Герберт шилдт java полное руководство скачать epub

 Вернуться

Автор: Герберт Шилдт

Дата выхода: 2023

Издательство: Компьютерное издательство «Диалектика»

Количество страниц: 1345

 Скачать

 Java — один из самых важных и широко используемых языков программирования в мире. На протяжении многих лет ему была присуща эта отличительная особенность. В отличие от ряда других языков программирования, влияние которых с течением времени ослаб евало, влияние Java становилось только сильнее. С момента своего первого выпуска язык Java выдвинулся на передний край программирования для Интернета. Его позиции закреплялись с каждой последующей версией. На сегодняшний день Java по-прежнему является первым и лучшим выбором для разработки веб-приложений, а также мощным языком программирования общего назначения, подходящий для самых разных целей. Проще говоря, большая часть современного кода написана на Java. Язык Java действительно настолько важен.

 Ключевая причина успеха языка Java кроется в его гибкости. С момента своего первоначального выпуска 1.0 он постоянно адаптировался к изменениям в среде программирования и к изменениям в способах написания кода программистами. Самое главное то, что язык Java не просто следовал тенденциям — он помогал их создавать. Способность языка Java приспосабливаться к быстрым изменениям в мире программирования является важной частью того, почему он был и остается настолько успешным.

 С момента первой публикации этой книги в 1996 году она выдержала множество переизданий, в каждом из которых отражалась непрерывная эволюция Java. Текущее двенадцатое издание книги обновлено с учетом Java SE 17 (JDK 17). В и тоге оно содержит значительный объем нового материала, обновлений и изменений. Особый интерес представляет обсуждение следующих ключевых возможностей, которые были добавлены в язык Java в сравнении с предыдущим изданием:

• усовершенствования оператора switch;
• записи;
• сопоставление с образцом в instanceof;
• запечатанные классы и интерфейсы;
• текстовые блоки.

В совокупности они составляют существенный набор новых функциональных средств, которые значительно расширяют диапазон охвата, область применимости и выразительность языка. Усовершенствования switch добавляют мощи и гибкости этому основополагающему оператору управления. Появившиеся записи предлагают эффективный способ агрегирования данных. Добавление сопоставления с образцом в instanceof обеспечивает более рациональный и устойчивый подход к решению обычной задачи программирования. Запечатанные классы и интерфейсы делают возможным детализированный контроль над наследованием. Текстовые блоки позволяют вводить многострочные строковые литералы, что значительно упрощает процесс вставки таких строк в исходный код. Все вместе новые функциональные средства существенно расширяют возможности разработки и внедрения решений.

Исходный код:  Перейти

Если вам понравилась эта книга поделитесь ею с друзьями, тем самым вы помогаете нам развиваться и добавлять всё больше интересных и нужным вам книг!

Название книги: Java 8. Полное руководство 9-е издание
Год: 2015
Автор: Герберт Шилдт
Язык: Русский
Формат: pdf, fb2, epub, mobi
Размер: 82.5 МВ, 68 MB, 19 MB, 46 MB

Java – один из самых важных и широко применяемых языков программирования в мире на протяжении многих лет. В отличие от некоторых других языков программирования , влияние Java не только не уменьшилось со временем,  а наоборот, возросло. С момента первого выпуска он выдвинулся на передний край программирования приложений для Интернета. И каждая последующая версия лишь укрепляла эту позицию. Ныне Java по-прежнему остается первым и самым лучшим языком для разработки веб-ориентированных приложений. Проще говоря , большая часть современного кода написана нa Java. И это свидетельствует об особом значении языка Jаvа для программирования.

О КНИГЕ

Эта книга предназначена для всех категорий программистов: от начинающих
до опытных. Начинающий программист найдет в ней подробные пошаговые описания и немало полезных примеров написания кода на Java , а углубленное рассмотрение более сложных функций и библиотек Jаvа должно привлечь внимание опытных программистов. Для обеих категорий читателей в книге указаны действующие ресурсы и полезные ссылки.

СТРУКТУРА КНИГИ

Эта книга служит исчерпывающим справочным пособием по языку Java, в котором описываются его синтаксис , ключевые слова и основополагающие принципы программирования . В ней рассматривается также значительная часть библиотеки Java API. Книга разделена на пять частей, каждая из которых посвящена отдельному аспекту среды программирования Jаvа.

Оглавление:

1. Язык Java
2. Библиотека Java
3. Введение в программирование ГПИ средствами Swing
4. Введение в программирование ГПИ средствами JavaFX
5. Применение Java

Скачать: “Java 8. Полное руководство 9-е издание”

Читать книгу «Java 8. Полное руководство 9-е издание (2015)» онлайн

Книга «Java 8. Полное руководство. 9-е издание» является исчерпывающим руководством по программированию на языке Java. В этом справочном пособии, полностью обновленном с учетом последней версии Java SE 8, поясняется, как разрабатывать, компилировать, отлаживать и выполнять программы на языке программирования Java.

Книга написана Гербертом Шилдтом, автором популярных во всем мире книг по языкам программирования, таким образом, чтобы охватить все языковые средства Java, включая синтаксис, ключевые слова, основные принципы объектно-ориентированного программирования, значительную часть прикладного программного интерфейса Java API, библиотеки классов, аплеты и сервлеты, компоненты JavaBeans, библиотеки AWT и Swing, а также продемонстрировать их применение на простых и наглядных примерах.

В книге «Java 8. Полное руководство» не обойдены вниманием и новые средства, появившиеся в версии Java SE 8, в том числе лямбда-выражения, стандартные интерфейсные методы, библиотека потоков ввода-вывода, а также технология JavaFX.

В книге «Java 8. Полное руководство» рассматриваются следующие вопросы:

— Типы данных, переменные, массивы и операции

— Управляющие и условные операторы

— Классы, объекты и методы

— Перегрузка и переопределение методов

— Наследование

— Интерфейсы и пакеты

— Обработка исключений

— Многопоточное программирование

— Перечисления, автоупаковка и автораспаковка

— Потоки ввода-вывода

— Обобщения

— Лямбда-выражения

— Обработка символьных строк

— Каркас коллекций Collection

— Framework

— Работа в сети

— Обработка событий

— Библиотеки AWT и Swing

— Прикладной программный интерфейс Concurrent API

— Прикладной программный интерфейс Stream API

— Регулярные выражения

— Технология JavaFX

— Компоненты JavaBeans

— Аплеты и сервлеты

Об авторе

Герберт Шилдт — известный во всем мире автор множества книг, посвященных программированию на языках Java, C++, C и C#.

Его книги продаются миллионными тиражами и переводятся на множество языков мира. К успешным книгам Герберта по языку Java относятся Java: руководство для начинающих; Java: методики программирования Шилдта; SWING: руководство для начинающих; и Искусство программирования на Java. Бестселлерами по C++ являются Полный справочник по C++; C# 4: полное руководство; и C: полное руководство, классическое издание.

Интересуясь всеми компьютерными аспектами, он уделяет основное внимание языкам программирования, включая компиляторы, интерпретаторы и языки управления роботами. Он также проявляет активный интерес к стандартизации языков. Герберт имеет диплом о высшем образовании, а также ученую степень, которую получил в университете Иллинойса.

Java, Руководство для начинающих, Шилдт Г., 2019.

Цель этой книги — научить читателей основам программирования на Java. В ней применяется пошаговый подход к освоению языка, основанный на анализе многочисленных примеров, разработке несложных проектов и закреплении полученных знаний путем ответа на вопросы и выполнения упражнений для самопроверки. Изучение Java не потребует от читателей предыдущего опыта программирования. Книга начинается с рассмотрения элементарных понятий, таких как компиляция и запуск программ. Затем обсуждаются ключевые слова, языковые средства и конструкции, составляющие основу языка Java. Далее изучаются более сложные концепции, включая многопоточное программирование, обобщения, лямбда-выражения и модули. Завершается книга знакомством с библиотеками Swing и JavaFX. Все это позволит читателям овладеть основами программирования на Java.

Истоки Java.
Язык Java был задуман в 1991 году сотрудниками компании Sun Microsystems Джеймсом Гослингом, Патриком Натаном, Крисом Уортом, Эдом Фрэнком и Майком Шериданом. Первоначально он назывался Oak, но в 1995 году, когда за его продвижение взялись маркетологи, он был переименован в Java. Как это ни удивительно, на первых порах сами авторы языка не ставили перед собой задач разработки интернет — приложений. Их целью было создание платформенно-независимого языка, на котором можно было бы писать встраиваемое программное обеспечение для различной бытовой электронной аппаратуры , в том числе тостеров , микроволновых печей и пультов дистанционного управления. Как правило, в устройствах подобного тип а применялись контроллеры на базе микропроцессоров различной архитектуры, а исполняемый код, генерируемый компиляторам и большинства существовавших в то время языков программирования, был ориентирован на определенные типы процессоров. Характерным тому примером может служить язык С + + .

Оглавление.
Введение.
Глава 1.Основы Java.
Глава 2.Знакомство с типами данных и операторами.
Глава 3.Управляющие инструкции.
Глава 4.Знакомство с классами, объектами и методами.
Глава 5.Подробнее о типах данных и операторах.
Глава 6.Подробнее о методах и классах.
Глава 7.Наследование.
Глава 8.Пакеты и интерфейсы.
Глава 9.Обработка исключений.
Глава 1О.Ввод-вывод данных.
Глава 11.Многопоточное программирование.
Глава 12.Перечисления, автоупаковка, статический импорт и аннотации.
Глава 13.Обобщения.
Глава 14.Лямбда-выражения и ссылки на методы.
Глава 15.Модули.
Глава 16.Введение в Swiпg.
Глава 17.Введение в JavaFX.
Приложение А.Ответы на вопросы и решения упражнений для самопроверки.
Приложение Б.Применение документирующих комментариев в Java.
Приложение В.Обзор технологии Java Web Staгt.
Приложение Г.Введение в JShell.
Приложение Д.Дополнительные сведения о ключевых словах Java.
Приложение Е.Знакомство с JDK.
Предметный указатель.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:

Скачать книгу Java, Руководство для начинающих, Шилдт Г., 2019 — fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу

Скачать
— pdf — Яндекс.Диск.

Дата публикации: 21.05.2019 06:20 UTC

Теги:

java :: учебник по java :: Шилдт :: java книги

Изучаем Java — это книга, научит вас основам программирования и языка Java, на понятном языке. У учебник научит вас синтаксису языка Java, работу с потоками, распределенное программирование, работу в сети и объектно-ориентированному программированию не в текстовом формате, а в визуальном представлении.

---

Бестселлер «Java 8 Руководство для начинающих» научит новичков разу же начать программировать на языке Java. Всемирно известный автор Герберт Шилдт, который знаменит многими бестселлерами по программированию, в начале книги объясняет как компилируются и работают программы, написанные на языке Java. Далее автор обучает основам языка, синтаксису и ядру Java.

---

Данная книга — это широкий спектр знаний по алгоритмам, накопившийся за последние десятилетия на языке Java. В учебнике рассматриваются такие темы как алгоритмы сортировки, поиска, обработки графов, сток и т.д. Все примеры в книге приводятся не в виде псевдокода, как во многих книгах, а в виде реального кода.

---

Данная книга является исчерпывающим руководством по программированию на языке Java, в котором поясняется, как разрабатывать, компилировать, отлаживать и выполнять программы на языке программирования Java.

Книга написана Гербертом Шилдтом, автором популярных во всем мире книг по языкам программирования, таким образом, чтобы охватить все языковые средства Java, включая синтаксис, ключевые слова, основные принципы объектно-ориентированного программирования, значительную часть прикладного программного интерфейса Java API, библиотеки классов, аплеты и сервлеты, компоненты JavaBeans, библиотеки AWT и Swing, а также продемонстрировать их применение на простых и наглядных примерах.

---

Полезный учебник в котором описывается к каким правилам стоит придерживаться, а к каким нет при разработке программного кода. Также предлагается 57 ценных правил для решения задач с которыми повседневно сталкиваются большинство программистов. Есть специальные советы, обсуждение тонкостей языка Java.

Каждое правило, представленное в виде короткого законченного эссе, содержит описание проблемы, примеры программного кода, а также случаи из практики этого необычайно компетентного автора. В эссе включены специальные советы, обсуждение тонкостей языка Java, для иллюстрации выбраны превосходные примеры программ. На протяжении всей книги критически оцениваются распространенные идиомы языка Java и шаблоны разработки, даются полезные советы и методики.

---

Эта книга давно уже признана авторитетным, исчерпывающим руководством и практическим справочным пособием для опытных программистов, стремящихся писать на Java надежный код для реальных приложений. Настоящее, десятое издание книги, было полностью обновлено с учетом версии Java SE 8.

Эта книга написана К.Хорстманном для серьезных программистов, которым приходится решать практические задачи. Она поможет им достичь глубокого понимания языка Java и его библиотеки. В первом томе настоящего двухтомного издания основное внимание уделяется основным понятиям языка Java и принципам современного программирования пользовательского интерфейса.

---

Впервые читатель может познакомиться с полной версией этого классического труда, который ранее на русском языке печатался в сокращении. Книга, выдержавшая в оригинале не одно переиздание, за глубокое и поистине философское изложение тонкостей языка Java считается одним из лучших пособий для программистов.

Чтобы по-настоящему понять язык Java, необходимо рассматривать его не просто как набор неких команд и операторов, а понять его «философию», подход к решению задач, в сравнении с таковыми в других языках программирования. На этих страницах автор рассказывает об основных проблемах написания кода: в чем их природа и какой подход использует Java в их разрешении.

/>
1436
1436
1436
1436
1436
1437
1437
1437
1437
1438

@see
@serial
@serialData
@serialField
@since
@throws
@uses
{@value}
@version

Общая форма документирующих комментариев
Результаты, выводимые утилитой

j avadoc

Пример применения документирующих комментариев

Приложение Б. Краткий обзор

Java Web Start

Назначение Java Web Start
Главные элементы Java Web Start
Упаковка приложений Java Web Start в архивный JАR-файл
Подписание приложений Java Web Start
Запуск приложений Java Web Start с помощью JNLР-файла
Связывание приложения Java Web Start с JNLР-файлом

Экспериментирование с

Java Web Start в локальной файловой

системе

Создание архивного JАR-файла для приложения Togg 1 eBu t t onDerno
Создание хранилища ключей и подписание архивного JАR-файла
Создание JNLР-файла для запуска приложения Togg 1 eBu t t onDerno
Создание краткого НТМL-файла StartTBD. html
Ввод JNLР-файла в список Exception Site Ust на панели управления Java
Выполнение приложения ToggleBut tonDerno из браузера

Выполнение приложений Java Web Start с помощью утилиты j
Выполнение аплетов средствами Java Web Start

Приложение В. Утилита

JShell

Основные положения об утилите

JShell

Перечисление, редактирование и повторное выполнение кода

Ввод метода
Создание класса

Применение интерфейса
Вычисление выражений и встроенных переменных
Импорт пакетов
Исключения

Другие команды JShell
Дальнейшее изучение JShell
Приложение

f.

Аплеты

Два типа аплетов

Основы разработки аплетов
Класс

Applet

Архитектура аплетов
Скелет аплета

Инициализация и прекращение работы аплета

Аплеты на основе библиотеки
Предметный указатель

Swing

27

avaws

1440
1440
1441
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1449
1450
1450
1450
1451
1451
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1460
1461
1463
1463
1464
1465
1465
1466
1468
1469
1472

Об авторе
Герберт Шилдт является автором многочисленных книг по программирова­

нию, пользующихся большим успехом у читателей в течение более трех десятиле­
тий, а также признанным авторитетом по языку

Java.

Его книги продаются милли­

онными тиражами и переведены на многие языки мира. Его перу принадлежит не­

мало книг по

Java, в том числе Iпtrodиcing JavaFX 8 Prograтming, Java: руководство
для начинающих, Java: методики программирования Шилдта, SWING: руковод­
ство для начинающих, Искусство программирования на Java, а также настоящее
издание. Он написал немало книг и по другим языкам программирования, включая
С, С++ и С#. Интересуясь всеми аспектами вычислительной техники, Герберт уделя­

ет основное внимание языкам программирования. Герберт окончил Иллинойский
университет, получив обе степени

—

бакалавра и магистра. Подробнее об авторе

можно узнать, посетив его веб-сайт по адресу

www. HerbSchi ldt. com.

О научном редакторе
Д-р Дэнни Ковард редактировал все издания этой книги. Он ввел понятие серв­

летов

Java

Java в

первую версию платформы

Java ЕЕ, внедрил веб-службы на платформе
Java SE 7. Он так­

МЕ, составил общую стратегию и план разработки версии

же заложил основы технологии
ное дополнение к стандарту

Java WebSocket API.

JavaFX, а совсем недавно разработал самое круп­
Java ЕЕ 7 и прикладному программному интерфейсу

Д-р Ковард обладает необычайно обширными знаниями всех

аспектов технологии

Java:

от программирования на

ных программных интерфейсов

API

Java

до разработки приклад­

вместе с опытными специалистами в данной

области, а также многолетним опытом работы в исполнительном комитете

Java
Community Process. Он также является автором книг Java WebSocket Prograттiпg
и Java ЕЕ: The Big Pictиre. Д-р Ковард окончил Оксфордский университет, получив
степени бакалавра, магистра и доктора математических наук.

