Введение в Java

(1995, Sun Microsystems, Джеймс Гослинг)

Платфома Java:
Виртуальная машина Java (JVM);
Стандартная

библиотека классов.

Варианты распространения платформы Java:
JRE (Java Runtime Environment );
JDK (Java Development Kit).

Версии JDK:
Java SE (Java Standard Edition);
Java EE (Java Enterprise Edition);
Java ME (Java Micro Edition).

обеспечения (MS Windows, Linux, Solaris OS, Mac OS).
Платфома Java –

это программное обеспечение, которое состоит из двух основных частей:
Виртуальная машина Java (JVM);
Стандартная библиотека классов.
Платформа Java распространяется в двух вариантах – JRE (Java Runtime Environment ) и JDK(Java Development Kit).
JRE (среда исполнения Java) - это программное обеспечение, необходимая для исполнения Java-приложений, без компилятора и других средств разработки. Если пользователь хочет только запускать программы, это именно то, что ему нужно. JRE состоит из JVM, стандартных классов Java и вспомогательных файлов.
JDK - средство разработчика, состоящее из JRE, утилит командной строки (например, javac, java, javadoc и др.), исходных кодов классов стандартной библиотеки и вспомогательных файлов. JDK является базовым средством разработки приложений. Оно не содержит никаких текстовых редакторов, а оперирует только с уже существующими java-файлами с помощью утилит командной строки.
Версии JDK:
Java SE – комплект Java Standard Edition – для написания программного обеспечения для обычных компьютеров;
Java EE– комплект Java Enterprise Edition – для написания серверного программного обеспечения;
Java ME – комплект Java Micro Edition – для написания программного обеспечения для устройств, обладающих малыми ресурсами, например, сотовых телефонов, микроконтроллеров;

http://java.com/ru/download/index.jsp
Ссылка для скачивания JDK:
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/

платформы:
Проверка доступности javac:
Если команда javac недоступна, то нужно добавить путь

“ C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05\bin” к системной переменной
PATH (Пуск->Панель управления->Система->Дополнительно -> Переменные среды)

это текстовый файл, содержащий в себе одно или несколько описаний

классов. Среди классов должен быть класс, содержащий метод main(). Именно с метода main() начинается выполнение программы. Текстовый файл с исходным кодом Java-программы должен иметь имя, совпадающее с именем класса, содержащим метод main() и расширение java.
Хорошим стилем программирования является описание одного класса в одном java-файле, имя которого совпадает с именем этого класса.
Исходные java-файлы компилируются с помощью компилятора javac.exe в файлы с расширением .class. Однако эти файлы не содержат машинный код, исполняемый непосредственно процессором, они содержат так называемый байт-код – код, обрабатываемый виртуальной машиной Java (JVM). Запуск программы в рамках JVM осуществляется с помощью утилиты java.exe.
Поскольку существует реализация JVM для многих операционных систем, один и тот же файл .class может быть запущен на разных ОС. Этим достигается переносимость или кросс-платформенность Java-программ.
Виртуальная машина Java (JVM) – часть среды исполнения Java (JRE), выполняющая интерпретацию байт кода в машинный код конкретного процессора.
Виртуальная Java-машина не только исполняет байт-код (интерпретирует его, занимается JIT-компиляцией и исполняет JIT-компилированный код), но и выполняет ряд других функций. Например, взаимодействует с операционной системой, обеспечивая доступ к файлам или поддержку графики. А также обеспечивает автоматическое высвобождение памяти, занятой ненужными объектами – так называемую сборку мусора (garbage collection).
Все методы стандартных классов, вызываемые в программе, подключаются к ней только на этапе выполнения, а не включаются в байт-коды, то есть происходит динамическая компоновка.

классов:

java.lang - базовые классы, необходимые для работы любого приложения (название

- сокращение от language);
java.util - многие полезные вспомогательные классы;
java.awt, java.swing - библиотека для создания графического интерфейса пользователя(GUI);
java.io - работа с потоками данных (streams) и с файлами.

