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Linguagem de Programação I Análise e Desenvolvimento de Sistemas 2º Semestre Prof. Oziel Moreira Neto [email protected] http://blog.oziel.com.br

oziel moreira neto – [email protected]

Linguagem de Programação Java

Agenda – Iniciando – Conceitos – Arrays – Desenho Avançado de Classes – Manipulação de Erros e Exceções – Desenvolvimento de Aplicações

Iniciando


Iniciando • Objetivos do módulo

– Capacitar o aluno no desenvolvimento de aplicações em Java usando as CORE APIs, bem como manipulação de arquivos, dados, interfaces gráficas e programação cliente-servidor.

• Habilidades adquiridas

– Codificar, compilar e executar aplicações em Java

Conceitos


Conceitos

Conceitos – Distribuições da Tecnologia Java – Tipos de Programas Java – “Key Features” da Tecnologia Java – Conceitos errados sobre Java – Palavras Reservadas – Entendendo a Portabilidade do Java – Entendendo a Java Runtime Enviromnent – Definição de Nomes – Anatomia de uma Classe Java – Aplicações Java Stand-Alone – Operadores – Controle de Fluxo – Criando Classes – Encapsulamento


Conceitos

Distribuições da Tecnologia Java

Java ™

Standard Edition

• Cliente/Servidor

• Applet

• Departamental

Java ™

Enterprise Edition

• eBusiness

• eCommerce

• Corporativo

Java ™

Micro Edition

• Telefone celular

• Dispositivos eletrônicos

• Móvel


Conceitos

Tipos de programas Java

• Stand-Alone

• Java Applets™

• Java Servlets™

• Java Midlets™

• JavaBeans™


Conceitos

“Key Features” da Tecnologia Java

• Simples • Orientada a objetos • Distribuída • Robusta • Segura • Neutra em relação à

Plataforma

• Portável • Interpretada • Alto desempenho • Múltiplas linhas de

execução • Dinâmica


Conceitos

Conceitos errados sobre Java • Java é uma extensão do HTML • Java é apenas outra linguagem • Todos os programas Java executam em páginas Web • O Javascript é uma versão “Light” da linguagem Java • Java é interpretado, muito lento para aplicações sérias • Java é uma linguagem de programação fácil de

aprender • Java é um ambiente fácil no qual programar


Conceitos

Palavras Reservadas abstract double int strictfp **

boolean else interface super

break extends long switch

byte final native synchronized

case finally new this

catch float package throw

char for private throws

class goto * protected transient

const * if public try

continue implements return void

default import short volatile

do instanceof static while


Conceitos

Entendendo a Plataforma Java

JVM

JRE

JDK

• JVM – Java Virtual Machine Máquina Virtual Java

• JRE – Java Runtime Environmnent

Ambiente de execução de aplicativos Java

• JDK – Java Development Kit Ambiente de desenvolvimento Java

Também chamado de J2SDK – Java 2 Software Development Kit


Conceitos

Entendendo a Java Runtime Enviromnent

Sistema Operacional

Java Virtual Machine

bytecode


Conceitos

Entendendo a Portabilidade do Java


Conceitos

Definição de Nomes • Um nome pode ser composto por letras (minúsculas

e/ou maiúsculas), dígitos e os símbolos _ e $. • Um nome não pode ser iniciado por um dígito

(0 a 9). • Letras maiúsculas são diferenciadas de letras

minúsculas. (Full Sensitive Case) • Uma palavra-chave da linguagem Java não pode

ser um identificador.


Conceitos

Anatomia de uma Classe Java


Conceitos

Aplicações Java Stand-Alone public static void main(String args[]) { }

• Toda classe Java que possui o método acima, pode ser iniciada numa JRE exclusiva, no modo Stand-Alone

• Nem todas as classes Java necessitam ter esse método


Conceitos

Operadores Negação !