Предисловие

Java —

один из самых важных и широко применяемых языков программиро­

вания в мире на протяжении многих лет. В отличие от некоторых других языков

программирования, влияние

Java не только

не уменьшилось со временем, а, наобо­

рот, возросло. С момента первого выпуска он выдвинулся на передний край про­
граммирования приложений для Интернета. И каждая последующая версия лишь
укрепляла эту позицию. Ныне

Java по-прежнему остается первым

и самым лучшим

языком для разработки веб-ориентированных приложений. Проще говоря, боль­

шая часть современного кода написана на
значении языка

Java для

Java.

И это свидетельствует об особом

программирования.

Основная причина успеха

Java —

его гибкость. Начиная с первой версии

1.0, этот

язык непрерывно адаптируется к изменениям в среде программирования и подхо­

дам к написанию программ. А самое главное

—

он не просто следует тенденциям

в программировании, а помогает их создавать. Способность

Java

адаптировать­

ся к быстрым изменениям в вычислительной технике служит основной причиной,
по которой этот язык программирования продолжает оставаться столь успешным.

Со времени публикации первого издания этой книги в

1996 году она

претерпе­

ла немало изменений, которые отражали последовательное развитие языка

Java.
Java SE 9 (JDK 9). А это означает,
поскольку в версии Java SE 9 появился

Настоящее, десятое, издание обновлено по версии
что оно содержит немало нового материала,

ряд новых языковых средств. Наиболее важными из них являются модули, позво­
ляющие указывать взаимосвязи и зависимости в прикладном коде. Они оказывают
также влияние на доступность элементов прикладного кода. Внедрение модулей
является одним из самых главных изменений в языке

Java,

поскольку они внес­

ли в его синтаксис не только новый элемент, но и десять новых ключевых слов.

Модули оказали заметное влияние и на библиотеку

Java API,

так как вместе с ними

появились новые инструментальные средства, а существовавшие до этого сред­

ства были обновлены. Кроме того, был определен новый формат файлов. В силу
особого значения модулей в настоящем издании им посвящена отдельная глава
Помимо модулей, в версии

JDK 9

16.

предоставляется ряд других новых средств.

Наибольший интерес среди них представляет утилита

JShell,

предоставляющая

интерактивную среду, в которой удобно экспериментировать с фрагментами кода,
не прибегая непосредственно к написанию целой программы. Эта утилита при-

Предисловие

30

несет пользу как начинающим, так и опытным программистам. Введение в

JShell

представлено в приложении В к настоящему изданию книги. Как и в предыдущих

выпусках, в

JDK 9 сделан

целый ряд менее значительных обновлений и усовершен­

ствований как самого языка

Java,

так и библиотек

Java API.

Поэтому в настоящем

издании обновлен материал практически всех глав книги. И, наконец, следует за­

метить, что в версии

Java SE 9 больше не рекомендуются к употреблению аплеты
API. Поэтому они не рассматриваются в основном тек­

и их прикладной интерфейс

сте настоящего издания книги, хотя краткое введение в аплеты приведено в при­

ложении Г.

Книга для всех программистов
Эта книга предназначена для всех категорий программистов: от начинающих

до опытных. Начинающий программист найдет в ней подробные пошаговые опи­
сания и немало полезных примеров написания кода на

рение более сложных функций и библиотек

Java, а углубленное рассмот­
Java должно привлечь внимание опыт­

ных программистов. Для обеих категорий читателей в книге указаны действующие
ресурсы и полезные ссылки.

Структура книги
Эта книга служит исчерпывающим справочным пособием по языку

Java, в

кото­

ром описываются его синтаксис, ключевые слова и основополагающие принципы

программирования. В ней рассматривается также значительная часть библиотеки

Java API.

Книга разделена на пять частей, каждая из которых посвящена отдельно­

му аспекту среды программирования

Java, а в дополнительной

шестой части книги

приведены приложения к ней.

В части

I представлено

подробное учебное пособие по языку

Java.

Она начина­

ется с рассмотрения таких основных понятий, как типы данных, операции, управ­

ляющие операторы и классы. Затем описываются правила наследования, пакеты,

интерфейсы, обработка исключений и многопоточная обработка. Далее рассма­
триваются аннотации, перечисления, автоупаковка, обобщения, лямбда-выраже­
ния и операции ввода-вывода. А заключительная глава этой части посвящена мо­
дулям, которые, как упоминалось ранее, являются самым важным нововведением

в версии

Java SE 9.
II описываются

В части

API.

основные компоненты стандартной библиотеки

Java

В ней обсуждаются следующие вопросы: символьные строки, операции вво­

да-вывода, работа в сети, стандартные утилиты, каркас коллекций

Framework),

(Collections

библиотека АWT, обработка событий, формирование изображений,

параллельная обработка, включая каркас

Fork/Join Framework,

регулярные выра­

жения и библиотека потоков ввода-вывода.
Часть

III

состоит из трех глав, посвященных технологии

такого же количества глав, посвященных технологии

Swing,
JavaFX.

а часть

IV —

из

Предисловие
Часть

V

31

состоит из двух глав с примерами практического применения

Сначала в ней рассмотрены компоненты

Java Beans, а затем

Java.

представлены сервлеты.

Исходный код примеров, доступный в Интернете
Исходный код всех примеров, приведенных в этой книге, доступен в исходном

(английском) варианте ввода-вывода текста и комментариев на странице веб­
сайта издательства Oracle Press, посвященной этой книге, по следующему адресу:
https://www.mhprofessional.com/9781259589331-usa-java-thecomplete-reference-tenth-edition-group.

Особые благодарности
Выражаю особую благодарность Патрику Нотону
О’Нилу

(Joe O’Neil)

(Patrick Naughton),

Джо

и Дэнни Коварду

Патрик Нотон был одним из

(Danny Coward).
создателей языка Java.

Он помог мне в написании

первого издания этой книги. Значительная часть материала глав

21, 23

и

27

была

предоставлена Патриком. Его проницательность, опыт и энергия в огромной сте­

пени способствовали успеху этой книги.
При подготовке второго и третьего изданий этой книги Джо О’Нил предоста­
вил исходные черновые материалы, которые послужили основанием для написа­

ния глав

30, 32, 37

и

38.

Джо помогал мне при написании нескольких книг, и я вы­

соко ценю его вклад.

Дэнни Ковард выполнил научное редактирование книги. Он принимал участие

в работе над несколькими моими книгами, и его полезные советы, поучительные

замечания и дельные предложения всегда были ценными и достойными большой
признательности.

Герберт Шилдт

Дополнительная литература
Настоящее издание открывает серию книг по программированию на

Java,

на­

писанных Гербертом Шилдтом. Ниже перечислены другие книги этого автора, ко­
торые могут вас заинтересовать.

• fava: методики

программирования Шилдта. И.Д. «Вильяме’;

• fava 8: руководство

2008 r.

для начинающих, 6-е изд. И.Д. «Вильяме’;

•

SWING: руководство

•

Искусство программирования на

для начинающих. И.Д. «Вильяме’;

•

Iпtrodиciпg JavaFX

f ava.

И.Д. «Вильяме’;

8 Programтiпg, Oracle Press, 2015

г.

2007 r.
2005 r.

2017 r.

Предисловие

32

От издательства
Вы, читатель этой книги, и есть главный ее критик и комментатор. Мы ценим

ваше мнение и хотим знать, что было сделано нами правильно, что можно было сде­
лать лучше и что еще вы хотели бы увидеть изданным нами. Нам интересно услы­

шать и любые другие замечания, которые вам хотелось бы высказать в наш адрес.
Мы ждем ваших комментариев и надеемся на них. Вы можете прислать нам бу­
мажное или электронное письмо, либо просто посетить наш веб-сайт и оставить
свои замечания там. Одним словом, любым удобным для вас способом дайте нам
знать, нравится или нет вам эта книга, а также выскажите свое мнение о том, как

сделать наши книги более интересными для вас.
Посылая письмо или сообщение, не забудьте указать название книги и ее авто­
ров, а также ваш обратный адрес. Мы внимательно ознакомимся с вашим мнением

и обязательно учтем его при отборе и подготовке к изданию последующих книг.
Наши электронные адреса:

E-mail:

info@williamspuЫishing.com

‘W~:

http://www.williamspuЫishing.com

ЧАСТЬ

1
ГЛАВА

ЯзыкJаvа

1

История и развитие
языкаJаvа

ГЛАВА2

Краткий обзор Java
ГЛАВАЗ
Типы данных, переменные
и массивы

ГЛАВА4
Операции
ГЛАВАS
Управляющие операторы

ГЛАВАб
Введение в классы
ГЛАВА

7

Подробное рассмотрение
классов и методов

ГЛАВА В
Наследование
ГЛАВА9

Пакеты и интерфейсы
ГЛАВА

10

Обработка исключений
ГЛАВА

11

Мноrопоточное
программирование

ГЛАВА 12
Перечисления,
автоупаковка и аннотации

ГЛАВА

13

Ввод-вывод, оператор

try с ресурсами
и прочие вопросы

ГЛАВА

14

Обобщения
ГЛАВА

15

Лямбда-выражения
ГЛАВА
Модули

16

‘

ГЛАВА

История и развитие

1

языка

Java

Чтобы досконально изучить язык программирования

Java,

следует понять причи­

ны его создания, факторы, обусловившие его формирование, а также унаследованные
им особенности. Подобно другим удачным языкам программирования, предшество­
вавшим

Java,

этот язык сочетает в себе лучшие элементы из своего богатого наследия

и новаторские концепции, применение которых обусловлено его особым положени­
ем. В то время как остальные главы этой книги посвящены практическим вопросам
программирования на

Java,

в том числе его синтаксису, библиотекам и приложениям,

в этой главе поясняется, как и почему был разработан этот язык, что делает его столь
важным и как он развивался за годы своего существования.

Несмотря на то что язык

Java неразрывно связан с

Интернетом, важно помнить,

что это, прежде всего, язык программирования. Разработка и усовершенствование

языков программирования обусловлены двумя основными причинами:

•

адаптация к изменяющимся средам и областям применения;

•

реализация улучшений и усовершенствований в области программирования.

Как будет показано в этой главе, разработка языка

Java

почти в равной мере

была обусловлена обеими этими причинами.

Происхождение
Язык

Java

Java

тесно связан с языком С++, который, в свою очередь, является пря­

мым наследником языка С. Многие особенности
языков. От С язык

Java

Java унаследовал свой синтаксис,

унаследованы от обоих этих

а многие его объектно-ориен­

тированные свойства были перенесены из С++. Собственно говоря, ряд определя­
ющих характеристик языка

никшие потребности

—

Java

был перенесен

—

или разработан в ответ на воз­

из его предшественников. Более того, создание

Java

свои­

ми корнями уходит глубоко в процесс усовершенствования и адаптации, который
происходит в языках программирования на протяжении нескольких последних де­

сятилетий. Поэтому в этом разделе рассматривается последовательность событий

и факторов, приведших к появлению

Java.

Как станет ясно в дальнейшем, каждое

новшество в архитектуре языка, как правило, было обусловлено необходимостью

Часть 1. Язык Java

36

найти решение той или иной основной проблемы, которую не могли разрешить
существовавшие до этого языки. И язык

Java

не является исключением из этого

правила.

Зарождение современного программирования: язык С
Язык С буквально потряс компьютерный мир. Его влияние нельзя недооцени­
вать, поскольку он полностью изменил подход к программированию. Создание

языка С было прямым следствием потребности в структурированном, эффектив­
ном и высокоуровневом языке, который мог бы заменить код ассемблера в процес­
се создания системных программ. Как вы, вероятно, знаете, при проектировании
языка программирования часто приходится находить компромиссы между:

•
•
•

простотой использования и предоставляемыми возможностями;

безопасностью и эффективностью;
устойчивостью и расширяемостью.

До появления языка С программистам, как правило, приходилось выбирать
между языками, которые позволяли оптимизировать тот или иной ряд характе­

ристик. Так, на языке

FORTRAN

можно было писать достаточно эффективные

программы для научных вычислений, но он не совсем подходил для написания

системного кода. Аналогично язык

BASIC

был очень прост в изучении, но у него

было не очень много функциональных возможностей, а недостаточная структу­
рированность ставила под сомнение его полезность для написания крупных про­

грамм. На языке ассемблера можно писать очень эффективные программы, но его

трудно изучать и эффективно использовать. Более того, отладка ассемблерного
кода может оказаться весьма сложной задачей.

Еще одна усложнявшая дело проблема состояла в том, что первые языки про­

граммирования вроде

BASIC, COBOL

и

FORTRAN

были разработаны без учета

принципов структурирования. Вместо этого основными средствами управления

программой в них были операторы безусловного перехода GOTO. В результате
программы, написанные на этих языках, проявляли тенденцию к появлению так

называемого «макаронного кода»

—

множества запутанных переходов и услов­

ных ветвей, которые делали программу едва ли доступной для понимания. И хотя

языки вроде

Pascal

структурированы, они не были предназначены для написания

эффективных программ и лишены ряда важных средств, необходимых для напи­
сания разнообразных программ. (В частности, применять

Pascal для

написания си­

стемного кода было нецелесообразно, принимая во внимание наличие нескольких
стандартных диалектов этого языка.)

Таким образом, до изобретения языка С, несмотря на затраченные усилия, ни
одному языку не удавалось разрешить существовавшие в то время противоречия

в программировании. Вместе с тем потребность в таком языке становилась все
более насущной. В начале 1970-х годов началась компьютерная революция, и по­
требность в программном обеспечении быстро превысила возможности програм­

мистов по его созданию. В академических кругах большие усилия были приложены

37

Глава 1. История и развитие языка Java

к созданию более совершенного языка программирования. Но в то же время стало

все больше ощущаться влияние еще одного, очень важного фактора. Компьютеры,
наконец, получили достаточно широкое распространение, чтобы была достигну­
та «критическая масса’: Компьютерное оборудование больше не находилось за за­

крытыми дверями. Впервые программисты получили буквально неограниченный
доступ к своим вычислительным машинам. Это дало свободу для эксперименти­
рования. Программисты смогли также приступить к созданию своих собственных
инструментальных средств. Накануне создания С произошел качественный скачок

в области языков программирования.
Язык С, изобретенный и впервые реализованный Деннисом Ритчи на мини­
Э ВМ

DEC PDP-11,

работавшей под управлением операционной системы

UNIX,

явился результатом процесса разработки, начавшегося с предшествующего ему
языка

BCPL, разработанного Мартином

Ричардсом.

BCPL оказал влияние на язык,

получивший название В, который был изобретен Кеном Томпсоном и в начале
1970-х гг. привел к появлению языка С. В течение долгих лет фактическим стан­
дартом языка С была его версия, которая поставлялась вместе с операционной си­
стемой

UNIX

(она описана в книге Язык программирования С Брайана Кернигана

и Денниса Ритчи, 2-е издание, И.Д. «Вилямс’:

2007 г.). Язык С был формально стан­
1989 г» когда Национальный институт стандартизации США
(American National Standards lnstitute — ANSI) принял стандарт на С.

дартизован в декабре

Многие считают создание С началом современного этапа развития языков про­

граммирования. Этот язык успешно соединил противоречивые свойства, которые

доставляли столько неприятностей в предыдущих языках. В итоrе появился мощ­

ный, эффективный, структурированный язык, изучение которого было сравни­
тельно простым. Кроме того, ему была присуща еще одна, почти непостижимая
особенность: он был разработан специально для программистов. До появления С
языки программирования проектировались в основном в качестве академических

упражнений или бюрократическими организациями. Иное дело

—

язык С. Он был

спроектирован, реализован и разработан практикующими программистами и от­
ражал их подход к проrраммированию. Его функции были отлажены, проверены
и многократно переработаны людьми, которые действительно пользовались этим

языком. Таким образом, получился язык, который сразу же понравился програм­

мистам. И действительно, язык С быстро приобрел много приверженцев, которые
едва ли не молились на него. Благодаря этому С получил быстрое и широкое при­

знание среди программистов. Короче говоря, С

—

это язык, разработанный про­

граммистами для программистов. Как станет ясно в дальнейшем, эту замечатель­

ную особенность унаследовал и язык

Java.

Следующий этап: язык С++
В конце 1970-х-начале 1980-х rг. язык С стал господствующим языком про­
граммирования и продолжает широко применяться до сих пор. А если С

—

удач­

ный и удобный язык, то может возникнуть вопрос: чем обусловлена потребность
в каком-то другом языке? Ответ состоит в постоянно растущей сложности про-

38

Часть 1. Язык Java

грамм. На протяжении всей истории развития программирования постоянно ра­

стущая сложность программ порождала потребность в более совершенных спо­
собах преодоления их сложности. Язык С++ явился ответом на эту потребность.
Чтобы лучше понять, почему потребность преодоления сложности программ яв­
ляется главной побудительной причиной создания языка С++, рассмотрим следу­
ющие факторы.
С момента изобретения компьютеров подходы к программированию коренным
образом изменились. Когда компьютеры только появились, программирование
осуществлялось изменением двоичных машинных инструкций вручную с пане­
ли управления компьютера. До тех пор, пока длина программ не превышала не­

скольких сотен инструкций, этот подход был вполне приемлем. В связи с разрас­
танием программ был изобретен язык ассемблера, который позволил программи­

стам работать с более крупными и все более сложными программами, используя
символьные представления машинных инструкций. По мере того как программы

продолжали увеличиваться в объеме, появились языки высокого уровня, которые
предоставили программистам дополнительные средства для преодоления слож­
ности программ.