Импортирование классов пакетов в программу:
import java.lang.*;
import java.util.Date;

процесс разработки программ на языке программирования Java.
Классы стандартной библиотеки классов

размещены в пакете с именем java и его подпакетах. Например, базовые классы, необходимые для работы любой java-программы, находятся в подпакете lang пакета java (java.lang). Пакет java.lang по умолчанию импортируется в каждый модуль компиляции, поэтому команду import java.lang.*; писать в программе не обязательно.
Пакет (package) - это некий контейнер для классов, который задает для классов пространство имен, каталог для размещения и пакетный уровень доступа.
Например, класс Date стандартной библиотеки java размещается в пакете java.util. На слайде номер 11 показаны каталоги, в которых находится файлы Date.java и Date.class.

с программой имеет имя Hello и расширение .java (Hello.java). Файл

с программой набран и сохранен с помощью программы Geany.
В командной строке запустим компилятор javac Hello.java и получим файл Hello.class, который можно запустить на выполнение при помощи команды java Hello.
Если установлен JDK и добавлен путь “ C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_05\bin” к системной переменной PATH, то в Geany можно не только набрать программу на Java, но также ее можно компилировать и выполнять.
Рассмотрим исходный код программы примера 1. Вся программа состоит из одного класса с именем Hello. Класс Hello находится в пакете по умолчанию, которому соответствуют папка pr1_java, в которой находится класс Hello. У этого класса имеется единственный метод main. С метода main начинается выполнение программы. Все приложения Java должны иметь один метод main(). Давайте расшифруем каждое слово в коде. 
Ключевое слово import указывает пакет, в котором находится стандартный класс Date.
Ключевое слово public - это спецификатор доступа. Когда члену класса предшествует public, то к этому члену возможен доступ из кода, внешнего по отношению к классу, в котором описан данный метод. В данном случае, метод main объявлен как public для того, чтобы JVM могла обратиться к этому методу. 
Ключевое слово static позволяет методу main() вызываться без потребности создавать объект класса Hello. Это важно, потому что JVM вызывает этот метод в первую очередь. Следовательно этот метод должен быть как static и не должен зависеть от экземпляров любого создаваемого класса.Через переменную-массив args типа String методу main() могут передаются параметры командной строки.
Оператор System.out.println(“Hello, мир") посылает строку текста в стандартный поток вывода, т. е. на экран. Оператор Date d = new Date() создает объект d класса Date и инициализирует его текущей датой и временем.
Оператор System.out.println("Date:"+d.toString()) посылает сформированную строку текста на экран.

Создать проект

с комментариями

как и в С++ можно использовать однострочные и многострочные комментарии:

// комментарий до конца строки;
/* комментарий, который может
занимать несколько строк */ .
В Java введены комментарии третьего типа:
/**начинается комментарий, который может занимать несколько строк
до звездочки и наклонной черты */
Утилита javadoc из JDK извлекает эти комментарии в отдельные файлы формата HTML и создает гиперссылки между ними. В такой комментарий можно вставить указания программе javadoc , которые начинаются с символа @.

простых типов:
Boolean, Byte, Character, Short, Integer, Long, Float, Double

int i = Integer.parseInt("123");
boolean = Boolean.parseBoolean("true");

простые и ссылочные.
Простые типы данных – это типы данных, для

которых в языке Java определен размер занимаемой памяти, диапазон допустимых значений и набор допустимых операций.
В Java определены 8 простых типов данных: boolean, byte, char, short, int, long, float, double.
boolean: хранит значение true или false.
byte: хранит целое число от -128 до 127 и занимает 1 байт (8 бит).
char: хранит одиночный символ в кодировке Unicode и занимает 2 байта (16 бит), поэтому диапазон хранимых значений от 0 до 65536.
short: хранит целое число от -32768 до 32767 и занимает 2 байта (16 бит).
int: хранит целое число от -2147483648 до 2147483647 и занимает 4 байта (32 бита).
long: хранит целое число от –9 223 372 036 854 775 808 до 9 223 372 036 854 775 807 и занимает 8 байт (64 бита).
float: хранит число с плавающей точкой от 3.4e-38 до 3.4e+38 и занимает 4 байта (32 бита).
double: хранит число с плавающей точкой от 1.7e-308 до 1.7e+308 и занимает 8 байт (64 бита).
Замечания:
В Java, в отличие от C++, нет беззнаковых целых типов.
Тип char используется для хранения символов в кодировке Unicode, которая позволяет работать с алфавитами различных языков. Первые 256 символов соответствуют стандарту ASCII.
Классы-оболочки для простых типов содержатся в пакете java.lang и имеют очевидные имена: Integer, Float, Double, Short, Byte, Character, Boolean, Long.
В этих классах определены полезные методы преобразования типов, например, методы преобразования строк, состоящих из цифр, в числа. В классе Integer, в частности, есть метод static int parseInt(String s) преобразующий строку из цифр в целое число.
Как правило, классы оболочки используются в типизации коллекций (например, List ). Нужно везде, где это возможно, стараться использовать простые типы.