Incremento / Decremento ++, --

Representação de sinal +, -

Inversão ~

Conversão (cast)

Atribuição =

Soma +

Subtração -

Divisão /

Multiplicação *

Resto da Divisão %

Incremento / Decremento ++, --

Representação de sinal +, -

Condicional ternário ?:


Conceitos

Operadores de bits

Deslocamento a esquerda <<

Deslocamento a direita >>

Deslocamento a direita (unsigned) >>>

Inversão de bits ~

Resto da Divisão %

Complemento (XOR) ^


Conceitos

Operadores de Comparação

Igualdade ==

Maioridade <

Menoridade >

Maior ou igual >=

Menor ou igual <=

Diferente !=


Conceitos

Estruturas de Repetição - FOR

sintaxe:

// antes de iniciar o laço, é executada a // declaração for ( declaracao; condicao booleana; expressao ) { // bloco de código que sera repetido // ate que a condição booleana seja false // antes da execução iniciar o proximo laço // sera a executada a expressao }


Conceitos

Estruturas de Repetição - WHILE sintaxe:

while (condicao booleana) { // bloco de código que sera repetido // ate que a condição booleana seja false }


Conceitos

Estruturas de Repetição – DO WHILE- sintaxe:

do { // bloco de código que sera repetido // ate que a condição booleana seja false } while ( condicao booleana );


Conceitos

Estruturas de Seleção - IF sintaxe:

if ( expressão booleana ) { // bloco de código que será executado // se a expressão booleana valer true. } else { // bloco de código que será executado // se a expressão booleana valer false. }


Conceitos

Estruturas de Seleção - SWITCH sintaxe:

switch ( variavel ) { case (inteiro): // caso o valor da variavel seja igual // ao do inteiro, inicia aqui case (inteiro): // caso o valor da variavel seja igual // ao do inteiro, inicia aqui default: // caso não seja nenhum acima, inicia aqui }


Conceitos

Controle de Fluxo

Uso do continue

for(int i = 0; i < 10; i++){ if (i == 5){ continue; } //.... }


Conceitos

Controle de Fluxo

for(int i = 0; i < 10; i++){ if (i == 5){ break; } //.... }

Uso do break


Conceitos

Controle de Fluxo Especiais

continue e break com label:

fora: for(int i = 0; i < 10; i++){ for(int j = 0; j < 10; j++){ if (j == 5){ continue fora; } //.... }


Conceitos

Criando Classes em Java • O que é abstração? • O que são objetos?

• Do que eles são constituídos? • O que são classes?

• Do que elas são constituídas? • Qual a relação entre classe e objeto? • Quais são os membros de uma classe?

• Atributos, métodos e construtores!


Conceitos • Encapsulamento

pedido: Pedido

- pedidoID: String - clienteID: String - notaFiscal:String - total: double - ICMS: double - produtos: List

+ adcionarProduto(Produto) + removerProduto(produtoID) + recuperaProduto(produtoID) + calculaTotal(): double + calculaImpostos(): double + encerraPedido(): double + Pedido(pedidoID, clienteID)

Atributos privados

Métodos públicos

Definimos uma interface de métodos públicos fornecendo acesso a informação do objeto


Conceitos • Encapsulamento

Dessa forma, podemos alterar o código dos métodos da classe Pedido sem alterar a classe Cliente.

pedido: Pedido

- pedidoID: String - clienteID: String - notaFiscal:String - total: double - ICMS: double - produtos: List

+ adcionarProduto(Produto) + removerProduto(produtoID) + recuperaProduto(produtoID) + calculaTotal(): double + calculaImpostos(): double + encerraPedido(): double + Pedido(pedidoID, clienteID)

Atributos privados

Métodos públicos

Cliente

permitido

não permitido


Conceitos

Discussão

• O que se entende afinal pela Tecnologia e Plataformas do Java?

• Sabendo que uma classe Java pode facilmente ser modelada, então é fácil analisa-la e codifica-la?

• Programar em Java, não é só codificar? Exige um entendimento prévio do problema?