Первым языком программирования, который получил широкое распростране­

ние, был, конечно же,

FORTRAN.

Хотя он и стал первым впечатляющим этапом

в программировании, его вряд ли можно считать языком, который способствует
созданию ясных и простых для понимания программ. 1960-е годы ознаменовались

зарождением структурного программирования. Эта методика программирования

наиболее ярко проявилась в таких языках, как С. Пользуясь структурированными
языками, программисты впервые получили возможность без особых затруднений
создавать программы средней сложности. Но и методика структурного програм­
мирования уже не позволяла программистам справиться со сложными проектами,

когда они достигали определенных масштабов. К началу 1980-х. сложность многих
проектов начала превышать предел, позволявший справиться с ними, применяя

структурный подход. Для решения этой проблемы была изобретена новая мето­
дика программирования, получившая название объектно-ориентированного про­

граммирования (ООП). Объектно-ориентированное программирование подроб­
но рассматривается в последующих главах, а здесь приводится лишь краткое его

определение: ООП

—

это методика программирования, которая помогает органи­

зовывать сложные программы, применяя принципы наследования, инкапсуляции

и полиморфизма.
Из всего сказанного выше можно сделать следующий вывод: несмотря на то,
что С является одним из лучших в мире языков программирования, существует

предел его способности справляться со сложностью программ. Как только раз­
меры программы

превышают определенную величину,

она становится слишком

сложной, чтобы ее можно было охватить как единое целое. Точная величина этого
предела зависит как от структуры самой программы, так и от подходов, исполь­

зуемых программистом, но, начиная с определенного момента, любая программа
становится слишком сложной для понимания и внесения изменений, а следова­

тельно, неуправляемой. Язык С++ предоставил возможности, которые позволили

Глава 1. История и развитие языка Java

39

программистам преодолеть этот порог сложности, чтобы понимать крупные про­
граммы и управлять ими.

Язык С++ был изобретен Бьярне Страуструпом (Bjaгne Stгoustrup) в
когда он работал в компании

Bell Laboratories

Джерси. Вначале Страуструп назвал новый язык «С
Но в

1983

1979

г.,

в городе Мюррей-Хилл, шт. Нью­

with Classes»

(С с классами).

г. это название было изменено на С++. Язык С++ расширяет функцио­

нальные возможности языка С, добавляя в него объектно-ориентированные свой­
ства. А поскольку язык С++ построен на основе С, то в нем поддерживаются все

функциональные возможности, свойства и преимущества С. Это обстоятельство
явилось главной причиной успешного распространения С++ в качестве языка про­

граммирования. Изобретение языка С++ не было попыткой создать совершенно
новый язык программирования. Напротив, все усилия были направлены на усо­
вершенствование уже существующего очень удачного языка.

Предпосылки к созданию
К концу 1980-х и в начале 1990-х

Java

rr.

объектно-ориентированное программиро­

вание на С++ стало основной методикой программирования. И в течение некото­
рого, хотя и непродолжительного периода времени казалось, что программисты

наконец изобрели идеальный язык. Ведь язык С++ сочетал в себе высокую эффек­
тивность и стилистические элементы языка С наряду с объектно-ориентирован­

ным подходом, и поэтому его можно было использовать для создания самых раз­
ных программ. Но, как и прежде, уже вызревали факторы, которые должны были
в очередной раз стимулировать развитие языков программирования. Прошло еще

несколько лет, и развитие Всемирной паутины и Интернета достигло «критической

массы’; что и привело к еще одной революции в программировании.

Создание языка

Java

Начало разработке языка Java было положено в 1991 г. Джеймсом Гослингом
(James Gosling), Патриком Нотоном (Patrick Naughton), Крисом Уартом (Chris
Warth), Эдом Франком (Ed Frank) и Майком Шериданом (Mike Sheridan), работав­
шими в компании Sun Microsystems, Inc. Разработка первой рабочей версии заняла
18 месяцев. Вначале язык получил название «Oak» (Дуб), но в 1995 r. он был пере­
именован в «Java’: Между первой реализацией языка Oak в конце 1992 r. и публич­
ным объявлением о создании Java весной 1995 г. в разработке и развитии этого
языка приняли участие немало других специалистов. В частности, Билл Джой (Bill
Joy), Артур ван Хофф (Arthur van Hoff), Джонатан Пэйн (Jonathan Payne), Франк
Йеллин (Frank Yellin) и Тим Линдхольм (Tim Lindholm) внесли основной вклад
в развитие исходного прототипа Java.
Как ни странно, первоначальной побудительной причиной для создания языка

Java

послужил совсем не Интернет, а потребность в независящем от конкретной

платформы (т.е. архитектурно нейтральном) языке, который можно было бы ис­
пользовать для создания программного обеспечения, встраиваемого в различные

Часть 1. Язык Java

40

бытовые электронные устройства, в том числе микроволновые печи и устройства
дистанционного управления. Не трудно догадаться, что в контроллерах таких
устройств применяются разнотипные процессоры. Но трудность применения С

и С++ (как и большинства других языков) состоит в том, что написанные на них
программы должны компилироваться для конкретной платформы. И хотя про­

граммы на С++ могут быть скомпилированы практически для любого типа про­
цессора, тем не менее для этого потребуется наличие полного компилятора С++,
предназначенного для данного конкретного процессора. Но дело в том, что созда­

ние компиляторов обходится дорого и отнимает немало времени. Поэтому тре­
бовалось более простое и экономически выгодное решение. Пытаясь найти такое
решение, Гослинг и другие разработчики начали работу над переносимым, не за­
висящим от конкретной платформы языком, который можно было бы использо­
вать для создания кода, пригодного для выполнения на разнотипных процессорах

в различных средах. И в конечном итоге их усилия привели к созданию языка

Java.

Примерно в то время, когда определялись основные характеристики языка

появился второй, еще более важный фактор, который должен был сыграть

Java,

решающую роль в судьбе этого языка. И этим вторым фактором, конечно же, стала

Всемирная паутина (веб). Если бы формирование веб не происходило почти одно­
временно с реализацией языка

Java,

он мог бы остаться полезным, но незамечен­

ным языком программирования бытовых электронных устройств. Но с появлени­

ем веб язык

Java

вышел на передний край разработки языков программирования,

поскольку среда веб также нуждалась в переносимых программах.

С самых первых шагов своей карьеры большинству программистов приходится
твердо усваивать, что переносимость программ столь же недостижима, сколь и же­

лательна. Несмотря на то что потребность в средствах для создания эффективных,
переносимых (не зависящих от конкретной платформы) программ существовала
в программировании с самого начала, она отодвигалась на задний план другими,

более насущными, задачами. Более того, львиная доля отрасли вычислительной
техники была разделена на три конкурирующих лагеря

(Intel, Macintosh

и

UNIX),

и поэтому большинство программистов оставались на своих закрепленных аппа­
ратно-программных рубежах, что несколько снижало потребность в переносимом
коде. Тем не менее с появлением Интернета и веб старая проблема переносимости
возникла снова, а ее решение стало еще более актуальным. Ведь Интернет пред­

ставляет собой разнообразную и распределенную сетевую среду с разнотипными
компьютерами, операционными системами и процессорами. Несмотря на то что

к Интернету подключены разнотипные платформы, пользователям желательно,

чтобы на всех этих платформах можно было выполнять одинаковые программы.
То, что в начале было неприятной, но не слишком насущной задачей, стало потреб­
ностью первостепенной важности.

К
мы

1993

г. членам группы разработчиков

переносимости,

часто

возникающие

при

Java

стало очевидно, что пробле­

создании

кода,

предназначенного

для встраивания в контроллеры, возникают также и при попытках создания кода

для Интернета. Фактически та же проблема, для решения которой в мелком мас­

штабе предназначался язык

Java,

была актуальна в большем масштабе и в среде

41

Глава 1. История и развитие языка Java
Интернета. Понимание этого обстоятельства вынудило разработчиков

Java

пере­

нести свое внимание с бытовой электроники на программирование для Интернета.
Таким образом, Интернет обеспечил крупномасштабный успех

Java,

несмотря

на то, что потребность в архитектурно нейтральном языке программирования по­
служила для этого своего рода «первоначальной искрой’:
Как упоминалось ранее, язык

Java

наследует многие из своих характеристик

от языков С и С++. Это сделано намеренно. Разработчики

Java

знали, что ис­

пользование знакомого синтаксиса С и повторение объектно-ориентированных

свойств С++ должно было сделать их язык привлекательным для миллионов,
имеющих опыт программирования на С/С++. Помимо внешнего сходства, в

Java

используется ряд других характерных особенностей, которые способствовали

успеху языков С и С++. Во-первых, язык

Java

был разработан, проверен и усовер­

шенствован людьми, имевшими солидный практический опыт программирования.

Этот язык разработан с учетом потребностей и опыта его создателей. Таким об­
разом,

Java —

это язык для программистов. Во-вторых,

непротиворечив. В-третьих,

Java

Java

целостен и логически

предоставляет программисту полный контроль

над программой, если не учитывать ограничения, налагаемые средой Интернета.

Если программирование выполняется грамотно, это непосредственно отражается

на самих программах. В равной степени справедливо и обратное. Иначе говоря,

Java —

это язык не для обучающихся программированию, а для тех, кто занимается

им профессионально.
Из-за сходства характеристик языков

Java

и С некоторые склонны считать

Java

просто «версией языка С++ для Интернета’: Но это серьезное заблуждение. Языку

Java присущи значительные практические и концептуальные отличия. Язык С++ дей­
ствительно оказал влияние на характеристики Java, но Java не является усовершен­
ствованной версией С++. Например, Java несовместим с языком С++. Разумеется,
у него немало сходств с языком С++, и в исходном коде программы на Java програм­
мирующий на С++ будет чувствовать себя почти как дома. Вместе с тем язык Java
предназначен не для замены С++, а для решения одних задач, тогда как язык С++ для решения других задач. Оба языка будут еще долго сосуществовать.
Как отмечалось в начале этой главы, развитие языков программирования об­
условлено двумя причинами: адаптацией к изменениям в среде и реализацией

новых идей в области программирования. Изменения в среде, которые побудили
к разработке языка, подобного

Java,

вызвали потребность в независящих от плат­

формы программах, предназначенных для распространения в Интернете. Но язык

Java изменяет также подход к написанию программ.

В частности, язык

Java углубил

и усовершенствовал объектно-ориентированный подход, использованный в С++,
добавил в него поддержку многопоточной обработки и предоставил библиотеку,
которая упростила доступ к Интернету. Но столь поразительный успех

Java

об­

условлен не отдельными его особенностями, а их совокупностью как языка в целом.
Он явился прекрасным ответом на потребности в то время лишь зарождающейся
среды в высшей степени распределенных вычислительных систем. В области раз­

работки программ для Интернета язык

Java стал тем,

чем язык С стал для систем­

ного программирования: революционной силой, которая изменила мир.

Часть 1. Язык Java

42

Связь с языком С#
Многообразие и большие возможности языка

Java продолжают

оказывать вли­

яние на всю разработку языков программирования. Многие из его новаторских
характеристик, конструкций и концепций становятся неотъемлемой частью осно­

вы любого нового языка. Успех

Java

слишком значителен, чтобы его можно было

игнорировать.

Вероятно, наиболее наглядным примером влияния языка Java на программирова­
Microsoft для поддержки платформы

ние служит язык С#. Он создан в корпорации

.NET Framework и тесно связан с Java. В частности, в обоих этих языках используется
один и тот же общий синтаксис, поддерживается распределенное программирова­
ние и применяется одна и та же объектная модель. Разумеется, у

Java

и С# имеется

целый ряд отличий, но в целом они внешне очень похожи. Ныне такое «перекрестное

опыление»

Java и

С# служит наилучшим доказательством того, что язык

Java корен­

ным образом изменил представление о языках проrраммирования и их применении.

Каким образом язык Java повлиял на Интернет
Интернет способствовал выдвижению
ния, а язык

Java

Java,

Java

на передний край программирова­

в свою очередь, оказал очень сильное влияние на Интернет. Язык

не только упростил создание программ для Интернета в целом, но и обусло­

вил появление нового типа прикладных программ, предназначенных для работы
в сети и получивших название аплетов, которые изменили понятие содержимого

сетевой среды. Кроме того, язык

Java

позволил решить две наиболее острые про­

блемы программирования, связанные с Интернетом: переносимость и безопас­

ность. Рассмотрим каждую из этих проблем в отдельности.

Аплеты на
Аплет

—

Java

это особый вид прикладной программы на

Java,

предназначенный

для передачи через Интернет и автоматического выполнения в совместимом с

Java

веб-браузере. Более того, аплет загружается по требованию, не требуя дальней­
шего взаимодействия с пользователем. Если пользователь щелкает кнопкой мыши
на ссылке, которая содержит аплет, он автоматически загружается и запускается

в браузере. Аплеты создаются в виде небольших программ. Как правило, они слу­
жат для отображения данных, предоставляемых сервером, обработки действий
пользователя или выполнения локально, а не на сервере, таких простых функций,
как вычисление процентов по кредитам. По существу, аплет позволяет перенести

ряд функций со стороны сервера на сторону клиента.
Появление

аплетов

изменило

характер

программирования

приложений

для Интернета, поскольку они расширили совокупность объектов, которые можно

свободно перемещать в киберпространстве. В общем, между сервером и клиентом
передаются две крупные категории объектов: пассивные данные и динамически
активизируемые программы. Например, чтение сообщений электронной почты

Глава 1. История и развитие языка Java

43

подразумевает просмотр пассивных данных. Даже при загрузке программы ее код
по-прежнему остается пассивными данными до тех пор, пока он не начнет выпол­

няться. И напротив, аплет представляет собой динамическую, автоматически вы­
полняющуюся прикладную программу. Такая программа является активным аген­
том на клиентской машине, хотя она инициируется сервером.

На ранней стадии развития
граммирования на

Java,

Java.

Java аплеты были самой важной составляющей про­

Они демонстрировали эффективность и преимущества

повышали привлекательность веб-страниц и давали программистам возмож­

ность в полной мере исследовать, на что был способен язык

Java.

И хотя аплеты

находят применение и ныне, со временем они потеряли свое значение. Как поясня­
ется далее в книге, начиная с версии

JDK 9, аплеты постепенно выходят из употре­

бления, поскольку им на смену пришли другие механизмы доставки динамичес­
ких, активных программ через Интернет.

Безопасность
За привлекательностью динамических сетевых программ скрываются серьез­

ные трудности обеспечения безопасности и переносимости. Очевидно, что кли­

ентскую машину нужно обезопасить от нанесения ей ущерба программой, кото­
рая сначала загружается в нее, а затем автоматически запускается на выполнение.

Кроме того, такая программа должна быть в состоянии выполняться в различных
вычислительных средах и под управлением разных операционных систем. Как

станет ясно в дальнейшем, эти трудности эффективно и изящно решаются в

Java.

Рассмотрим их подробнее, начиная с безопасности.

Вам, вероятно, известно, что каждая загрузка обычной программы сопряжена
с риском, поскольку загружаемый код может содержать вирус, «троянский конь»
или вредоносный код. Дело в том, что вредоносный код может сделать свое чер­
ное дело, если получит несанкционированный доступ к системным ресурсам.

Например, просматривая содержимое локальной файловой системы компьютера,

вирусная

программа может собирать конфиденциальную информацию вроде но­
меров кредитных карточек, сведений о состоянии банковских счетов и паролей.

Для безопасной загрузки и выполнения аплетов

Java на клиентской машине нужно

было предотвратить подобные атаки со стороны аплетов.

Java

обеспечивает такую защиту, ограничивая действие аплета исполняющей

средой Java и не предоставляя

ему доступ к другим частям операционной системы

компьютера. (Способы достичь этого рассматриваются далее.) Возможность за­
гружать аплеты в полной уверенности, что это не нанесет системе никакого вреда

и не нарушит ее безопасность, многие специалисты и пользователи считают наи­
более новаторским аспектом

Java.

Переносимость
Переносимость

—

основная особенность Интернета, поскольку эта глобаль­

ная сеть соединяет вместе множество разнотипных компьютеров и операционных

Часть 1. Язык Java

44

систем. Чтобы программа на

Java

могла выполняться практически на любом ком­

пьютере, подключенном к Интернету, требуется каким-то образом обеспечить ее
выполнение в разных системах. В частности, один и тот же аплет должен иметь
возможность загружаться и выполняться на широком спектре процессоров, опе­

рационных систем и браузеров, подключенных к Интернету. А создавать разные
версии аплетов для разнотипных компьютеров совершенно нерационально. Один

и тот же код должен работать на всех компьютерах. Поэтому требовался какой-то
механизм для создания переносимого исполняемого кода. Как станет ясно в даль­

нейшем, тот же самый механизм, который обеспечивает безопасность, способ­
ствует и созданию переносимых программ.