short, char -> int -> long -> float

-> double;
Пример 2:





Пример 3:

осуществляется автоматически (неявно) и с помощью операции явного приведения типов.
Синтаксис

объявления переменных в Java такой же как и в С++. В методах все локальные переменные простых типов перед использованием обязательно надо инициализировать. Попытка использования значения неинициализированной переменной приводит к ошибке во время компиляции. Над данными простых типов можно производить массу операций. Их набор восходит к языку С, он оказался удобным и кочует из языка в язык почти без изменений.
Перед выполнением арифметической операции всегда происходит повышение типов byte, short, char. Они преобразуются в тип int, а может быть, и в тип long, если другой операнд типа long.
Это правило приводит иногда к неожиданным результатам. Попытка откомпилировать простую программу, представленную на слайде (пример 2), приведет к сообщениям компилятора. Эти сообщения означают, что в файле HelloWorld.java, в строке 4, обнаружена возможная потеря точности (possible loss of precision). Затем приводятся обнаруженный (found) и нужный (required) типы, выводится строка, в которой обнаружена ошибка, и отмечается символ, при разборе которого найдена ошибка. Затем указано общее количество обнаруженных ошибок (1 error). В таких случаях следует выполнить явное приведение типа. В данном случае это будет сужение типа int до типа short . Оно осуществляется операцией явного приведения, которая записывается перед приводимым значением в виде имени типа в скобках. Определение short k = (short)(b1 + b2); будет верным.
Операнд типа int повышается до типа long, если другой операнд типа long.
Операнд типа long повышается до типа float если другой операнд типа float.
Операнд типа float повышается до типа double если другой операнд типа double.
Если при простом присваивании происходит понижение типа, то в Java всегда нужно использовать операцию явного приведения типа (пример 3).
Нельзя выполнять приведение целого типа к типу boolean и наоборот. В Java значение 0 не является эквивалентом значения false, а ненулевая величина - значения true, в отличие от C++.

на объект. Ссылка является своего рода указателем, но с ней

нельзя выполнять операции, допустимые в языках С и C++.
Объявление переменной ссылочного типа не создаёт соответствующий объект. Для создания объекта следует использовать оператор new.
В Java для обозначения так называемой нулевой ссылки используется ключевое слово null .
Пример 4 и пример 5 демонстрируют работу со ссылочными типами.
В примере 4 показана работа с классами Date и SimpleDataFormat. Класс Date находится в пакете java.util, а класс и SimpleDataFormat – в пакете java.text.
Класс Date хранит время в миллисекундах начиная с 1 января 1970 года. Данный класс имеет конструктор по умолчанию, который возвращает текущее время. Кроме этого можно создать объект Date используя конструктор, который принимает количество миллисекунд начиная с 1 января 1970 года. Для получения этого внутреннего времени используется метод getTime(). Кроме этого уже после создания можно изменить время с помощью setTime(long date).
Для того, чтобы отображать дату и время в удобном формате используется класс SimpleDataFormat. При создании шаблона для отображения даты dd - означает день, MM - месяц, yyyy - год, hh - часы и mm - минуты. В шаблоне могут присутствовать не все единицы, кроме того в качестве разделителя можно использовать любой текст.
Абстрактный класс Calendar позволяет работать с датой в рамках календаря. Единственной реализацией его является класс GregorianCalendar, также как и у даты конструктор по умолчанию возвращает календарь на текущий день, но вы можете задать его явно указав все параметры (пример 5).
Календарь достаточно мощный класс, который позволяет увеличивать или уменьшать различные параметры даты, а также получать их, при этом учитывать високосные годы.