Arrays


Arrays

Agenda – Java Arrays – Definindo Arrays – Cópia elementos – Manipulando elementos


Arrays

Java Arrays

• Manipulação de conjunto de dados em memória

• Possuem quantidade limitada de itens • Podem ser usados com objetos ou primitivos • Usamos para definir matrizes ou vetores


Arrays

Java Arrays

• Sintaxe

tipo identificador[] = new tipo[tamanho];

int[] inteiros = new int[10];

String[] nomes = new String[10];

• Exemplos


Arrays

Java Arrays

int[] inteiros = new int[10];

• Visualização Gráfica


Arrays

Java Arrays

• Podem ter “n” dimensões formando matrizes

int[][] dados = new int[10][10];

dados[0][0] = 100;


Arrays

Definindo elementos

• Valores podem ser atribuídos na definição

int[] inteiros = {10,8,5,10,9};

• Tamanho pode ser obtido pela propriedade length

System.out.print(inteiros.length);


Copiando Elementos

int original[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

int copia[] = new int[10];

System.arraycopy(original, 0, copia, 0, original.length);

Arrays


Manipulando elementos

String nomes[] = new String[10];

// preenchendo

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

nomes[i] = new String("Valor: "+i);

}

// imprimindo na tela

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

System.out.print( nomes[i]+ " " );

}

Arrays


Arrays

Discussão

• Para que servem os Arrays nas linguagens de programação?

• Vetores e matrizes são elementos complexos de

manipular, não existe nada mais fácil em Java para se manipular objetos?

• Quando um objeto tiver uma relação múltipla com

outro, vamos definir usando arrays?


Arrays

Exercícios

Desenho Avançado de Classes



Agenda – Herança – Generalização e Especialização – Representação UML – Objetos a partir de subclasses – Codificando em Java – Implementação das classes – Formas de Herança – Polimorfismo – Overloading – Overriding – Benefícios do Polimorfismo – Refinando a Hierarquia de Classes – Uso de Classes, Métodos e Variáveis Final – Uso de Classes e Métodos Abstratos – Uso de Interfaces – Pacotes



Herança

• ferramenta mais valiosa das linguagens e modelos baseados em OO;

• possibilita reutilizar uma grande quantidade de código e componentes.

• facilita a criação de classes partir de superclasses.

• Definição: “capacidade de um objeto filho herdar atributos e métodos do objeto pai, podendo reescrever (alterar) as características herdadas se necessário”.



Herança

A classe “cliente” é uma subclasse da classe “pessoa”, e herda todos os atributos e métodos da classe “pessoa”.

Cliente é uma subclasse de Pessoa.

Pessoa é uma superclasse de Cliente

Cliente

- clienteID: String - CPF: String

+ getClienteID(): String + getCPF() : String + Cliente(clienteID,CPF)

Pessoa

- nome: String - nascimento: Data

+ getNome(): String + getDate() :Date +Pessoa(nome)

Construtores não são herdados



Generalização: Bottom-Up

• Definição: Processo pelo qual identificamos atributos comuns em classes diferentes que são colocados numa superclasse, menos específica e mais genérica.



Especialização: Top-Down

• Definição: Processo pelo qual identificamos atributos incomuns em classes diferentes que são colocados nas subclasses de uma superclasse, tornando-a mais específica e menos genérica .



Representação na UML

Define um modelo completo para solucionar um problema computacional.


Pessoa



Joao:Pessoa

nome = Joao Souza

nascimento: 10/10/1980

Jose:Pessoa

nome = Jose Silva


Instancias de Pessoa: Jose e Joao


Objetos a partir de subclasses


Cliente

- clienteID: String - CPF: String

+ getClienteID(): String + getCPF() : String + Cliente(clienteID,CPF)

Pessoa



Mario:Cliente

nome = Mario Silva Souza


clienteID = 0056

CPF: 12345678-00

Oscar:Cliente

nome = Oscar Souza


clienteID = 0058

CPF: 87654321-00


Objetos a partir de subclasses

Instancias de Cliente: Mario e Oscar



Codificando em Java

public class Pessoa { // definição de classe } public class Cliente extends Pessoa { // definição de classe }

• Uma subclasse pode estender somente uma superclasse diretamente. A herança em Java é simples.