Чудо

Java: байт-код

Основная особенность

которая позволяет решать описанные выше проб­

Java,

лемы обеспечения безопасности и переносимости программ, состоит в том, что
компилятор

Java выдает

не исполняемый код, а так называемый байт-код

—

в выс­

шей степени оптимизированный набор инструкций, предназначенных для выпол­
нения в исполняющей системе

Viгtual

Java,

называемой виртуальной машиной

Java (Java

Machine — JVM). Собственно говоря, первоначальная версия виртуальной
JVM разрабатывалась в качестве интерпретатора байт-кода. Это может

машины

вызывать недоумение, поскольку для обеспечения максимальной производитель­
ности

компиляторы

многих современных языков

программирования

создавать исполняемый код. Но то, что программа на

туальной машиной

JVM,

Java

призваны

интерпретируется вир­

как раз помогает решить основные проблемы разработки

программ для Интернета. И вот почему.

Трансляция программы

Java

в байт-код значительно упрощает ее выполнение

в разнотипных средах, поскольку на каждой платформе необходимо реализовать
только виртуальную машину

JVM.

Если в отдельной системе имеется исполня­

ющий пакет, в ней можно выполнять любую программу на
иметь в виду, что все виртуальные машины

JVM

Java.

Следует, однако,

на разных платформах, несмотря

на некоторые отличия и особенности их реализации, способны правильно интер­
претировать один и тот же байт-код. Если бы программа на

Java

компилирова­

лась в машинозависимый код, то для каждого типа процессоров, подключенных

к Интернету, должны были бы существовать отдельные версии одной и той же
программы. Ясно, что такое решение неприемлемо. Таким образом, организация

выполнения байт-кода виртуальной машиной

JVM —

простейший способ созда­

ния по-настоящему переносимых программ.

Тот факт, что программа на

Java выполняется виртуальной

JVM, спо­
JVM управ­

машиной

собствует также повышению ее безопасности. Виртуальная машина

ляет выполнением программы, поэтому она может изолировать программу, что­

бы создать ограниченную исполняющую среду, которая называется «песочничей»
и содержит программу, препятствующую неограниченному доступу к машине. Как

станет ясно в дальнейшем, ряд ограничений, существующих в языке

способствует повышению безопасности.

Java,

также

Глава 1. История и развитие языка Java

45

В общем, когда программа компилируется в промежуточную форму, а затем ин­
терпретируется виртуальной машиной

JVM,

она выполняется медленнее, чем если

бы она была скомпилирована в исполняемый код. Но в

Java

это отличие в произ­

водительности не слишком заметно. Байт-код существенно оптимизирован, и по­
этому его применение позволяет виртуальной машине

JVM выполнять программы

значительно быстрее, чем следовало ожидать.
Язык

Java

был задуман как интерпретируемый, но ничто не препятствует ему

оперативно выполнять компиляцию байт-кода в машинозависимый код для по­
вышения производительности. Поэтому вскоре после выпуска

технология

HotSpot,

Java

появилась

которая предоставляет динамический компилятор (или так

называемый ДТ-компилятор) байт-кода. Если динамический компилятор входит

в состав виртуальной машины

JVM,

то избранные фрагменты байт-кода компи­

лируются в исполняемый код по частям, в реальном времени и по требованию.
Важно понимать, что одновременная компиляция всей программы

емый код нецелесообразна, поскольку

Java в

исполня­

Java производит различные проверки,

кото­

рые могут быть сделаны только во время выполнения. Вместо этого динамический
компилятор компилирует код во время выполнения по мере надобности. Более
того, компилируются не все фрагменты байт-кода, а только те, которым компи­
ляция принесет выгоду, а остальной код просто интерпретируется. Тем не менее
принцип динамической компиляции обеспечивает значительное повышение про­

изводительности. Даже при динамической компиляции байт-кода характеристики
переносимости и безопасности сохраняются, поскольку виртуальная машина

JVM

по-прежнему отвечает за целостность исполняющей среды.

Но, начиная с версии
компилятор,

JDK 9,

предназначенный

в избранные среды
для

компиляции

Java

включен статический

байт-кода в

ориентированный код перед его выполнением машиной

JVM,

платформенно­

а не динамически.

Статическая компиляция имеет свои особенности и не подменяет собой описан­
ный выше традиционный подход, принятый в

Java.

Более того, статической ком­

пиляции присущи свои ограничения. Так, на момент написания настоящего из­
дания

книги

статическая

компиляция

применялась лишь

целях и была доступна только в версиях

Java

в

экспериментальных

для 64-разрядных ОС

Linux,

а пред­

варительно скомпилированный код должен был выполняться в той же самой (или

аналогично сконфигурированной) системе, где он был скомпилирован. Таким об­
разом, статическая компиляция ограничивает переносимость кода. В силу своего
слишком специализированно характера статическая компиляция не рассматрива­

ется далее в этой книге.

Выход за пределы аплетов
Как пояснялось ранее, на ранней стадии развития

тью программирования на

Java.

Java аплеты

были важной час­

Они не только повысили привлекательность веб­

страниц, но и стали самой заметной особенностью

Java,

заметно повысив его при­

тягательность. Тем не менее аплеты опираются на подключаемый к браузеру модуль

Java.

Поэтому для нормальной работы аплета он должен поддерживаться брау-

46

Часть 1. Язык Java

зером. Отныне подключаемый к браузеру модуль

Java

больше не померживается.

Проще говоря, без такой поддержки со стороны браузера аплеты нежизнеспособны.
Вследствие этого, начиная с версии

JDK 9,

поддержка аплетов в

Java считается уста­

ревшей. В языке Jаvаустаревшим считается средство, которое по-прежнему доступ­

но, но отмечено как не рекомендованное к употреблению. Такое языковое средство
будет исключено в последующем выпуске

Java.

Следовательно, не рекомендованные

к употреблению языковые средства не следует применять в новом коде.
Имеются различные альтернативы аплетам, самой важной из которых, безус­

ловно, является технология

Java Web Start,

которая позволяет динамически загру­

жать приложение из веб-страницы. Отличие заключается в том, что приложение

выполняется самостоятельно, а не в самом браузере, т.е. оно не опирается на под­
ключаемый к браузеру модуль

Java.

Технология

Java Web Start предоставляет меха­
Java.

низм развертывания, пригодный для работы со многими типами программ на

И хотя подробное обсуждение стратегий развертывания выходит за рамки насто­
ящего издания книги, краткое введение в технологию

Java Web Start в

силу ее важ­

ности приведено в приложении Б.

Сервлеты: серверные программы на

Java

Как ни полезны аплеты, они решают лишь половину задачи в архитектуре «кли­

ент-сервер’: Вскоре после появления языка

Java стало очевидно, что он может при­
— это неболь­

годиться и на серверах. В результате появились сервлеты. Сервлет
шая прикладная программа, выполняемая на сервере.

Сервлеты служат для создания динамически генерируемого содержимого, ко­
торое затем предоставляется клиенту. Например, интерактивный склад может

использовать сервлет для поиска стоимости товара в базе данных. Затем инфор­

мация о цене используется для динамического создания веб-страницы, отправля­
емой браузеру. И хотя динамически создаваемое содержимое доступно и с помо­
щью таких механизмов, как

CGI (Common Gateway Interface —

интерфейс общего

шлюза}, применение сервлетов дает ряд преимуществ, в том числе повышает про­
изводительность.

Подобно всем программам на

Java, сервлеты компилируются в байт-код и вы­
JVM, поэтому они в высшей степени переноси­

полняются виртуальной машиной

мы. Следовательно, один и тот же сервлет может применяться в различных сервер­

ных средах. Единственным необходимым условием для этого является поддержка
на сервере виртуальной машины

Терминология

JVM и

контейнера для сервлета.

Java

Рассмотрение истории создания и развития языка
описания терминологии, характерной для
шим изобретение

Java,

Java.

Java

было бы неполным без

Основным фактором, обусловив­

стала потребность в обеспечении переносимости и без­

опасности, но свою роль в формировании окончательной версии языка сыграли

Глава 1. История и развитие языка Java
и другие факторы. Группа разработчиков обобщила основные понятия

Java

47
в сле­

дующем перечне терминов:

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

простота;

безопасность;
переносимость;

объектная ориентированность;
надежность;
многопоточность;

архитектурная нейтральность;
интерпретируемость;
высокая производительность;
распределенность;
динамичность.

Мы уже рассмотрели такие термины, как безопасность и переносимость. А те­
перь поясним значение остальных терминов.

Простота
Язык

Java был задуман

как простой в изучении и эффективный в употреблении

профессиональными программистами. Овладеть языком

Java

тем, у кого имеется

некоторый опыт программирования, не составит особого труда. Если вы уже зна­
комы с основными принципами объектно-ориентированного программирования,

то изучить
на С++,

Java вам будет еще проще. А от тех, кто имеет опыт программирования
переход к Java вообще потребует минимум усилий. Язык Java наследует

синтаксис С/С++ и многие объектно-ориентированные свойства С++, поэтому

для большинства программистов изучение

Java не

составит больших трудностей.

Объектная ориентированность
Хотя предшественники языка

Java и оказали влияние

на его архитектуру и син­

таксис, при его проектировании не ставилась задача совместимости по исходному

коду с каким-нибудь другим языком. Это позволило группе разработчиков созда­
вать

Java,

по существу, с чистого листа. Одним из следствий этого явился четкий,

практичный, прагматичный подход к объектам. Помимо того, что язык

Java

поза­

имствовал свойства многих удачных объектно-программных сред, разработанных
на протяжении нескольких последних десятилетий, в нем удалось достичь золотой

середины между строгим соблюдением принципа «все элементы программы яв­
ляются объектами» и более прагматичного принципа «прочь с дороги’: Объектная
модель

Java

проста и легко расширяема. В то же время такие элементарные типы

данных, как целочисленные, сохраняются в виде высокопроизводительных компо­

нентов, не являющихся объектами.

48

Часть 1. Язык Java

Надежность
Многоплатформенная среда веб предъявляет к программам повышенные тре­
бования, поскольку они должны надежно выполняться в разнотипных системах.

Поэтому способность создавать надежные программы была одним из главных при­
оритетов при разработке

Java.

Для обеспечения надежности в

Java

налагается ряд

ограничений в нескольких наиболее важных областях, что вынуждает программи­
стов выявлять ошибки на ранних этапах разработки программы. В то же время

Java

избавляет от необходимости беспокоиться по поводу многих наиболее часто встре­
чающихся ошибок программирования. А поскольку

строго типизированный

Java —

язык, то проверка кода выполняется во время компиляции. Но проверка кода де­

лается и во время выполнения. В результате многие трудно обнаруживаемые про­
граммные ошибки, которые часто приводят к возникновению с трудом воспроизво­
димых ситуаций во время выполнения, попросту невозможны в программе на

Предсказуемость кода в разных ситуациях

—

Java.
Java.
Java, рас­

одна из основных особенностей

Чтобы понять, каким образом достигается надежность программ на

смотрим две основные причины программных сбоев: ошибки управления памятью
и неправильная обработка исключений (т.е. ошибки при выполнении). В традици­
онных средах создания программ управление памятью

—

сложная и трудоемкая

задача. Например, в среде С/С++ программист должен вручную резервировать

и освобождать всю динамически распределяемую память. Иногда это ведет к воз­

никновению трудностей, поскольку программисты забывают освободить ранее
зарезервированную память или, что еще хуже, пытаются освободить область па­
мяти, все еще используемую другой частью кода.

Java полностью

исключает такие

ситуации, автоматически управляя резервированием и освобождением памяти.
(Освобождение оперативной памяти полностью выполняется автоматически, по­

скольку

Java

предоставляет средства сборки неиспользуемых объектов в «мусор’:)

В традиционных средах условия для исключений часто возникают в таких ситуа­

циях, как деление на нуль или отсутствие искомого файла, а управление ими долж­
но осуществляться с помощью громоздких и трудных для понимания конструк­

ций.

Java

облегчает выполнение этой задачи, предлагая объектно-ориентирован­

ный механизм обработки исключений. В грамотно написанной программе на

Java

все ошибки при выполнении могут (и должны) обрабатываться самой программой.

Многопоточность
Язык

Java

был разработан в ответ на потребность создавать интерактивные се­

тевые программы. Для этой цели в

Java померживается

написание многопоточных

программ, способных одновременно выполнять многие действия. Исполняющая
система

Java содержит изящное, но вместе с тем сложное решение задачи синхрони­

зации многих процессов, которое позволяет строить устойчиво работающие инте­

рактивные системы. Простой подход к организации многопоточной обработки, реа­
лизованный в

Java,

позволяет программистам сосредоточивать основное внимание

на конкретном поведении программы, а не на создании многозадачной подсистемы.

49

Глава 1. История и развитие языка Java

Архитектурная нейтральность
Основной задачей, которую ставили перед собой разработчики

Java, было

обес­

печение долговечности и переносимости кода. Одной из главных трудностей, сто­

явших перед разработчиками, когда они создавали

Java,

было отсутствие всяких

гарантий, что код, написанный сегодня, будет успешно выполняться завтра

—

даже

на одном и том же компьютере. Операционные системы и процессоры постоян­

но совершенствуются, и любые изменения в основных системных ресурсах мо­
гут стать причиной неработоспособности программ. Пытаясь каким-то образом
изменить это положение, разработчики приняли ряд жестких решений в самом

языке и виртуальной машине

Java.

Они поставили перед собой следующую цель:

«Написано однажды, выполняется везде, в любое время и всегда’: И эта цель была
в значительной степени достигнута.

Интерпретируемость и высокая производительность
Как упоминалось ранее, выполняя компиляцию программ в промежуточное

представление, называемое байт-кодом,

Java

позволяет создавать межплатфор­

менные программы. Такой код может выполняться в любой системе, которая ре­
ализует виртуальную машину

JVM.

С первых же попыток разработать межплат­

форменные решения удалось достичь поставленной цели, хотя и за счет снижения
производительности. Как пояснялось ранее, байт-код

Java

был тщательно разра­

ботан таким образом, чтобы его можно было с высокой эффективностью преоб­
разовывать непосредственно в машинозависимый код на конкретной платформе
с помощью динамического компилятора. Исполняющие системы
вающие такую возможность,

сохраняют все преимущества кода,

Java,

обеспечи­

не зависящего

от конкретной платформы.

Распределенность
Язык

Java

предназначен для распределенной среды Интернета, поскольку он

поддерживает семейство сетевых протоколов

TCP/IP.

По существу, обращение

к ресурсу по унифицированному указателю информационного ресурса

(URL) мало
Java поддерживается также удален­
(Remote Method Invocation — RMI). Такая возможность позво­

чем отличается от обращения к файлу. В языке
ный вызов методов

ляет вызывать методы из программ через сеть.

Динамичность
Программы на

Java содержат значительный объем данных динамического типа,

используемых для проверки полномочий и разрешения доступа к объектам во вре­

мя выполнения. Это позволяет безопасно и рационально выполнять динамическое
связывание кода. Данное обстоятельство исключительно важно для устойчивости

среды

Java,

где небольшие фрагменты байт-кода могут динамически обновляться

в действующей системе.

Часть 1. Язык Java

50

Эволюция языка
Первоначальная версия

Java
Java

не представляла собой ничего особенно револю­

ционного, но она и не ознаменовала завершение периода быстрого совершенство­

вания этого языка. В отличие от большинства других систем программирования,

Java про­
Java 1.0 разра­

совершенствование которых происходило понемногу и постепенно, язык

должает стремительно развиваться. Вскоре после выпуска версии

ботчики уже создали версию

Java 1.1.

Внедренные в этой версии функциональные

возможности оказались более значительными и существенными, чем можно было
ожидать, судя по увеличению дополнительного номера версии. В новой версии

разработчики добавили много новых библиотечных элементов, переопределили
механизм обработки событий и изменили конфигурацию многих библиотечных
средств из версии

1.0.

Кроме того, они отказались от нескольких средств, перво­

начально определенных в

зом, в версии

Java 1.1

Java 1.0,

но признанных затем устаревшими. Таким обра­

были внедрены новые характерные свойства и в то же время

исключены некоторые свойства, определенные в первоначальной спецификации.

Следующей основной стала версия

Java 2, где номер «2» означает второе поко­
Java 2 стало знаменательным событием, означавшим на­
эпохи» Java. Первой версии Java 2 был присвоен номер 1.2, что

ление. Создание версии

чало «современной

может показаться несколько странным. Дело в том, что вначале номер относил­

ся к внутреннему номеру версии библиотек

Java, но затем он был распространен
Java 2 компания Sun Microsystems
начала выпускать программное обеспечение Java в виде пакета J2SE (Java 2 Platform
Standard Edition — Стандартная версия платформы Java 2), и с тех пор номера вер­
на всю версию в целом. С появлением версии

сий стали присваиваться именно этому программному продукту.

В версии

Java 2 была добавлена поддержка ряда новых средств, в том числе
Collections Framework. Кроме того, были усовершенствованы виртуаль­
ная машина JVM и различные инструментальные средства программирования.
В то же время версия Java 2 содержала некоторые не рекомендованные к употре­
блению средства. Наибольшие изменения претерпел класс Thread, где методы
suspend (), resume () и stop () стали рекомендованными к употреблению в мно­

Swing

и

гопоточном программировании.