PrintStream,
определенный в

классе System пакета java.lang.
Пример 5:

класс располагается в пакете java.lang, который автоматически подключается в программу.
Для создания

потока вывода в классe System определен статический объект out класса PrintStream. В классе PrintStream определен метод println, который позволяет вывести на консоль некоторое значение с последующим переводом курсора на следующую строку (пример 5).
В метод println передается любое значение, как правило, строка, которое надо вывести на консоль. При необходимости можно и не переводить курсор на следующую строку. В этом случае можно использовать метод System.out.print(), который аналогичен println за тем исключением, что не осуществляет перевода на следующую строку.
Но с помощью метода System.out.print также можно осуществить перевод курсора на следующую строку. Для этого надо использовать символ ’\n’ (пример 5).
С помощью метода System.out.println можно выполнить форматированный вывод, если воспользоваться методами класса NumberFormat из пакета java.text (пример 5).
в Java для форматированного вывода также можно использовать функцию System.out.printf() (пример 5). 

класса InputStream,
определенный в

классе System пакета java.lang;
Классы BufferedReader и InputStreamReader
из пакета java.io;
Классы-оболочки для простых типов данных и класс
String из пакета java.lang.
Пример 6:

в два этапа:
устанавливается связь с вводимыми с клавиатуры данными;
преобразовывается

вводимые пользователем данные в данные соответствующего типа.
Для того, чтобы установить связь с вводимыми с клавиатуры данными используются три различных класса (BufferedReader, InputStreamRreader, System), которые взаимодействуют между собой .
Для получения введенной пользователем с клавиатуры строки используется метод readLine() класса BufferedReader .
Преобразование строки, которая содержит некое число, в соответствующее численное значение производится с помощью специальных методов классов оболочек, которые существуют для каждого простого типа данных. Необходимым условием при вызове данных методов является то, что строка должна соответствовать подразумеваемому виду. Если метод получает строку ”Hello”, то при всем своем желании компилятор не сможет преобразовать ее в число!
Для более удобного ввода данных в Java существует класс Scanner пакета java.util (пример 7).
При запуске программы в консоли Windows, часто бывает проблема с отображением русских букв. Например, если ввести в примере 6 и примере 7 значение переменной name русскими буквами, то возникнет проблема с их отображением. Для устранения этой проблемы можно использовать класс java.io.Concole. Помимо правильного определения кодировки, этот класс обладает удобными методами для чтения данных из консоли (пример 8).

класса InputStream,
определенный в

классе System пакета java.lang;
Класс Scannner из пакета java.util;
Пример 7:

Классы-оболочки для простых типов данных и класс
String из пакета java.lang.
Пример 8:

(условие) оператор1; [else оператор2;]

Синтаксис оператора for:

for (инициализация; усл. завершения;

изменение_парам)
оператор;

Синтаксис оператора while:

[инициализация;]
while (усл. завершения)
{ операторы; [изменение_парам;]
}
Синтаксис оператора while:

[инициализация;]
do
{ операторы;
[изменение_парам;]
} while(усл. завершения)

if и условия завершения в операторах for, while, do while

должно быть значение логического типа (boolean): true или false.
Операции сравнения в Java (==, !=, >, <, >=, <=) возвращают результат логического типа.
Логические операции в Java ( &&, ||, ! и другие) возвращают результат логического типа.
В Java нельзя написать: int k = 10;
while(k)
{ … }.

