляторов, но нет интерпретаторов (по крайней мере я о них не слышала). Для языков VBScript, JavaScript существуют только интерпретаторы.
Отдельно можно выделить языки программирования, в которых используется некоторое сочетание принципов компиляции и интерпретации. К таким языкам можно отнести и Java. Сначала программа, написанная на Java, обрабатывается компилятором. Однако на выходе получается не машинный, а некоторый промежуточный код (псевдо-код или байт-код), который затем интерпретируется виртуальной машиной Java. Виртуальная машина Java - это программа, которая должна быть установлена в операционной системе, где будет запускаться превращенная в псевдо-код программа.
Как и где пишутся программы?
Давайте подумаем что нам понадобится для создания работающей программы. Во-первых, нам нужно где-то набирать текст программы. А значит нужен какой-то текстовый редактор, в котором мы это проделаем и сможем сохранить. Во-вторых, понадобится компилятор или интерпретатор. В принципе это необходимый минимум. Однако! Следует учесть, что по мере написания программ мы, как и все люди допускаем ошибки. Во-первых, ошибку мы можем сделать в тексте. Было бы удобно, чтобы текстовый редактор умел видеть хотя бы простейшие ошибки в синтаксисе написанных команд и как-то оповещал нас об этом (например, подчеркиванием, как это делает Word для обычных текстов). Во-вторых, могут быть логические ошибки, когда в тексте все вроде верно написано, но ничего не работает так как ожидалось. На этот случай, было бы неплохо иметь удобные инструменты для поиска ошибок во время работы программы.
Для удобства программистов все удобные инструменты объединены в особые программы - системы программирования. Обычно в них есть и особый текстовый редактор, и трансляторы, и отладчик (для поиска ошибок в ходе выполнения программы), и уйму удобных инструментов для облегчения нелегкого труда программиста. К таким "плюшкам" можно отнести автогенерацию кусочков программы, удобный запуск программ по одному щелчку (когда система программирования сама запускает нужный транслятор и полученную исполняемую программу) и многое-многое другое.
Обычно для одного языка существует не одна система программирования, а несколько. Каждый программист, естественно, сам выбирает наиболее удобную для себя систему. Например, для Java самыми распространенными системами программирования являются "IntelliJ Idea","Eclipse","NetBeans".
Поскольку автор предпочитает первую из них и остальные вам пока неизвестны, для нашей практики мы с вами будем использовать "IntelliJ Idea".
Часть 1. Установка необходимых программ и их настройка
Глава : JDK - Java Development Kit (комплект для разработки на Java)
Начнем с самого главного - установки набора необходимых программ для разработки и выполнения программ, написанных на Javа. На английском название этого набора звучит как Java Development Kit или коротко - JDK. Именно последнюю аббревиатуру мы будем использовать в дальнейшем.
Что входит в JDK?
В JDK входят следующие компоненты:
1) JRE - Java Runtime Environment (Среда выполнения Java)
Набор программ и библиотек, необходимых для выполнения псевдо-кода. Фактически это и есть виртуальная машина Java, необходимая для запуска скомпилированных под нее программ.
Примечание: Если нужно только запускать скомпилированные программы, написанные на Java, а не создавать их, устанавливать JDK не имеет смысла. Достаточно установить только JRE.
2) компиляторы
3) отладчики
4) специализированные библиотеки
5) и другие средства разработки
Что такое библиотеки и что в них находится?
Программы на языке высокого уровня пользуются готовыми, проверенными фрагментами кода для выполнения различных типовых действий. К таким действиям можно отнести: отображение информации на экране, ввод данных с клавиатуры, вычисление стандартных математических функций и т. д. Подобные фрагменты кода находятся в библиотеках, представленных в виде отдельных файлов.
Где взять JDK?
Любую версию JDK можно скачать совершенно бесплатно с официального сайта Oracle. Для этого сначала наберем в любом интернет-поисковике следующие слова для поиска: "JDK download". Первый же сайт в списке - наш.
Жмем по ссылке с последней версией Java SE Development Kit и оказываемся на нужной странице сайта Oracle.
В табличке с нужной версией выбирайте сначала опцию "Accept License Agreement" (переводится с английского как "Согласиться с лицензионным соглашением"), а затем щелкайте по нужному файлу в этой таблице.
Как вы уже знаете, Java - кроссплатформенный язык программирования, то есть одна и та же программа, написанная на нем, одинаково работает в разных операционных системах. Последнее свойство достигается за счет различающихся JRE и JDK на разных операционных системах (платформах).