Версия

Java J2SE.

J2SE 1.3 стала первой серьезной

модернизацией первоначальной версии

Эта модернизация состояла, главным образом, в расширении существу­

ющих функциональных возможностей и «уплотнении» среды разработки. В общем
случае программы, написанные для версий
коду. И хотя изменений в версии

1.3

1.2

и

1.3,

совместимы по исходному

оказалось меньше, чем в трех предшествую­

щих основных версиях, это не сделало ее менее важной.

Совершенствование языка

Java

было продолжено в версии

J2SE 1.4.

Эта вер­

сия содержала несколько важных усовершенствований и добавлений. Например,
в нее были добавлены новое ключевое слово

assert,

цепочки исключений и под­

система ввода-вывода на основе каналов. Изменения были внесены и в каркас

Collections Fгamework,

а также в классы, предназначенные для работы в сети. В эту

версию было также внесено много мелких изменений. Несмотря на значительное

Глава 1. История и развитие языка Java
количество новых функциональных возможностей, версия

1.4

51

почти полностью

сохранила совместимость по исходному коду с предшествующими версиями.

В следующую версию

Java,

названную

J2SE 5,

был внесен ряд революционных

изменений. В отличие от большинства предшествующих обновлений

Java, которые
J2SE 5 была

предоставляли важные, но постепенные усовершенствования, в версии

коренным образом расширена область, возможности и пределы применения язы­

ка. Чтобы стало понятнее, насколько существенными оказались изменения, вне­
сенные в версии

J2SE 5,

ниже перечислены лишь самые основные из новых функ­

циональных возможностей

Java в данной версии.

Обобщения.

•
•
•
•
•
•
•
•
•

Аннотации.
Автоупаковка и автораспаковка.
Перечисления.
Усовершенствованный цикл

for

Аргументы переменной длины

в стиле

for each.

(varargs).

Статический импорт.
Форматированный ввод-вывод.

Утилиты параллельной обработки.

В этом перечне не указаны незначительные изменения или постепенные усо­
вершенствования. Каждый пункт перечня представлял значительное дополнение

языка

Java.

Одни из них, в том числе обобщения, усовершенствованный цикл

for

и аргументы переменной длины, представляли новые синтаксические элементы,
а другие, например автоупаковка и автораспаковка, изменяли семантику языка.

Аннотации придали программированию совершенно новые черты. В любом случае
влияние всех этих дополнений вышло за рамки их прямого действия. Они полнос­

тью изменили сам характер языка

Java.

Значение новых функциональных возможностей нашло отражение в присвоен­

ном данной версии номере

— «5′: Если следовать привычной логике, то следующим
Java должен был быть 1.5. Однако новые средства оказались столь
значительными, что переход от версии 1.4 к версии 1.5 не отражал бы масштабы
внесенных изменений. Поэтому в компании Sun Micгosystems решили присвоить
новой версии номер 5, чтобы тем самым подчеркнуть значимость этого события.
Поэтому версия данного программного продукта была названа J2SE 5, а комплект
разработчика — JDK 5. Тем не менее для сохранения единообразия в компании
Sun Microsystems решили использовать номер 1.5 в качестве внутреннего номера
версии, называемого также номером версии разработки. Цифра 5 в обозначении
номером версии

версии называется номером версии продукта.
Следующая версия получила название
пании

Java.

Sun Microsystems

В названии была опущена цифра

называется сокращенно

Java SE 6.

С выходом этой версии в ком­

решили в очередной раз изменить название платформы

fava SE,

2.

Таким образом, данная платформа теперь

а официально

— fava Platform, Standard Edition 6

Часть

52

(Платформа

1. Язык Java

Java,

стандартная версия

Как и в обозначении версии

6.

J2SE 5,

6).

Комплект разработчика был назван

цифра

6в

JDK

названии

Java SE 6 означает номер
1.6.
J2SE 5 с рядом дальнейших

версии продукта. Внутренним номером разработки этой версии является
Версия

Java SE 6

была построена на основе версии

усовершенствований. Она не содержала дополнений к числу основных языковых

средств

но расширяла библиотеки

Java,

API,

добавляя несколько новых пакетов

и предоставляя ряд усовершенствований в исполняющей системе. В этой версии

было сделано еще несколько усовершенствований и внесено несколько дополне­
ний. В целом версия

Java SE 6 призвана закрепить достижения в J2SE 5.
Java SE 7 с комплектом разработчика Java JDK 7
и внутренним номером версии 1.7. Это был первый главный выпуск Java с тех пор,
как компания Sun Microsystems была приобретена компанией Oracle. Версия Java SE 7
Далее была выпущена версия

содержит много новых средств, включая существенные дополнения языка и библио­

тек

Java API.

В данной версии была усовершенствована исполняющая система

а также включена в нее поддержка других языков, кроме

на

Java больше

Java,

Java,

но программирующих

интересовали дополнения, внесенные в сам язык и его библиотеку.

Новые языковые средства были разработаны в рамках проекта

Project Coin.

Этот проект должен был обозначать многие так называемые «мелкие» изменения

в

Java,

которые предполагалось включить в

JDK 7,

хотя эффект от всех этих новых

«мелких» новшеств весьма велик с точки зрения их воздействия на код. В действи­
тельности для большинства программистов эти изменения могут стать самым
важным нововведением в

внедренные в

Java SE 7.

Ниже перечислены новые языковые средства,

JDK 7.

•

Расширение типа

•
•
•

Двоичные целочисленные литералы.

ре

String

возможностями управлять ветвлением в операто-

switch.

Символы подчеркивания в числовых литералах.

Расширение оператора

try,

называемое оператором

try

с ресурсами, обе­

спечивающее автоматическое управление ресурсами. (Например, потоки

ввода-вывода могут теперь быть закрыты автоматически, когда они больше
не нужны.)

•

Выводимость типов (с помощью ромбовидного оператора

< >)

при создании

обобщенного экземпляра.

•

Улучшенная обработка исключений, благодаря которой два исключения или
больше могут быть обработаны в одном блоке оператора

catch

(многократ­

ный перехват), а также улучшенный контроль соответствия типов повторно
генерируемых исключений.

•

Улучшение предупреждений компилятора, связанных с некоторыми типами ме­
тодов с переменным количеством аргументов. И хотя это нельзя считать изме­

нением в синтаксисе, оно дает больший контроль над предупреждениями.
Несмотря на то что средства, внедренные в рамках проекта
таются мелкими изменениями в языке

Java,

Project Coin,

счи­

в целом они тем не менее дают мно-

53

Глава 1. История и развитие языка Java

го больше преимуществ, чем подразумевает само понятие «мелкие’: В частности,
оператор

try

с ресурсами оказывает существенное влияние на порядок написания

кода, опирающегося на потоки ввода-вывода. Кроме того, возможность использо­

вать объекты типа

String

в операторе

switch

оказалась долгожданным усовер­

шенствованием, позволившим во многом упростить код.

В версии

Java SE 7

внесено несколько дополнений в библиотеку

Java API.
NIO Framework и до­
полнения каркаса Fork!Join Framework. Новая система ввода-вывода NIO (перво­
начально называвшаяся New 110) была внедрена в версии Java 1.4. Но изменения,
внесенные в версии Java SE 7, значительно расширили возможности этой системы,
причем настолько, что она зачастую обозначается как NI0.2.
Каркас Fork/Join Framework обеспечивает важную поддержку параллельного
Важнейшими из них являются усовершенствования каркаса

программирования. Термином параллельное программирование обычно обозна­
чаются технологии, повышающие эффективность применения компьютеров с не­
сколькими процессорами, включая многоядерные системы. Преимущества, кото­
рые дают многоядерные системы, позволяют в перспективе значительно повысить

производительность программ. Каркас

Fork/Join

Framewoгk позволяет решать за­

дачи параллельного программирования в следующих областях:

•

упрощение составления и использования заданий, которые могут выпол­
няться параллельно;

•

автоматическое использование нескольких процессоров.

Следовательно, с помощью каркаса

Fork/Join Framework

можно создавать при­

ложения, в которых автоматически используются процессоры, доступные в испол­

няющей среде. Разумеется, не все алгоритмы оказываются параллельными, но те

из них, которые таковыми все же являются, позволяют добиться существенных
преимуществ в скорости выполнения.

Следующей была выпущена версия
и внутренним номером версии

1.8.

Java SE 8

с комплектом разработчика

JDK 8

Значительные усовершенствования в ней про­

изошли благодаря внедрению лямбда-выражений

—

нового языкового средства

с далеко идущими последствиями. Лямбда-выражения позволяют совершенно ина­
че подходить к программированию и написанию кода. Как поясняется более под­

робно в главе

15,

лямбда-выражения вносят в

Java

возможности функционального

программирования. В процессе программирования лямбда-выражения способны

упростить и сократить объем исходного кода, требующегося для создания опреде­
ленных конструкций, в том числе некоторых типов анонимных классов. Кроме того,

лямбда-выражения вводят в язык новую операцию

(- >) и

элемент синтаксиса.

Внедрение лямбда-выражений оказало обширное влияние и на библиотеки Java,
которые были дополнены новыми средствами, выгодно использующими лямбда­
выражения. К наиболее важным новшествам в библиотеке
прикладной программный интерфейс

кет j

API

Java

относится новый

потоков ввода-вывода, входящий в па­

ava. util. stream. В этом прикладном интерфейсе API, оптимизированном

с учетом лямбда-выражений, поддерживаются конвейерные операции с данными.
Еще одним важным новшеством является пакет

j ava. util. function,

в кото-

54

Часть 1. Язык Java

ром определен целый ряд функчиональных интерфейсов, обеспечивающих допол­
нительную поддержку лямбда-выражений. В библиотеке

Java API

внедрены и дру­

гие, менее значительные средства, имеющие отношение к лямбда-выражениям.
Еще одно нововведение, навеянное лямбда-выражениями, касается интерфей­
сов. В версии

JDK 8 появилась возможность определять реализацию по умолчанию

метода, объявленного в интерфейсе. Если конкретная реализация такого метода

отсутствует, то используется его реализация по умолчанию в интерфейсе. Таким
образом, обеспечивается постепенное развитие интерфейсов, поскольку новый

метод можно ввести в интерфейс, не нарушая существующий код. Это новшество
позволяет также рационализировать реализацию интерфейса при наличии подхо­
дящих средств, доступных по умолчанию. К числу других средств, появившихся

в

JDK 8, относятся новый

прикладной программный интерфейс

API для обработки

даты и времени, типовые аннотации и возможность использовать параллельную

обработку при сортировке массива. Кроме того, в состав

JDK 8 включена поддерж­
ка JavaFX 8 — последней версии нового каркаса приложений Java с графическим
пользовательским интерфейсом (ГПИ). Предполагается, что каркас JavaFX ста­
нет неотъемлемой частью практически всех приложений Java и в конечном итоге
заменит Swing для разработки большинства проектов на основе ГПИ. Введение
в JavaFX представлено в части IV данной книги.

Версия

Java SE 9

Самой последней выпущена версия

9.

При выпуске

JDK 9 внутренний

Java SE 9

с комплектом разработчика

номер версии также оказался равным

9.

JDK

В ком­

плекте

JDK 9 представлен главный выпуск Java, включая существенные улучшения
Java, так и его библиотек. Подобно выпускам JDK 5 и JDK 8, выпуск JDK 9
оказал значительное влияние не только на язык Java, но и на его библиотеки.
Главным нововведением в версии JDK 9 являются модули, позволяющие указы­
как языка

вать взаимосвязи и зависимости в прикладном коде, а также расширяющие воз­

можности управления доступом в

Java.

Вместе с модулями в языке

Java

появился

новый синтаксический элемент и несколько ключевых слов. Кроме того, в состав

JDK

была включена утилита j

link,

ния образ прикладного файла типа

позволяющая создавать на стадии выполне­

JMOD,

содержащего только нужные модули.

Модули также оказали заметное влияние на библиотеку
чиная с версии

JDK 9,

Java API,

поскольку, на­

библиотечные пакеты организованы в модули.

Несмотря на то что модули являются главным усовершенствованием
сии

9, они принципиально просты

Java в вер­

и понятны. А поскольку модули совсем не нару­

шают помержку кода, унаследованного из предыдущих версий

Java,

то их нетруд­

но внедрить в процесс текущей разработки. Для этого не придется сразу вносить
изменения в уже существующий код. Короче говоря, модули значительно расширя­

ют функциональные возможности, не меняя существо языка

Java.
JDK 9 вошло многих других новых средств. Особый
интерес представляет утилита JShell, поддерживающая экспериментирование
с программами и изучение языка Java в интерактивном режиме. (Введение в JShell
Помимо модулей, в состав

55

Глава 1. История и развитие языка Java

приведено в приложении В к настоящему изданию книги.) Еще одним интересным
новшеством является поддержка закрытых интерфейсных методов. Их внедрение
дополнительно расширило поддержку методов с реализацией по умолчанию, по­

явившихся в версии

В версии

JDK 8.

JDK 9

возможности утилиты

расширены средствами поиска, а также новым дескриптором

держки. Как и в предыдущих выпусках, в версии

шенствования библиотек

Java API.
Java

Как правило, в любом выпуске

—

для их под­

были продолжены усовер­

можно обнаружить новые средства, привле­

кающие наибольшее внимание. Но версии
бенность

JDK 9

j avadoc были

@index

присуща одна существенная осо­

JDK 9

упразднение аплетов. Начиная с версии

JDK 9, аплеты

больше не реко­

мендованы для применения в новых проектах. Как пояснялось ранее в этой главе,

весь прикладной интерфейс

API

для аплетов не рекомендован в

JDK 9 для

приме­

нения, поскольку аплеты больше не поддерживаются в браузерах, а также по ряду
других причин. В настоящее время для развертывания прикладных программ

на

Java

в Интернете рекомендуется технология

Java Web

Staгt. В связи с тем что

аплеты упразднены и не рекомендуются для применения в новом коде, они больше
не упоминаются далее в настоящем издании, хотя краткое введение в аплеты при­

ведено в приложении Г к книге.
Подводя краткий итог, можно сказать, что
дений в

Java,

JDK 9 продолжает наследие

нововве­

помогающих сохранить живость и проворство, которые пользователи

уже привыкли ожидать от этого языка программирования. Материал настоящего

издания был обновлен таким образом, чтобы отражать переход к версии

(JDK 9), со

Java SE 9

всеми новыми средствами, обновлениями и дополнениями, обозначен­

ными в соответствующих местах книги.

Культура нововведений
С самого начала язык

первоначальная

версия

Java

оказался в центре культуры нововведений. Его

трансформировала

для Интернета. Виртуальная машина

Java (JVM)

подход

к

программированию

и байт-код совершенно измени­

ли представление о безопасности и переносимости. Переносимый код вдохнул
жизнь в веб. Процесс

Java Community Pгocess (JCP) преобразовал способ внедре­
Java никогда не оставалась без из­
течение длительного периода времени. И Java SE 9 остается на момент

ния новых идей в язык. Область применения
менений в

выхода этого издания из печати самой последней версией в непрекращающемся
динамичном развитии

Java.

ГЛАВА

Краткий обзор Java

2

Как и во всех остальных языках программирования, элементы

Java существуют

не сами по себе. Они скорее действуют совместно, образуя язык в целом. Но такая
их взаимосвязанность может затруднять описание какого-то одного аспекта

Java,

не затрагивая ряда других. Зачастую для понимания одного языкового средства
необходимо знать другое средство. Поэтому в этой главе представлен краткий
обзор ряда основных языковых средств

Java.

Приведенный в ней материал по­

служит отправной точкой для создания и понимания простых программ на

Java.

Большинство рассмотренных в этой главе вопросов будут подробнее обсуждаться
в остальных главах данной части.

Объектно-ориентированное программирование
Объектно-ориентированное программирование (ООП) составляет основу Java.

По существу, все программы на
ентированными. Язык

Java

Java

являются в какой-то степени объектно-ори­

связан с ООП настолько тесно, что, прежде чем при­

ступить к написанию на нем даже простейших программ, следует вначале ознако­

миться с основными принципами ООП. Поэтому начнем с рассмотрения теорети­

ческих вопросов ооп.

Две парадигмы
Все компьютерные программы состоят из двух элементов: кода и данных. Более

того, программа принципиально может быть организована вокруг своего кода или
своих данных. Иными словами, организация одних программ определяется тем,

«что происходит’; а других

—

тем, «на что оказывается влияние’: Существуют две па­

радигмы создания программ. Первая из них называется моделью, ориентированной
на процессы, и характеризует программу как последовательность линейных шагов

(т.е. кода). Модель, ориентированную на процессы, можно рассматривать в качестве

кода, воздействующего на данные. Такая модель довольно успешно применяется
в процедурных языках вроде С. Но, как отмечалось в главе

1,

подобный подход по­

рождает ряд трудностей в связи с увеличением размеров и сложности программ.

58

Часть 1. Язык Java
С целью преодолеть увеличение сложности программ была начата разработка

подхода, называемого объектно-ориентированным программированием. Объектно­

/>
ориентированное программирование позволяет организовать программу вокруг ее

данных (т.е. объектов) и набора вполне определенных интерфейсов с этими данны­
ми. Объектно-ориентированную программу можно охарактеризовать как данные,
управляющие доступом к коду. Как будет показано далее, передавая функции управ­
ления данными, можно получить несколько организационных преимуществ.