• A keyword extends na definição de classe, define a relação de herança.



Implementação das Classes

public class Produto { // definição de classe } public class Livro extends Produto { // definição de classe } public class CompactDisc extends Produto { // definição de classe }



Formas de Herança

• Extensão.

• Especificação.

• Combinação de Extensão com Especificação.

Durante a modelagem, devemos aplicar a herança com critério!



Polimorfismo

• POLIMORFISMO = Muitas Formas Ou seja, para uma árvore de herança, temos muitas

formas de objetos e métodos a partir de uma superclasse e suas subclasses.

• Princípio pelo qual modelamos e usamos

objetos construídos a partir de uma arvore de herança.



Polimorfismo – Subclasses – Sobrescrita de método – Sobrecarga da método



Polimorfismo – Subclasses

• Quando especializamos uma superclasse e criamos um subclasse criamos um nova forma para a superclasse e conseqüentemente novas formas de objetos

Livro e CompactDisc são formas de Produto.



Overriding – Sobrescrita de métodos

Definição: Esta utilidade da orientação a objetos e das linguagens orientada a objetos nos permite escrever numa subclasse um ou mais métodos presentes numa das superclasses da árvore de herança podendo alterar o comportamento da superclasse



Overriding – Sobrescrita de métodos – Invocação Virtual de Métodos Quando for chamado para execução o método getDetalhes() da instancia de Pessoa, o código executado será: Pessoa.getDetalhes() Quando for chamado para execução o método getDetalhes() da instancia de Cliente, o código executado será: Cliente.getDetalhes() Ou seja, quando chamarmos um método de um objeto, o método escolhido para ser executado será a primeira ocorrência encontrada daquele método num arvore de herança (Invocação Virtual de Métodos).



Overloading – Sobrecarga de métodos

O Polimorfismo ainda permite que numa mesma classe tenhamos métodos com o mesmo nome, desde que o número ou tipos de parâmetros passados sejam diferentes



Benefícios do Polimorfismo – Uso da Herança

Cadastro

- pessoas: Lista

+ adcionaPessoa(Pessoa) + removePessoa(indice) + listaPessoas(): Lista + Cadastro()

Vendo estas classes de objetos podemos ver que o cadastro, pode cadastrar (ele entende) qualquer pessoa, inclusive os clientes, devido a herança.



Benefícios no Polimorfismo – Maior facilidade de alteração do modelo; – Maior facilidade de expansão de um modelo; – Melhor garantia de que uma idéia presente na

“Descrição do Problema” será mantida;



Revisão



Refinando a Hierarquia de Classes

– Aplicação de Classes Final (Última forma); – Aplicação de Classes Abstratas; – Aplicação de Interfaces;

Processo pelo qual refinamos o modelo de classes com o objetivo de melhor definir a abrangência da solução referente ao problema de negócio.



Uso de Classes, Métodos ou Atributos Final (final)

Final Classes: Não podem ser especializadas, ou seja, é a última forma do objeto.

public final class ContaEspecial extends Conta { ... }




Final Methods: Não podem ser especializados, ou seja, não podem ser reescritos na herança. public class Poupanca extends Conta{ ... public final void credito(double valor) { } }




Final Variables: Não podem ser alteradas depois de inicializadas, ou seja, tornam-se constantes. public class Conta { ... public static final double CPMF = 0.0038; }

As constantes geralmente são definidas como public static final, para que qualquer classe tenha acesso a esse valor!