Math.ceil(3.4) вернёт 4.0)
Math.cos(n), Math.sin(n), Math.tan(n)
Math.acos(n), Math.asin(n), Math.atan(n)
Math.toDegrees(n), Math.toRadians(n)
Math.sqrt(n), Math.pow(n, b)
Math.log(n),

Math.log10(n)
Статические константы класса Math:
Math.PI, Math.E 
Примеры объявления именованных констант:
final int n = 10; 
static final int k = 20; 

возвращает целое число, ближайшее к вещественному числу n (округляет n).
Math.ceil(n)

— возвращает ближайшее к числу n справа число с нулевой дробной частью (например, Math.ceil(3.4) в результате вернёт 4.0).
Math.cos(n), Math.sin(n), Math.tan(n) — тригонометрические функции sin, cos и tg от аргумента n, указанного в радианах.
Math.acos(n), Math.asin(n), Math.atan(n) — обратные тригонометрические функции, возвращают угол в радианах.
Math.toDegrees(n) — возвращает градусную меру угла в n радианов.
Math.toRadians(n) — возвращает радианную меру угла в n градусов.
Math.sqrt(n) — возвращает квадратный корень из n.
Math.pow(n, b) — возвращает значение степенной функции n в степени b, основание и показатель степени могут быть вещественными.
Math.log(n) — возвращает значение натурального логарифма числа n.
Math.log10(n) — возвращает значение десятичного логарифма числа n.
Все перечисленные функции принимают вещественные аргументы, а тип возвращаемого значения зависит от типа аргумента и от самой функции.
В языке Java для объявления константы используется ключевое слово final. При объявлении констант после ключевого слова final указывается ее тип. 
В языке Java часто возникает необходимость в константах, доступных  нескольким методом внутри одного класса обычно они называются константами класса. Константы класса объявляются с помощью ключевых слов static final вне методов класса,

class Test {
public static void main(String[] args) {

System.out.println(Math.random()); //вещ .число из [0;1)
System.out.println(Math.random()+3); //вещ. число из [3;4)
System.out.println(Math.random()*5); //вещ. число из [0;5)
System.out.println((int)(Math.random()*5)); // целое
// число из [0;4]
System.out.println(Math.random()*5+3); // вещ. число
// из[3;8)
System.out.println((int)(Math.random()*5+3)); // целое
// число из [3;7]
System.out.println((int)(Math.random()*11) - 5); // целое
// число из [-5;5]
}
}

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

// Random random =new Random(100);
Random random =new Random();
// Random random =new Random(System.currentTimeMillis());
// Random random = new Random(new Date().getTime());
// случайное true или false
System.out.println(random.nextBoolean());
// случайное число от Integer.MIN_VALUE до Integer.MAX_VALUE
System.out.println(random.nextInt());
// случайное число от -1 до 1
System.out.println(random.nextDouble());
// случайное число от 0 до 500
System.out.println(random.nextInt(500));
// случайное число от 100 до 239
System.out.println(random.nextInt(239 - 100) + 100);
// аналогично с float и long
}
}

java.util.Random;
import java.util.Scanner;
class Test {
public static void main(String[] args) {

int numb1, numb2; //сомножители
int res; //произведение
int otv; //ответ испытуемого
int kol = 0; //кол-во правильных ответов
System.out.println("Проверка знания таблицы умножения");
System.out.println("После примера введите ответ и ");
final int n = 10; // 10 примеров
Random random =new Random();
Scanner in = new Scanner(System.in);

= random.nextInt(10 - 2) + 2;
numb2 = random.nextInt(10

- 2) + 2;
res = numb1*numb2;
System.out.print(numb1 + "x" + numb2 + "=");
otv = in.nextInt();
if (otv == res) kol++;
else
{ System.out.print("Вы ошиблись!");
System.out.println(numb1 + "x" + numb2 + "=" +res);
System.out.println("Продолжим...");
}
}
System.out.println("Правильных ответов: "+ kol);

(kol)
{ case 10 : System.out.print("5"); break;
case 9 :

System.out.println("4"); break;
case 8 : System.out.println("4"); break;
case 7 : System.out.println("3"); break;
default: System.out.println("2"); break;
}
}
}

JDK. Версии JDK.
Cтруктура Java - программы, примеры. Компиляция и запуск

программы из командной строки. Понятие и назначение JVM.
Простые типы данных Java: понятие, примеры. Преобразование простых типов данных в Java: правила и примеры.
Ссылочные типы данных Java: понятие, примеры. Классы Date и GregorianCalendar: назначение и примеры использования.
Консольный ввод-вывод данных в Java: характеристика и примеры.