Абстракция
Важным элементом ООП является абстракция. Человеку свойственно пред­

ставлять сложные явления и объекты, прибегая к абстракции. Например, люди
представляют себе автомобиль не в виде набора десятков тысяч отдельных дета­

лей, а в виде совершенно определенного объекта, имеющего свое особое поведе­
ние. Эта абстракция позволяет не задумываться о сложности деталей, составля­
ющих автомобиль, скажем, при поездке в магазин. Можно не обращать внимания

на подробности работы двигателя, коробки передач и тормозной системы. Вместо
этого объект можно использовать как единое целое.
Эффективным средством применения абстракции служат иерархические клас­
сификации. Это позволяет упрощать семантику сложных систем, разбивая их

на более управляемые части. Внешне автомобиль выглядит единым объектом. Но
стоит заглянуть внутрь, как становится ясно, что он состоит из нескольких подси­

стем: рулевого управления, тормозов, аудиосистемы, привязных ремней, обогрева­

теля, навигатора и т.п. Каждая из этих подсистем, в свою очередь, собрана из более
специализированных узлов. Например, аудиосистема состоит из радиоприемника,
проигрывателя компакт-дисков и/или аудиокассет. Суть всего сказанного состо­

ит в том, что структуру автомобиля (или любой другой сложной системы) можно
описать с помощью иерархических абстракций.
Иерархические абстракции сложных систем можно применять и к компьютер­

ным программам. Благодаря абстракции данные традиционной, ориентированной
на процессы, программы можно преобразовать в составляющие ее объекты, а по­

следовательность этапов процесса

—

в совокупность сообщений, передаваемых

между этими объектами. Таким образом, каждый из этих объектов описывает свое
особое поведение. Эти объекты можно считать отдельными сущностями, реаги­
рующими на сообщения, предписывающие им выполнить конкретное действие.
В этом, собственно, и состоит вся суть ООП.
Принципы ООП лежат как в основе языка

Java,

так и восприятия мира человеком.

Важно понимать, каким образом эти принципы реализуются в программах. Как станет

ясно в дальнейшем, ООП является еще одной, но более эффективной и естественной
парадигмой создания программ, способных пережить неизбежные изменения, сопро­

вождающие жизненный цикл любого крупного программного проекта, включая за­
рождение общего замысла, развитие и созревание. Например, при наличии тщательно
определенных объектов и ясных, надежных интерфейсов с этими объектам можно
безбоязненно и без особого труда извлекать или заменять части старой системы.

Глава 2. Краткий обзор Java

59

Три принципа ООП
Все языки объектно-ориентированного программирования предоставляют ме­
ханизмы, облегчающие реализацию объектно-ориентированной модели. Этими
механизмами являются инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Рассмотрим
эти принципы ООП в отдельности.

Инкапсуляция
Механизм, связывающий код и данные, которыми он манипулирует, защищая оба
эти компонента от внешнего вмешательства и злоупотреблений, называется инкап­
суляцией. Инкапсуляцию можно считать защитной оболочкой, которая предохраня­
ет код и данные от произвольного доступа со стороны другого кода, находящегося

снаружи оболочки. Доступ к коду и данным, находящимся внутри оболочки, строго
контролируется тщательно определенным интерфейсом. Чтобы провести анало­

гию с реальным миром, рассмотрим автоматическую коробку передач автомобиля.
Она инкапсулирует немало сведений об автомобиле, в том числе величину ускоре­
ния, крутизну поверхности, по которой совершается движение, а также положение

рычага переключения скоростей. Пользователь (в данном случае водитель) может
оказывать влияние на эту сложную инкапсуляцию только одним способом: пере­
мещая рычаг переключения скоростей. На коробку передач нельзя воздействовать,
например, с помощью индикатора поворота или дворников. Таким образом, рычаг
переключения скоростей является строго определенным, а по существу, единствен­

ным интерфейсом с коробкой передач. Более того, происходящее внутри коробки
передач не влияет на объекты, находящиеся вне ее. Например, переключение пере­
дач не включает фары! Функция автоматического переключения передач инкапсу­
лирована, и поэтому десятки изготовителей автомобилей могут реализовать ее как
угодно. Но с точки зрения водителя все эти коробки передач работают одинаково.
Аналогичный принцип можно применять и в программировании. Сильная сторона
инкапсулированного кода состоит в следующем: всем известно, как получить доступ

к нему, а следовательно, его можно использовать независимо о подробностей реали­

зации и не опасаясь неожиданных побочных эффектов.
Основу инкапсуляции в

Java

составляет класс. Подробнее классы будут рассмо­

трены в последующих главах, а до тех пор полезно дать хотя бы краткое их описание.
Класс определяет структуру и поведение (данные и код), которые будут совместно

использоваться набором объектов. Каждый объект данного класса содержит струк­
туру и поведение, которые определены классом, как если бы объект был «отлит»

в форме класса. Поэтому иногда объекты называют экземплярами класса. Таким об­
разом, класс

—

это логическая конструкция, а объект

—

ее физическое воплощение.

При создании класса определяются код и данные, которые образуют этот класс.
Совместно эти элементы называются членами класса. В частности, определенные
в классе данные называются переменными-членами или переменными экземпляра,

а код, оперирующий данными,
программирующие на

Java

—

методами-членами или просто методами. (То, что

называют методами, программирующие на С/С++ назы­

вают функциями.) В программах, правильно написанных на

Java,

методы определяют,

60

Часть 1. Язык Java

каким образом используются переменные-члены. Это означает, что поведение и ин­
терфейс класса определяются методами, оперирующими данными его экземпляра.
Назначение класса состоит в инкапсуляции сложной структуры программы, и по­
этому существуют механизмы сокрытия сложной структуры реализации в самом

классе. Каждый метод или переменная в классе могут быть помечены как закрытые
или открытые. Открытый интерфейс класса представляет все, что должны или мо­
гут знать внешние пользователи класса. Закрытые методы и данные могут быть до­
ступны только для кода, который является членом данного класса. Следовательно,

любой другой код, не являющийся членом данного класса, не может получать доступ
к закрытому методу или переменной. Закрытые члены класса доступны другим ча­

стям программы только через открытые методы класса, и благодаря этому исклю­
чается возможность выполнения неправомерных действий. Это, конечно, означает,

что открытый интерфейс должен быть тщательно спроектирован и не должен рас­
крывать лишние подробности внутреннего механизма работы класса (рис.

2.1).

Класс

о
Открытые
переменные экземпляра

(не рекомендуются)

д
Открытые методы

д
Закрытые методы

Закрытые переменные экземпляра

Рис.

2.1.

/

д

д/д

д

о

о
о

Инкапсуляция: открытые методы можно

использовать для защиты закрытых данных

Наследование
Процесс, в результате которого один объект получает свойства другого, назы­
вается наследованием. Это очень важный принцип ООП, поскольку наследова­
ние обеспечивает принцип иерархической классификации. Как отмечалось ранее,
большинство знаний становятся доступными для усвоения благодаря иерархиче­

ской (т.е. нисходящей) классификации. Например, золотистый ретривер

—

часть

Глава 2. Краткий обзор Java

61

классификации собак, которая, в свою очередь, относится к классу млекопитаю­

щих, а тот

—

к еще большему классу животных. Без иерархий каждый объект дол­

жен был бы явно определять все свои характеристики. Но благодаря наследованию
объект должен определять только те из них, которые делают его особым в клас­

се. Объект может наследовать общие атрибуты от своего родительского объекта.
Таким образом, механизм наследования позволяет сделать один объект частным
случаем более общего случая. Рассмотрим этот механизм подробнее.
Как правило, большинство людей воспринимают окружающий мир в виде ие­

рархически связанных между собой объектов, подобных животным, млекопитаю­
щим и собакам. Если требуется привести абстрактное описание животных, мож­
но сказать, что они обладают определенными свойствами: размеры, умственные

способности и костная система. Животным присущи также определенные особен­
ности поведения: они едят, дышат и спят. Такое описание свойств и поведения со­
ставляет определение класса животных.

Если бы потребовалось описать более конкретный класс животных, например
млекопитающих, следовало бы указать и более конкретные свойства, в частности

тип зубов и молочных желез. Такое определение называется подклассом живот­
ных, которые относятся к суперклассу (родительскому классу) млекопитающих.
А поскольку млекопитающие

—

лишь более точно определенные животные, то они

наследуют все свойства животных. Подкласс нижнего уровня иерархии классов
наследует все свойства каждого из его родительских классов (рис.

2.2).

Животные

(
Рис.

2.2. Иерархия

классов животных

Наследование связано также с инкапсуляцией. Если отдельный класс инкапсулиру­

ет определенные свойства, то любой его подкласс будет иметь те же самые свойства

плюс любые дополнительные свойства, определяющие его специализацию (рис.

2.3).

Благодаря этому ключевому принципу сложность объектно-ориентированных про-

Часть 1. Язык Java

62

грамм нарастает в арифметической, а не геометрической прогрессии. Новый подкласс

наследует атрибуты всех своих родительских классов и поэтому не содержит непред­
сказуемые взаимодействия с большей частью остального кода системы.
Животные

Млекопитающие

Собачьи

Гончая?

Домашние

Охотничьи

Лабрадор
Лабрадор
Возраст

Период беременности

Гончая?

Пол

Охотничьи навыки

Выученная для утиной охоты?

Вес

Длина хвоста

Наличие родословной?

Количество детенышей

Дворовые/комнатные

Рис.

2.3. Лабрадор полностью наследует инкапсулированные
свойства всех родительских классов животных

Глава 2. Краткий обзор Java

63

Полиморфизм
Полиморфизм (от греч. «много форм»)

—

это принцип ООП, позволяющий ис­

пользовать один и тот же интерфейс для общего класса действий. Каждое действие
зависит от конкретной ситуации. Рассмотрим в качестве примера стек, действую­

щий как список обратного магазинного типа. Допустим, в программе требуются
стеки трех типов: для целочисленных значений, для числовых значений с плаваю­
щей точкой и для символов. Алгоритм реализации каждого из этих стеков остает­

ся неизменным, несмотря на отличия в данных, которые в них хранятся. В языке,

не являющемся объектно-ориентированным, для обращения со стеком пришлось
бы создавать три разных ряда подпрограмм под отдельными именами. А в языке

Java

благодаря принципу полиморфизма для обращения со стеком можно опреде­

лить общий ряд подпрограмм под одними и теми же общими именами.

В более общем смысле принцип полиморфизма нередко выражается фразой
«один интерфейс, несколько методов’: Это означает, что можно разработать об­
щий интерфейс для группы связанных вместе действий. Такой подход позволя­
ет уменьшить сложность программы, поскольку один и тот же интерфейс служит

для указания общего класса действий. А выбор конкретного действия (т.е. метода)
делается применительно к каждой ситуации и входит в обязанности компилятора.
Это избавляет программиста от необходимости делать такой выбор вручную. Ему
нужно лишь помнить об общем интерфейсе и правильно применять его.
Если продолжить аналогию с собаками, то можно сказать, что собачье обоня­
ние

—

полиморфное свойство. Если собака почувствует запах кошки, она залает

и погонится за ней. А если собака почувствует запах своего корма, то у нее начнет­
ся слюноотделение, и она поспешит к своей миске. В обоих случаях действует одно

и то же чувство обоняния. Отличие лишь в том, что именно издает запах, т.е. в типе
данных, воздействующих на нос собаки! Этот общий принцип можно реализовать,
применив его к методам в программе на

Java.

Совместное применение полиморфизма,
инкапсуляции и наследования

Если принципы полиморфизма, инкапсуляции и наследования применяются

правильно, то они совместно образуют среду программирования, поддерживаю­
щую разработку более устойчивых и масштабируемых программ, чем в том случае,
когда применяется модель, ориентированная на процессы. Тщательно продуман­
ная иерархия классов служит прочным основанием для многократного использо­

вания кода, на разработку и проверку которого были затрачены время и усилия.
Инкапсуляция позволяет возвращаться к ранее созданным реализациям, не нару­

шая код, зависящий от открытого интерфейса применяемых в приложении клас­
сов. А полиморфизм позволяет создавать понятный, практичный, удобочитаемый
и устойчивый код.

Из двух приведенных ранее примеров из реальной жизни пример с автомобиля­
ми более полно иллюстрирует возможности ООП. Если пример с собаками впол­
не подходит для рассмотрения ООП с точки зрения наследования, то у примера

Часть 1. Язык Java

64

с автомобилями больше общего с программами. Садясь за руль различных типов
(подклассов) автомобилей, все водители пользуются наследованием. Независимо

от того, является автомобиль школьным автобусом, легковым, спортивным авто­
мобилем или семейным микроавтобусом, все водители смогут легко найти руль,
тормоза, педаль акселератора и пользоваться ими. Немного повозившись с рыча­

гом переключения передач, большинство людей могут даже оценить отличия руч­
ной коробки передач от автоматической, поскольку они имеют ясное представле­

ние об общем родительском классе этих объектов

—

системе передач.

Пользуясь автомобилями, люди постоянно взаимодействуют с их инкапсу­
лированными характеристиками. Педали тормоза и газа скрывают невероятную

сложность соответствующих объектов за настолько простым интерфейсом, что
для управления этими объектами достаточно нажать ступней педаль! Конкретная
реализация двигателя, тип тормозов и размер шин не оказывают никакого влия­

ния на порядок взаимодействия с определением класса педалей.

И наконец, полиморфизм ясно отражает способность изготовителей автомоби­

лей предлагать большое разнообразие вариантов, по сути, одного и того же сред­
ства передвижения. Так, на автомобиле могут быть установлены система тормозов

с защитой от блокировки или традиционные тормоза, рулевая система с гидро­
усилителем или с реечной передачей и

4-, 6-

или 8-цилиндровые двигатели. Но

в любом случае придется нажать на педаль тормоза, чтобы остановиться, вращать
руль, чтобы повернуть, и нажать на педаль акселератора, чтобы автомобиль дви­
гался быстрее. Один и тот же интерфейс может быть использован для управления
самыми разными реализациями.

Как видите, благодаря совместному применению принципов инкапсуляции,
наследования и полиморфизма отдельные детали удается превратить в объект,
называемый автомобилем. Это же относится и к компьютерным программам.
Принципы ООП позволяют составить связную, надежную, сопровождаемую про­
грамму из многих отдельных частей.

Как отмечалось в начале этого раздела, каждая программа на
ектно-ориентированной. Точнее говоря, в каждой программе на

Java является объ­
Java применяются

принципы инкапсуляции, наследования и полиморфизма. На первый взгляд может
показаться, что не все эти принципы проявляются в коротких примерах программ,

приведенных в остальной части этой главы и ряде последующих глав, тем не менее

они в них присутствуют. Как станет ясно в дальнейшем, многие языковые средства

Java являются составной частью встроенных библиотек классов, в которых широко
применяются принципы инкапсуляции, наследования и полиморфизма.

Первый пример простой программы
А теперь, когда разъяснены самые основы объектно-ориентированного харак­
тера

Java,

рассмотрим несколько практических примеров программ, написанных

на этом языке. Начнем с компиляции и запуска короткого примера программы, об­
суждаемого в этом разделе. Оказывается, что эта задача не так проста, как может
показаться на первый взгляд.

Глава 2. Краткий обзор Java

65

/*
Это

простая

Присвоить

программа

исходному

на

файлу

Java.
имя

«Example.java»

*/

class Example {
// Эта программа начинается с вызова метода main()
puЬlic static void main(String args[])
{
System.out.println(«Пpocтaя программа на Java.»);

На заметку! Здесь и далее используется стандартный комплект разработчика

(JDK 9),

предоставляемый компанией

Oracle.

Java SE 9 Developer’s Кit
Java приме­

Если же для написания программ на

няется интегрированная среда разработки (ИСР), то для компиляции и выполнения программ

может потребоваться другая процедура, включая и выбор кодировки для ввода-вывода текста.
В таком случае обращайтесь за справкой к документации на применяемую ИСР.

Ввод кода программы
Для большинства языков программирования имя файла, который содержит ис­
ходный код программы, не имеет значения. Но в

Java дело

обстоит иначе. Прежде

всего следует твердо усвоить, что исходному файлу очень важно присвоить имя.
В данном примере исходному файлу должно быть присвоено

Example. java.

И вот почему.

В языке

Java исходный файл официально

называется единицей компиляции. Он,

среди прочего, представляет собой текстовый файл, содержащий определения од­
ного или нескольких классов. (Будем пока что пользоваться исходными файлами,

содержащими только один класс.) Компилятор
имел расширение

Java требует, чтобы

исходный файл

• j ava.

Как следует из исходного кода рассматриваемого здесь примера программы,

определенный в ней класс также называется

Example.

И это не случайно. В

Java

весь код должен размещаться в классе. По принятому соглашению имя главного

класса должно совпадать с именем файла, содержащего исходный код програм­

мы. Кроме того, написание имени исходного файла должно точно соответствовать
имени главного класса, включая строчные и прописные буквы. Дело в том, что
в коде

Java учитывается регистр

букв. На первый взгляд, соглашение о строгом со­

ответствии имен файлов и классов может показаться произвольным. Но на самом
деле оно упрощает сопровождение и организацию программ.