Uso de Classes e Métodos Abstratos (abstract)

public abstract class Produto extends Object { // metodo abstrato não possui corpo de implementacao. public abstract String getDescricaoCompleta(); }

Abstract Classes: Não podem ser instanciadas, ou seja, é a primeira forma do objeto, e devem ser especializadas.




public abstract classs Produto extends Object{ ... public int getCodigo() { return codigo; } public double getPreco() { return preco; } public abstract String getDescricaoCompleta(); }

Uma classe abstrata, deve ter no mínimo um método abstrato. Uma classe abstrata, pode ter métodos concretos (não abstratos). Uma classe concreta, não pode ter métodos abstratos.




Nesse modelo, vemos que o Produto é um tipo abstrato manipulado pelo Catálogo! Nesse caso, não podemos vender ou manipular um instância de Produto, somente de Livro ou CD.



Uso de Interfaces (interface)

Interfaces: Não podem ser instanciadas, e só possuem métodos abstratos ou constantes.

public interface identificador [extends OutraInterface] { // os métodos de uma interface não possuem corpo, // somente definição. [modificador] tipoRetorno identificador ([argumentos]); }




Usadas para definir apenas o nome de um comportamento, e não sua implementação!

Uma classe, abstrata ou concreta, pode estender somente uma classe, mas pode implementar múltiplas interfaces.

public interface Vendavel { public double getValorVenda();

}


Desenho Avançado de Classes Uso de Interfaces (interface)

public class Livro extends Produto implements Vendavel { ... public double getValorVenda() { return getPreco() * 1.2; } } public class CompactDisc extends Produto implements Vendavel { ... public double getValorVenda() { return getPreco() * 1.1; } }

Dessa forma, todas os objetos do modelo que quiserem ser vendavel, implementam a interface Vendavel, dando um comportamento para o método getValorVenda () de acordo com a necessidade de cada objeto.




Nesse modelo, vemos que o Vendavel é um tipo extremamente abstrato Dessa forma, Livro e CD, são Produtos Vendaveis, com as características herdadas de produto, e uma implementação de Vendavel.




Dessa forma um carrinho de compras, manipula qualquer objeto Vendavel, inclusive Livro e CD. Na evolução, esse sistema pode usar o Carrinho para qualquer Vendavel, não somente Produtos. Enquanto o Catalogo manipula Produtos, o Carrinho manipula Vendaveis



Uso de Interfaces (interface) public class Carrinho { private Vendavel[] vendaveis; private int counter; ... public int adcionaVendavel(Vendavel vendavel) { vendaveis[ counter++ ] = vendavel; return counter; } public Vendavel getVendavel(int index) { return vendaveis[ index ]; } public double calculoCompras() { double valor = 0; for ( int i =0; i<vendaveis.length; i++ ) { valor += vendaveis[i].getValorVenda(); } return valor; } }



Organizando as Classes em Pacotes (package)

Estrutura lógica, representada fisicamente em diretórios e subdiretórios usada com o intuito de organizar as classes de uma aplicação ou sistema.

Notação da UML



Organizando as Classes em Pacotes (package)

Codificação

Nas classes de um pacote colocamos a definição de package

package loja; public class Carrinho { .. }

package loja; public class Catalogo { .. }

Nas classes de outro pacote que necessitam usar as classes acima, usamos a definição de import

import loja.*; public class TestaProdutos { .. }



Discussão • Resumindo. O que se entende por Herança?

• Quando devemos usar especialização e generalização?

• Sabemos que o polimorfismo nos fornece uma ferramenta poderosa na adição de tipos de objetos, então quer dizer que ele nos permite ter sistemas mais flexíveis e que tem menos impacto nas mudanças?

• Qual a necessidade de usar Classes Abstratas?

• Qual a maior diferença de Classes Abstratas e Interfaces?

• Porque usamos os pacotes?



Exercícios

Manipulando Erros e Exceções



Agenda – O que são Erros e Exceções? – Hierarquia de Exceções – Exceções mais conhecidas – Capturando e tratando Exceções – Estrutura try-catch-finally – Usando o bloco try-catch – Criando Exceções Customizadas



O que são erros e exceções?