Естественно вы должны скачать установочный файл, который соответствует вашей операционной системе. Например, если вы работаете под Linuх, выбирайте соответствующий файл для Linux. Если под Windows - файл для Windows.
Если вы устанавливаете JDK под 32 битную операционную систему, качайте файл с пометкой x86. Если под 64 битную - с пометкой х64.
Примечание. Разрядность системы в Windows 7 можно узнать так: жмем «Пуск», правой кнопкой мыши «Компьютер», выбираем «Свойства». Смотрим значение свойства "Тип системы".
Например:
Для 64-битной операционной системы Windows и JDK 8u101 нужный файл будет иметь следующее название:
"jdk-8u101-windows-x64.exe"
Для 32-битной операционной системы Windows и JDK 8u101 нужный файл будет иметь следующее название:
"jdk-8u101-windows-i586.exe"
Как установить и правильно настроить JDK (для ОС Windows 7)?
Этап первый: Установка JDK
Для того чтобы установить JDK, необходимо запустить установочный exe-файл с нужной версией JDK. Дальше нужно лишь следовать по окнам-шагам инсталляции.
Примечание: На одной операционной системе может быть установлено несколько версий JDK и JRE. Сделать какую-то JRE основной (которую и будет использовать виртуальная машина Java) можно в настройках операционной системы. Задать определенную JDK для проекта можно как в операционной системе(будет общей для всех проектов) так и в системе программирования, в которой этот проект пишется.
Давайте рассмотрим весь процесс установки JDK на примере установки JDK 8u102 на 64-битную операционную систему Windows 7 (нужно будет запускать файл jdk-8u102-windows-x64.exe).
1. В первом окне просто нажимаем кнопку "Next"
2. Во втором окне сначала выбираем папку, куда будет устанавливаться наше JDK. Для этого нажимаем кнопку "Change..." и выбираем нужное место на диске.
Примечание: Желательно придерживаться одного общего места для всех папок с разными версиями JRE. То есть чтобы структура общей папки была наподобие следующей:
После этого нажимаем кнопку "Next".
3. Дальше просто ждем когда закончится подготовительная работа
4. На этом шаге выбираем место, куда будет установлено JRE. Здесь можем оставить папку по умолчанию (на системном диске) и нажимаем кнопку "Next".
5. На этом шаге собственно и происходит установка.
6. После установки отображается окошко об успешной инсталляции. Нажмите кнопку "Close".
Этап второй: Настройка переменных окружения
Для того, чтобы система программирования знала какую jdk использовать по умолчанию для своих программ и операционная система умела распознавать файлы java, необходимо настроить системные переменные в нашей операционной системе.
Для этого в Windows 7 нужно сделать следующие шаги:
1) Зайдите в следующие настройки:
Кнопка "Пуск" --> правой кнопкой мыши в пункт "Компьютер"--> пункт "Свойства" --> пункт "Дополнительные параметры среды" --> вкладка "Дополнительно" --> кнопка "Переменные среды..."
2) Под списком "Cистемные Переменные" нажать кнопку "Создать"
3) Внести необходимые данные и нажать кнопку "OK":
Имя переменной JAVA_HOME
Значение переменной <путь к папке, куда устанавливалось JDK(не JRE!)>
4) Найдите в списке системных переменных переменную "Path", выберете ее и нажмите кнопку "Изменить".
5) Перейдите в конец поля "Значение переменной"(ничего не удалять!!!), добавьте следующий кусочек текста и нажмите кнопку "OK":
;%JAVA_HOME%\bin\
6) Нажмите кнопку "OK" для окна "Переменные среды", затем для вкладки "Дополнительно" и перезагрузите компьютер.
Глава : IDE (Integrated Development Environment) "IntelliJ Idea"- Интегрированная среда разработки (система программирования) "IntelliJ Idea"
"IntelliJ Idea" одна из наиболее распространенных систем программирования для Java. Она удобна и имеет много инструментов, облегчающих работу программиста. К несомненным плюсам можно отнести доступные бесплатные версии этой среды разработки в интернете.
Примечание. Термин IDE(интегрированная среда разработки) идентичен понятию "система программирования", однако в профессиональной среде его используют чаще.
Где взять "IntelliJ Idea"?
Данную IDE можно скачать с официального сайта компании "JetBrains". Для этого сначала нужно набрать в любом интернет-поисковике следующие слова для поиска: "Intellij Idea". Первый же сайт в отобразившемся списке - наш.