Компиляция программы
Чтобы скомпилировать программу

Example,

запустите компилятор

(javac),

указав имя исходного файла в командной строке следующим образом:

C:>javac Example.java
Компилятор

j avac

создаст файл

Example. class,

кода. Как пояснялось ранее, байт-код

Java

содержащий версию байт­

является промежуточным представле-

Часть 1. Язык Java

66

нием программы, содержащим инструкции, которые будет выполнять виртуаль­
ная машина

JVM.

Следовательно, компилятор

javac

выдает результат, который

не является непосредственно исполняемым кодом.

Чтобы выполнить программу, следует воспользоваться загрузчиком прило­
жений

Java,

который называется

java.

Ему нужно передать имя класса

Example

в качестве аргумента командной строки, как показано ниже.

C:>java Example
Выполнение данной программы приведет к выводу на экран следующего ре­
зультата:
Простая

программа

Java.

на

В процессе компиляции исходного кода каждый отдельный класс помещается

в собственный выходной файл, называемый по имени класса и получающий рас­
ширение

• class.

Поэтому исходным файлам программ на

Java

целесообразно

присваивать имена, совпадающие с именами классов, которые содержатся в фай­
лах с расширением

• class.

При запуске загрузчика приложений

j ava описанным

выше способом в командной строке на самом деле указывается имя класса, кото­
рый нужно выполнить. Загрузчик приложений автоматически будет искать файл

с указанным именем и расширением

• class.

И если он найдет такой файл, то вы­

полнит код, содержащийся в указанном классе.

Подробный анализ первого примера программы
Хотя сама программа

Example. j ava небольшая, с ней связано несколько важ­
Java. Проанализируем под­

ных особенностей, характерных для всех программ на

робно каждую часть этой программы. Начинается эта программа со следующих
строк:

/*
Это

простая

Присвоить

программа

исходному

Java.

на

файлу

имя

«Example.java»

*/

Эти строки кода содержат комментарий. Подобно большинству других язы­
ков программирования,

Java

позволяет вставлять примечания к коду программы

в ее исходный файл. Компилятор игнорирует содержимое комментариев. Эти
комментарии описывают или поясняют действия программы для тех, кто про­

сматривает ее исходный код. В данном случае комментарий описывает программу

и напоминает, что исходному файлу должно быть присвоено имя

Example. j ava.

Разумеется, в реальных прикладных программах комментарии служат главным об­
разом для пояснения работы отдельных частей программы или действий, выпол­
няемых отдельными языковыми средствами.

В языке

Java

поддерживаются три вида комментариев. Комментарий, приве­

денный в начале программы, называется многострочным. Этот вид комментариев
должен начинаться со знаков

/

* и оканчиваться знаками * /. Весь текст, располо­

женный между этими двумя парами символов, игнорируется компилятором. Как

Глава 2. Краткий обзор Java

67

следует из его названия, многострочный комментарий может содержать несколько
строк.

Перейдем к следующей строке кода анализируемой здесь программы. Ниже по­
казано, как она выглядит.

class Example {
В этой строке кода ключевое слово

деляемого класса, а

Example —

class

служит для объявления вновь опре­

в качестве идентификатора, обозначающего имя

класса. Все определение класса, в том числе его членов, должно располагаться

между открывающей

( {)

и закрывающей

фигурными скобками. Мы не станем

(})

пока что останавливаться на особенностях реализации класса. Отметим только,
что в среде

Java

все действия программы выполняются в пределах класса. В этом

и состоит одна из причин, по которым все программы на

Java

являются (по край­

ней мере, частично) объектно-ориентированными.
Следующая строка кода данной программы содержит однострочный коммен­
тарий:

11

Эта

программа

начинается

с

вызова

main()

метода

Это второй вид комментариев, поддерживаемых в
строчным комментарием и начинается со знаков

/ /,

Java.

Он называется одно­

а завершается знаком конца

строки. Как правило, программисты пользуются многострочными комментария­
ми для вставки длинных примечаний, а однострочными

—

для коротких, построч­

ных описаний. Третий вид комментариев, называемый документирующим, будет
рассмотрен далее в разделе «Комментарии’:
Перейдем к следующей строке кода анализируемой здесь программы. Ниже по­
казано, как она выглядит.

puЬlic

static void main(String args[ ] )

Эта строка кода начинается с объявления метода

rnain

().Как следует из пред­

шествующего ей комментария, выполнение программы начинается именно с этой

строки кода. Выполнение всех прикладных программ на
метода

rnain

Java

начинается с вызова

().Мы не станем пока что разъяснять подробно назначение каждого

элемента этой строки, потому что для этого требуется ясное представление о под­
ходе к инкапсуляции, принятом в

Java.

Но поскольку эта строка кода присутствует

в большинстве примеров из данной части книги, то проанализируем ее вкратце.
Ключевое слово puЬlic является модификатором доступа, который дает про­
граммисту возможность управлять видимостью членов класса. Когда члену класса
предшествует ключевое слово puЫic, этот член доступен из кода за пределами

класса, где он определен. (Совершенно противоположное обозначает ключевое
слово

private —

оно не разрешает доступ к члену класса из кода за предела­

ми данного класса.) В данном случае метод

rnain ()

должен быть определен как

puЬlic, поскольку при запуске программы он должен вызываться из кода за пре­
делами его класса. Ключевое слово

static

позволяет вызывать метод

без получения экземпляра класса. Это необходимо потому, что метод
зывается виртуальной машиной

JVM

main ()
main () вы­

перед созданием любых объектов. А ключе-

Часть 1. Язык Java

68

вое слово

void

просто сообщает компилятору, что метод

main ( )

не возвращает

никаких значений. Как будет показано далее, методы могут также возвращать кон­
кретные значения. Если это краткое пояснение покажется вам не совсем понят­
ным, не отчаивайтесь, поскольку упомянутые здесь понятия и языковые средства

Java будут подробно

рассматриваться в последующих главах.

Как указывалось выше, метод

программ на

Java.

букв. Следовательно, имя
в виду, что компилятор

main

вызывается при запуске прикладных

main ()

Java

учитывается регистр

имени main.

Следует также иметь

Следует, однако, иметь в виду, что в

Main

Java

не равнозначно

скомпилирует классы, в которых отсутствует метод

(),но загрузчик приложений

сов. Так, если вместо имени

main

(java)

не сможет выполнить код таких клас­

Main, компилятор все равно скомпи­
ava выдаст сообщение об ошибке,
метод main ().

ввести имя

лирует программу, но загрузчик приложений j
поскольку ему не удалось обнаружить

Для передачи любой информации, требующейся методу, служат переменные,
указываемые в скобках вслед за именем метода. Эти переменные называются па­
раметрами. Если параметры не требуются методу, то указываются пустые скобки.

main () имеется единственный, хотя и довольно сложный параметр. Так,
String args [] объявляется параметр args, обозначающий мас­
сив экземпляров класса String. (Массивы — это коллекции похожих объектов.)
В объектах типа String хранятся символьные строки. В данном случае параметр
args принимает любые аргументы командной строки, присутствующие во время

У метода

в выражении

выполнения программы. В рассматриваемом здесь примере программы эта ин­

формация, вводимая из командной строки, не используется, но в других, рассма­
триваемых далее примерах программ она будет применяться.
Последним элементом в рассматриваемой здесь строке кода оказывается сим­

вол открывающей фигурной скобки ( {).Он обозначает начало тела метода main

().

Весь код, составляющий тело метода, должен располагаться между открывающей

и закрывающей фигурными скобками в определении этого метода.
Еще один важный момент: метод

main ()

служит всего лишь началом програм­

мы. Сложная программа может включать в себя десятки классов, но только один

из них должен содержать метод

main

(),чтобы программу можно было запустить

на выполнение. И хотя в некоторых типах программ метод

main ( )

вообще не тре­

буется, в большинстве примеров программ, приведенных в данной книге, этот ме­
тод все же обязателен.
Перейдем к следующей строке кода анализируемой здесь программы. Ниже по­
казано, как она выглядит. Следует также иметь в виду, что эта строка кода находит­
ся в теле метода

main ().

System.out.println(«Пpocтaя

программа

на

Java.»);

В этой строке кода на консоль (а по существу, на экран) выводится символьная
строка «Простая программа на

Java.»

с последующим переходом на новую

строку. На самом деле вывод текста на консоль выполняется встроенным мето­

дом

println

().В данном случае метод

println ()

отображает переданную ему

символьную строку. Как будет показано далее, с помощью этого метода на консоль

69

Глава 2. Краткий обзор Java

можно выводить и другие типы данных. Анализируемая эдесь строка кода начина­

ется с обозначения стандартного потока вывода

System. out. Это слишком слож­

ная языковая конструкция, чтобы ее можно было просто объяснить на данной ста­
дии изучения

Java,

но вкратце

System обозначает предопределенный класс, пре­
out — поток вывода, связанный с консолью 1 •
в реальных программах на Java консольный вывод­

доставляющий доступ к системе, а
Нетрудно догадаться, что

ввод применяется редко. Многие современные вычислительные среды по своему

характеру являются оконными и графическими, поэтому консольный ввод-вывод
зачастую применяется в простых служебных и демонстрационных программах.

В дальнейшем будут рассмотрены другие способы ввода-вывода данных в

Java, а до

тех пор будут применяться методы консольного ввода-вывода.

Обратите

println

внимание

на то,

что

оператор,

в

котором

(),завершается точкой с запятой. В языке

Java

вызывается

метод

все операторы обычно

должны оканчиваться этим знаком. Причина отсутствия точки с запятой в конце

остальных строк кода программы состоит в том, что формально они не являются
операторами. Первый знак
деление класса

} завершает метод ma in ( ) , а последний знак } —

опре­

Example.

Второй пример короткой программы
Вероятно, ни одно другое понятие не является для языка программирования
столь важным, как понятие переменных. Как вы, скорее всего, знаете, перемен­

ная

—

это именованная ячейка памяти, которой может быть присвоено значение

в программе. Во время выполнения программы значение переменной может из­

меняться. В следующем примере программы демонстрируются способы объявле­
ния переменной и присвоения ей значения. Этот пример демонстрирует также ряд

новых особенностей консольного вывода. Как следует из комментариев в начале
программы, ее исходному файлу нужно присвоить имя

Example2 • j ava.

/*
Это

еще

один

Присвоить

пример

исходному

короткой

файлу

имя

программы.

«Example2.java»

*/

class Example2 {
1 На

самом деле для вывода результатов на консоль кириллицей в начале каждой програм­

мы следует ввести приведенную ниже строку кода, чтобы установить кодировку СР866

(в

Windows),

поскольку в

Java

по умолчанию выбирается кодировка

ющая намного большее количество символов

{65536 по

сравнению

UTF-16, поддержива­
256 символами в коди­

ровке СР866).

System.setOut(new PrintStrearn(System.out,

true,

«ср866»));

Нужную кодировку можно указать и при запуске программы на выполнение из командной
строки, например:

java -Dconsole.encoding=cp866

иня_исходного_файла

Подробнее о кодировках символов речь пойдет в главах

3 и 18. —

Примеч. ред.

70

Часть 1. Язык Java

static void main(String args[])
int num; // в этой строке кода объявляется
// переменная с именем num
num = 100; // в этой строке кода переменной num
// присваивается значение 100

puЬlic

System.out.println(«Этo

num

=

переменная

num:

«

+

num);

num * 2;

System.out.print(«Знaчeниe

переменной

num * 2

равно

«);

System.out.println(num);

Выполнение данной программы приведет к выводу на консоль следующего ре­
зультата:

Это

num: 100
num * 2

переменная

Значение

переменной

200

равно

Рассмотрим подробнее получение такого результата. Ниже приведена стро­
ка кода с комментариями из рассматриваемой здесь программы, которая еще не
встречалась в предыдущем примере.

int num;

//
//

в

этой

строке

переменная

с

кода

объявляется

именем

num

В этой строке кода объявляется целочисленная переменная

num.

В языке

Java,

как и в большинстве других языков программирования, требуется, чтобы пере­
менные были объявлены до их применения. Ниже приведена общая форма объ­
явления переменных.

тип

имя_переменной;

В этом объявлении тип обозначает конкретный тип объявляемой переменной,
а имя_переменной —

заданное имя переменной. Если требуется объявить не­

сколько переменных заданного типа, это можно сделать в виде разделенного за­

пятыми списка имен переменных. В языке

Java

определен целый ряд типов дан­

ных, в том числе целочисленный, символьный и числовой с плавающей точкой.

Ключевое слово

int

обозначает целочисленный тип. В приведенной ниже строке

кода с комментариями из рассматриваемого здесь примера программы перемен­

ной

num присваивается значение 1 О О. Операция присваивания обозначается в Java

одиночным знаком равенства.

num

=

100; //
//

в

этой

строке

присваивается

кода

переменной

значение

num

100

В следующей строке кода на консоль выводится значение переменной
торому предшествует символьная строка «Это
System.out.println(«Этo

переменная

num:

переменная

«

+

num,

ко­

num: «:

num);

В этом операторе знак+ присоединяет значение переменной

num в

конце пред­

шествующей ему символьной строки, а затем выводится результирующая строка.

Глава 2. Краткий обзор Java
(На самом деле значение переменной

num

71

сначала преобразуется из целочислен­

ного в строковый эквивалент, а затем объединяется с предшествующей строкой.
Подробнее этот процесс описывается далее в книге.) Такой подход можно обоб­
щить. С помощью операции+ в одном вызове метода

можно объеди­

println ()

нить нужное количество символьных строк.

В следующей строке кода из рассматриваемого здесь примера программы пере­

менной

n um

присваивается хранящееся в ней значение, умноженное на

большинстве других языков программирования, в

Java знак

2.

Как и в

* обозначает арифме­

тическую операцию умножения. После выполнения этой строки кода переменная

num будет содержать

значение

2 О О.

Ниже приведены две следующие строки кода из рассматриваемого здесь при­
мера программы.

System.out.print(«Знaчeниe

переменной

num * 2

равно

«);

System.out.println(num);
В них выполняется ряд новых действий. В частности, метод
ется для вывода символьной строки «Значение переменной

print ()
num * 2

вызыва­
равно».

После этой строки не следует знак новой строки. Таким образом, следующий ре­
зультат будет выводиться в той же самой строке. Метод
логично методу

println (),за

pr in t ( )

действует ана­

исключением того, что после каждого вызова он

не выводит знак новой строки. А теперь рассмотрим вызов метода

println ().

Обратите внимание на то, что имя переменной num указывается буквально. Методы

print () и println ()
Java типов данных.

могут служить для вывода значений любых встроенных

в

Два управляющих оператора
И хотя управляющие операторы подробно описываются в главе

5,

в этом раз­

деле будут вкратце рассмотрены два управляющих оператора, чтобы было понятно
их назначение в примерах программ, приведенных в главах

послужат хорошей иллюстрацией важного аспекта

Условный оператор
Оператор

Java —

3 и 4.

Кроме того, они

блоков кода.

i f

i f действует подобно условному оператору в любом другом языке

программирования. Более того, его синтаксис такой же, как и условных операто­

ров

i f

в языках С, С++ и С#. Простейшая форма этого оператора выглядит следу­

ющим образом:
if(условие)

оператор;

где условие обозначает логическое выражение. Если условие истинно, то опера­
тор выполняется. А если условие ложно, то оператор пропускается. Рассмотрим
следующую строку кода:

if(num

<

100) System.out.println(«num

меньше

100″);

Часть 1. Язык Java

72

num содержит значение меньше 10 О, то
println ().А если переменная
равное 1 О О, то вызов метода р r i n t l n ( )

Если в данной строке кода переменная

условное выражение истинно и вызывается метод

n um

содержит значение, большее или

пропускается.

Как будет показано в главе

4,

в языке

Java

определен полный набор операций

сравнения, которые можно использовать в условном выражении. Некоторые из

них перечислены в табл.

Таблица

2.1.

2.1. Некоторые операции сравнения в Java
Меньше

<
>

Больше
Равно

Следует, однако, иметь в виду, что проверка на равенство обозначается двой­
ным знаком равенства(==). Ниже приведен пример программы, где демонстриру­
ется применение условного оператора

i f.

/*
Продемонстрировать
Присвоить

исходному

применение
файлу

имя

условного

оператора

if.

«IfSample.java»

*/

class IfSample {
puЬlic static void main(String args[])
int х, у;
х

= 10;

у

20;
у)

теперь

// этот оператор не будет ничего выводить
if(x ==у) System.out.println(«вы не увидите

этого»);

Эта программа выводит следующий результат:
х

меньше

у

х

теперь

равно

х

теперь

больше

у

у

Обратите внимание на еще одну особенность данного примера программы. В
строке кода

int

х,

у;

Глава 2. Краткий обзор Java

73

объявляются две переменные: х и у. Для этого используется список, разделяемый
запятыми.

Оператор цикла

f or

Операторы циклов являются важной составляющей практического любого
языка программирования, поскольку они обеспечивают повторное выполнение
поставленной задачи. Как будет показано в главе

5,

в

Java

померживаются разно­

образные операторы цикла. И, вероятно, наиболее универсальным среди них яв­
ляется оператор цикла
fоr(инициализация;

for.