São objetos e possuem classes para serem definidas. Exceções estão associadas a condições não previstas

durante a execução de uma aplicação Java, e no caso de acontecerem, a execução pode continuar, exemplo, uma conversão numérica que falhou.

Tem o conceito de serem “arremessadas” ao chamador de

um método, e são filhas da classe java.lang.Exception



O que são erros e exceções?

São objetos e possuem classes para serem definidas. Erros estão associados a condições não previstas durante a

execução de uma aplicação Java, e no caso de acontecerem, a execução não pode continuar, exemplo, falta de memória na JVM.

Tem o conceito de serem “arremessadas” ao chamador de

um método, e são filhas da classe java.lang.Error



Hierarquia da exceções

Todas as exceções e erros são subclasses de java.lang.Throwable


Manipulando Erros e Exceções Exceções mais conhecidas

• java.lang.ArithmeticException - erro de aritmética;

• java.lang.NumberFormatException – erro de formatação numérica;

• java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException – erro de manipulação de posições em arrays;

• java.lang.NullPointerException – erro ao chamar um membro de objeto nulo;

• java.io.IOException – erro de entrada e saída;

• java.lang.ClassNotFoundException – erro de carga de classes;


Manipulando Erros e Exceções Exceções mais conhecidas

• java.lang.RuntimeException - erro não previsto na execução;

As exceções filhas de RuntimeException não são obrigadas a serem tratadas, pois são consideradas “Unchecked Exceptions”

As exceções filhas de Exception que não são de RuntimeException são obrigadas a serem tratadas, pois são consideradas “Checked Exceptions”

Todos os Erros, filhos de Error, devem ser tratados apesar de não permitir que o programa continue.



Capturando e tratando exceções

Usamos em Java uma estrutura em bloco para tratar execução de código que pode gerar uma exceção: é o bloco try – catch – finally.



Estrutura try – catch - finally

try { // código que inclui comandos/invocações de métodos // que podem gerar uma situação de exceção. } catch (Throwable t) { // bloco de tratamento associado à condição de // exceção derivada de Throwable ou a qualquer uma de suas // subclasses, identificada aqui pelo objeto // com referência t } finally { // bloco de código que sempre será executado após // o bloco try, independentemente de sua conclusão // ter ocorrido normalmente ou ter sido interrompida // este bloco é opcional }



Estrutura try – catch - finally

try { a.method(); b.method(); c.method(); } catch (IOException t) { // A } catch (Exception t) { // B } catch (Throwable t) { // C } finally { }

Se ocorrer uma IOException dentro do bloco try, será executado o bloco A.

Se ocorrer uma Exception que não é filha de IOException dentro do bloco try, será executado o bloco B.

Se ocorrer um Error dentro do bloco try, será executado o bloco C.

Independente do que aconteça o bloco finally será executado.



Usando try – catch - finally import java.io.*; public class ConverteInteiro2 { public String leLinha() { byte[] lidos = new byte[20]; String texto = ""; try { // le o buffer do teclado e pode gerar uma IOException System.in.read(lidos); texto = new String(lidos); texto = texto.trim(); // retira os espacos em branco } catch (IOException ioException) { // se acontecer um erro na leitura // imprime na tela o erro ioException.printStackTrace(); } return texto; } public int leInt() { String linha = leLinha(); return Integer.parseInt(linha); } public static void main(String[] args) { ConverteInteiro2 ci = new ConverteInteiro2(); System.out.print("Entre inteiro: "); int valor = ci.leInt(); System.out.println("Valor lido foi: " + valor); } }



Criando exceções Customizadas

Geralmente em Java, quando queremos abortar a execução de um método, internamente fazemos um tratamento e geramos uma exceção ao invés de usar testes de retorno.

public class Conta { public boolean debito(double valor) { if ( valor < 0 ) { return false; } else { if ( saldo - valor < 0 ) { return false; } else { saldo -= valor; return true; } } } }




Dessa forma criamos uma exceção customizada!