Ниже приведена простейшая форма этого оператора.

условие;

итерация)

оператор;

В этой чаще всего встречающейся форме инициализация обозначает началь­
ное значение переменной управления циклом, а условие-логическое выражение
для проверки значения переменной управления циклом. Если результат проверки

условия истинен, то выполнение цикла

f or

продолжается. А если результат этой

проверки ложен, то выполнение цикла прекращается. Выражение итерация опре­
деляет порядок изменения переменной управления циклом на каждом его шаге.
В приведенном ниже кратком примере программы демонстрируется применение
оператора цикла

for.

/*
Продемонстрировать

Присвоить

применение

исходному

файлу

имя

цикла

for.

«Forтest.java»

*/

class ForTest
puЬlic static void main(String args[])
int х;
for(x

=

О;

х>
>>>

Сдвиг вправо

> 4 = Ох»
+ hex((c >> 4) & OxOf] + hex[c
System.out.println(» Ь >>> 4 = Ох»
+ hex[(d >> 4) & OxOf] + hex(d
System.out.println(» (Ь & Oxff) >> 4 =
+ hex((e >> 4) & OxOf] + hex(e

& OxOf]);

& OxOf]);
& OxOf]);
Ох»

/>

& OxOf]);

Как следует из приведенного ниже результата выполнения данной программы,
операция>>> не оказывает никакого воздействия на значения типа

byte. Сначала

в данном примере программы переменной Ь присваивается произвольное отрица­

тельное значение типа
менной Ь типа

byt е,

byte.

Затем переменной с присваивается значение пере­

сдвинутое на четыре позиции вправо и равное Ох f

ствие расширения знака. Далее переменной

Ь типа

f

вслед­

d присваивается значение переменной

byte, сдвинутое на четыре позиции вправо

без знака. Это значение должно

Глава 4. Операции
было бы быть равно Ох О f, но в действительности оно оказывается равным

123
Oxf f

из-за расширения знака, которое произошло при продвижении типа переменной Ь
к типу

int

перед сдвигом. И в последнем выражении переменной е присваивается

значение переменной Ь типа

byte,

сначала замаскированное до

8

двоичных раз­

рядов с помощью поразрядной логической операции И, а затем сдвинутое вправо

на четыре позиции. В итоге получается предполагаемое значение Ох О f. Обратите
внимание на то, что операция беззнакового сдвига вправо не применяется к зна­
чению переменной

d,

поскольку состояние знакового двоичного разряда известно

после выполнения поразрядной логической операции И.
Ь

>> 4
Ь >>> 4
Oxff) >> 4
Ь

(Ь

&

Oxfl
Oxff
Oxff
OxOf

Поразрядные составные операции с присваиванием
Подобно арифметическим операциям, все двоичные поразрядные операции

имеют составную форму, в которой поразрядная операция объединяется с опера­
цией присваивания. Например, две приведенные ниже операции, выполняющие
сдвиг на четыре позиции вправо двоичных разрядов значения переменной а, рав­
нозначны.

а

=

а

>>

а

>>=

4;

4;

Равнозначны и следующие две операции, присваивающие переменной а резуль­
тат выполнения поразрядной логической операции а ИЛИ Ь:
а

=

а

1=

1

а

Ь;

Ь;

Следующая программа создает несколько целочисленных переменных, а затем

использует составные побитовые операторы с присваиванием для манипулирова­
ния этими переменными:

class OpBitEquals {
puЬlic static void main ( String args [])
int а
1;
int Ь
2;
int с
3;
а

1= 4;

ь

с

>>=
=

Больше или равно

),

которая

применяется в лямбда-выражениях.

Таблица

4.7. Предшествование операций в Java

Наивысшее
предшествование

++(постфиксная
операция)

— (постфиксная
операция)

++ (префиксная
операция)

операция)

*

/

—

(префиксная

+(унарная
операция)

%

+
>>

>>>

>=

<

!=
&:

«
&:&:

11
?:

->
операция=

Наинизшее
предшествование

>

+ 3

Ь

Сначала в этом выражении к значению переменной Ь добавляется значение

3

1

а затем двоичные разряды значения переменной а сдвигаются вправо на получен­

ное в итоге количество позиций. Используя избыточные круглые скобки, это вы­
ражение можно было бы записать следующим образом:
а>>

(Ь

+ 3)

Но если требуется сначала сдвинуть двоичные разряды значения переменной
а вправо на Ь позиций, а затем добавить

3

к полученному результату, то круглые

скобки следует использовать так, как показано ниже.
(а

>>

+ 3

Ь)

Кроме изменения обычного предшествования операций, круглые скобки можно
иногда использовать с целью упростить понимание смысла выражения. Сложные

выражения могут оказаться трудными для понимания. Добавление избыточных,
но облегчающих понимание круглых скобок может способствовать устранению
недоразумений впоследствии. Например, какое из приведенных ниже выражений
легче прочесть?
а
(а

1 4
1

+

с

(((4

>>

Ь

& 7

+с)»

Ь)

&

7))

И наконец, следует иметь в виду, что применение круглых скобок (избыточ­
ных или не избыточных) не ведет к снижению производительности программы.
Следовательно, добавление круглых скобок для повышения удобочитаемости ис­
ходного текста программы не оказывает никакого влияния на эффективность ее
работы.

ГЛАВА

5

Управляющие
операторы

В языках программирования управляющие операторы применяются для реа­
лизации переходов и ветвлений в потоке исполнения команд программы, исходя

из ее состояния. Управляющие операторы в программе на

Java

можно разделить

на следующие категории: операторы выбора, операторы цикла и операторы пере­
хода. Операторы выбора позволяют выбирать разные ветви выполнения команд
в соответствии с результатом вычисления заданного выражения или состоянием

переменной. Операторы цикла позволяют повторять выполнение одного или не­

скольких операторов (т.е. они образуют циклы). Операторы перехода обеспечива­
ют возможность нелинейного выполнения программы. В этой главе будут рассмо­
трены все управляющие операторы, доступные в

Java.

Операторы выбора
В языке

Java

поддерживаются два оператора выбора:

if

и

swi tch.

Эти опе­

раторы позволяют управлять порядком выполнения команд программы в соот­

ветствии с условиями, которые известны только во время выполнения. Читатели

будут приятно удивлены возможностями и гибкостью этих двух операторов.

Условный оператор

if

В этой главе подробно рассматривается условный оператор
ставленный в главе
помощью

можно

2.

if,

вкратце пред­

Это оператор условного ветвления программы на

направить

выполнение

программы

по

двум

Java.

разным

С его

ветвям.

Общая форма этого условного оператора выглядит следующим образом:

if

(условие)

е

е

l s

оператор,;

опера тор_.;

Здесь каждый опера тор обозначает одиночный или составной оператор, за­
ключенный в фигурные скобки (т.е. блок кода); условие вращающее логическое значение типа

обязательно.

boolean.

любое выражение, воз­

А оператор

else

указывать не­

Часть 1. Язык Java

132

Условный оператор

действует следующим образом: если условие истинно,

i f

то выполняется оператор,, а иначе

—

оператор 2 , если таковой имеется. Но ни

в коем случае не будет выполняться и тот, и другой оператор. Рассмотрим в каче­
стве примера следующий фрагмент кода:

int
/ /

а,

Ь;

…

if(a <
else Ь

Ь)

=

а=

О;

О;

Если в данном примере значение переменной а меньше значения переменной
Ь, то нулевое значение устанавливается в переменной а, а иначе

—

в переменной

Ь. Но ни в коем случае нулевое значение не может быть установлено сразу в обеих
переменных, а и Ь.

Чаще всего в выражениях, управляющих выполнением оператора

i f,

применя­

ются операции отношения, хотя это и не обязательно. Для управления условным
оператором

if

можно применять и одиночную переменную типа

boolean,

как

показано в следующем фрагменте кода:

boolean

dataAvailaЬle;

11

if

(dataAvailaЬle)

ProcessData();
else
waitForMoreData();
Следует, однако, иметь в виду, что после ключевого слова

i f

или е 1 s е допуска­

ется указывать только один оператор. Если же требуется ввести больше операто­
ров, то придется написать код так, как показано в приведенном ниже примере, где

оба оператора находятся в блоке кода. Они будут выполняться лишь в том случае,
если значение переменной bytesAvailaЫe окажется больше нуля.

int

bytesAvailaЫe;

11

if

(bytesAvailaЫe

>

0)

ProcessData();
bytesAvailaЫe

-= n;

else
waitForMoreData();
Некоторые программисты предпочитают использовать в условном операторе

i f фигурные скобки даже при наличии только одного оператора в каждом выра­
жении. Это упрощает добавление операторов в дальнейшем и избавляет от необ­

ходимости проверять наличие фигурных скобок. На самом деле пропуск опреде­

ления блока в тех случаях, когда он действительно требуется, относится к числу
довольно распространенных ошибок. Рассмотрим в качестве примера следующий

фрагмент кода:

int
11
if

bytesAvailaЬle;
(bytesAvailaЬle

> 0)

ProcessData();
bytesAvailaЫe

n;

Глава

5. Управляющие операторы

133

else
waitForMoreData();
bytesAvailaЫe = n;
Если судить по величине отступа, то в данном примере кода изначально пред­
полагалось, что оператор bytesAvailaЫe=n;

оператора

else.

Но не следует забывать, что в

должен выполняться в ветви

Java

отступы не имеют никакого

значения, а компилятору никоим образом не известны намерения программиста.
Данный код будет скомпилирован без вывода каких-нибудь предупреждающих со­

общений, но во время выполнения он будет вести себя не так, как предполагалось.
В приведенном ниже фрагменте кода исправлена ошибка, допущенная в предыду­
щем примере.

int

bytesAvailaЬle;

/ /

if

(bytesAvailaЬle

> 0)

ProcessData();

bytesAvailaЫe -= n;
else {
waitForMoreData();
bytesAvailaЬle = n;

Вложенные условные операторы

i f

Вложенным называется такой условный оператор

другого условного оператора
операторы

i f

операторами

i f

не следует забывать, что оператор

шим условным оператором

if(i == 10) {
if(j < 20) а= Ь;
if(k > 100) с = d; //
else а = с;
11
d;

а

который является целью

встречаются очень часто. Но, пользуясь вложенными условными

if,

if,

11
11

else

всегда связан сближай­

находящимся в том же самом блоке кода и еще не

связанным с другим оператором

else

i f,

или е 1 s е. В программах вложенные условные

else.

этот условный

оператор

связан

с

данным

а

этот

оператор

с

оператором

if

оператором

else,

else if(i == 10)

Как следует из комментариев к данному фрагменту кода, внешний оператор
е 1 s е не связан с оператором

i f (j

<

2 О ) , поскольку тот

не находится в том же

самом блоке кода, несмотря на то, что он является ближайшим условным опера­
тором

if,

который еще не связан с оператором

else.

оператор е 1 s е связан с оператором

i f (i

связан с оператором

поскольку тот является ближайшим к нему

i f (k > 1О О ),

в том же самом блоке кода.

==1 О

).

Следовательно, внешний

А внутренний оператор е 1 s е

Часть 1. Язык Java

134

Конструкция
Конструкция

if-else-if

i f — е l s е- i f, состоящая из последовательности вложенных ус­
i f, весьма распространена в программировании. В общем

ловных операторов

виде она выглядит следующим образом:

if

(условие)
оператор;

else

if(условие)

оператор;

else

if(условие)

оператор;

else
оператор;

Условные операторы

i f

выполняются последовательно, сверху вниз. Как только

одно из условий, управляющих оператором

i f,

оказывается равным

няется оператор, связанный с данным условным оператором
конструкции

i f — еl s е- i f

ется (т.е. не равно

true),

i f,

true,

выпол­

а остальная часть

пропускается. Если ни одно из условий не удовлетворя­

то выполняется заключительный оператор

else.

Этот по­

следний оператор служит условием по умолчанию. Иными словами, если проверка
всех остальных условий дает отрицательный результат, выполняется последний опе­

ратор

else.

Если же заключительный оператор

верки всех остальных условий равен

false,

else

не указан, а результат про­

то не производятся никакие действия.

Ниже приведен пример программы, в которой конструкция

i f — еl sе- i f

для определения времени года, к которому относится конкретный месяц.
//Продемонстрировать применение конструкции if-else-if
class IfElse {
puЬlic static void main ( String args [])
{
int month = 4; // Апрель
String season;
if (month == 12 1 1 month == 1 1 1 month == 2)
season = 11 зиме 11 ;
5)
else if(month — — 3 1 month
4 1 1 month
season = «весне»;
7 1 1 month

else if(month — 6 11 month
season = «лету 11 ;
10 1 1 month — — 11)
else if(month — — 9 1 1 month
season
«осени 1 ‘;
else
«вымышленным месяцам»;
season

System.out.println(
«Апрель

относится

к»

+

season

Эта программа выводит следующий результат:
Апрель

относится

к

весне

+

«.»);

ел ужит

Глава 5. Управляющие операторы

135

Прежде чем продолжить чтение, поэкспериментируйте с этой программой.

Убедитесь сами, что, независимо от значения, присвоенного переменной
в конструкции

if-else-if

month,

будет выполняться только одна операция присваи­

вания.

Оператор
В языке

swi tch

Java

оператор

swi tch

является оператором ветвления. Он предостав­

ляет простой способ направить поток исполнения команд по разным ветвям кода
в зависимости от значения управляющего выражения. Зачастую оператор

sw i t ch

оказывается эффективнее длинных последовательностей операторов в конструк­
ции

i f -else-i f.

switch
case
11

Общая форма оператора

swi tch

имеет следующий вид:

(выражение)
значение,:

последовательность

операторов

break;
case значение :
11

последовательность

операторов

break;

case
11

значение 11 :
последовательность

операторов

break;
default:
11

последовательность

Во всех версиях

short, in t, char
ве

Java

до

операторов

JDK 7 указанное

по

умолчанию

выражение должно иметь тип

byte,

или перечислимый тип. (Перечисления рассматриваются в гла­

12.) А начиная с JDK 7,

выражение может также иметь тип

чение, определенное в операторах ветвей выбора

S tr ing. Каждое зна­
case, должно быть однозначным

константным выражением (например, литеральным значением). Дублирование
значений в операторах ветвей выбора

case

не допускается. Каждое значение

должно быть совместимо по типу с указанным выражением.
Оператор

switch

действует следующим образом. Значение выражения срав­

нивается с каждым значением в операторах ветвей выбора

case.

При обнаруже­

нии совпадения выполняется последовательность кода, следующая после операто­

ра данной ветви выбора
ветвей выбора

case

case.

Если значения ни одной из констант в операторах

не совпадают со значением выражения, то выполняется опе­

ратор выбора по умолчанию

default.

Но указывать этот оператор необязатель­

но. Если совпадений со значениями констант в операторах ветвей выбора
происходит, а оператор

de f а u 1 t

case

не

отсутствует, то никаких дальнейших действий

не выполняется.

Оператор

break

служит для

в ветвях выбора оператора

break,

прерывания последовательности операторов

swi tch.

Как только очередь доходит до оператора

выполнение продолжается с первой же строки кода, следующей после все-

136

Часть 1. Язык Java

го оператора

switch.

Таким образом, оператор

ленного выхода из оператора
нения оператора

swi tch.

break

предназначен для немед­

Ниже представлен простой пример приме­

swi tch.

11 Простой пример применения оператора switch
class SampleSwitch {
puЬlic static void main(String args[J)
for(int i=O; iO; n—)
System.out.println(«тaкт

•

+

n);

Объявление переменных, управляющих циклом
Зачастую переменная, управляющая циклом

for,

for

требуется только для него

и нигде больше не используется. В таком случае переменную управления циклом
можно объявить в инициализирующей части оператора

for.

Например, преды-

146

Часть 1. Язык Java

дущую программу можно переписать, объявив управляющую переменную

int

в самом цикле

n

типа

for.

// Объявить переменную управления циклом
class ForTick {
puЫic static void main(String args[])
// здесь переменная n объявляется
for(int n=lO; n>O; n—)
System.out.println(«тaкт » + n);

Объявляя переменную управления циклом

в

в

самом

самом

for

цикле

цикле

for

for

в самом цикле, не следует за­

бывать, что область и срок действия этой переменной полностью совпадают с об­
ластью видимости и сроком действия оператора цикла
ласть видимости переменной управления циклом
самого цикла. А за пределами цикла

for

f or

for.

Это означает, что об­

ограничивается пределами

эта переменная прекращает свое сущес­

твование. Если же переменную управления циклом

for

требуется использовать

в других частях программы, ее нельзя объявлять в самом цикле.
В тех случаях, когда переменная управления циклом

буется, большинство программирующих на
мом операторе цикла

for.

Java

for

нигде больше не тре­

предпочитают объявлять ее в са­

В качестве примера ниже приведена простая програм­

ма, в которой проверяется, является ли число простым. Обратите внимание на то,

что переменная

i управления циклом объявлена в самом цикле for, поскольку

она нигде больше не требуется.

// Проверить на простые числа
class FindPrime {
puЬlic static void main(String args[])
int num;
boolean isPrime;
num = 14;
if(num < 2) isPrime = false;
else isPrime
true;
for(int i=2; i