Dessa forma criamos uma exceção customizada!

public class SaldoInsuficienteException

extends Exception {

public SaldoInsuficienteException () {

super("Falta de saldo para esta operação!");

}

public SaldoInsuficienteException (String mensagem) {

super(mensagem);

}

}



Arremessando exceções Customizadas

Dessa forma usamos uma exceção customizada!

public class Conta2 {

private double saldo;

public void debito(double valor)

throws SaldoInsuficienteException {

if ( valor < 0 ) {

// unchecked exception não precisa ser declarada na clausula thorws

throw new IllegalArgumentException (“ Valor de debito deve ser maior que zero! ");

} else {

if ( saldo - valor < 0 ) {

// checked exceptio, deve ser declara na clausula throws

throw new SaldoInsuficienteException ("Saldo insuficiente! Atual: "+saldo);

} else {

saldo -= valor;

}

}

}



Tratando exceções Customizadas public class TesteConta2 {

public static void main(String args[]) {

Conta2 c2 = new Conta2();

try {

c2.credito(100);

System.out.println("Saldo: "+ c2.getSaldo() );

c2.debito(50);


c2.debito(500);


} catch (SaldoInsuficienteException e) {

// se acontecer uma SaldoInsuficienteException

// caira neste bloco

e.printStackTrace();

} catch (Exception e) {

// se acontecer qualquer outra Exception

// caira neste bloco

e.printStackTrace();

} finally {


}

}

}



Discussão

• Já que as exceções em Java são objetos, então temos classes para representá-las?

• Como identificar que um método lança uma exceção seu

chamador? • Devemos então sempre definir exceções customizadas para

nossas aplicações?

• Qual a principal diferença entre CHECKED e UNCHECKED Exceptions?



Exercícios

Desenvolvimento de Aplicações em Java



Agenda – Principais API’s – Parâmetros em linha de comando – Manipulando texto e cadeia de caracteres – Entrada e saída de dados – Java Streamers – Java Readers e Writers – Arquivos de Acesso Randômico – Arquivos de Propriedades – Serialização de Objetos – Uso de Java Collectinons™ – Wrapper Classes – Discussão – Exercícios



A funcionalidades principais de uma linguagem inclui:

– manipulação de textos; – manipulação de estruturas de dados; – parâmetros em linha de comando para inicializar aplicativos; – manipulação de arquivos de texto; – manipulação de arquivos randômicos; – manipulação de arquivos de configuração; – formatação de dados;

Essas funcionalidades vão nos permitir implementar uma boa

parte das necessidades de qualquer tipo de sistema ou aplicação.

Principais API’s



Os principais pacotes que usaremos para escrever aplicações stand-alone utilitárias sem interfaces gráficas são:

• java.lang – fornece as classes fundamentais de linguagem java; • java.io – fornece classes para manipulação de arquivos; • java.util – fornece as estruturas de dados e classes utilitárias; • java.text – fornece as classes para formatação de dados; • java.math – fornece as classes para manipular números grandes;

Principais API’s



Usamos a passagem de dados como parâmetros em linha de comando com o intuito de passar valores a uma aplicação ou utilitário.

Esses valores podem ser: diretórios, nomes de arquivos, valores, etc. Ex: # java ClasseMain –a nomearquivo.txt

Parâmetros em linha de comando



Capturando os parâmetros dentro da aplicação Java: public class TesteParametros { public static void main(String args[]) { int tamanho = args.length; System.out.println("Numero de Parâmetros: "+tamanho); for(int i=0; i < tamanho; i++) { System.out.println("Param: " + i + " Valor: "+ args[i] ); } }

}

Parâmetros em linha de comando

No método main, existe um array de String, args[], que representa os parâmetros passados.

# java TesteParametros parametro1 parametro2 “parametro 3”



Manipulação de textos (cópia, pesquisa, conversões, maiúsculas e minúsculas, carateres, etc.)

Conjunto de método presentes nas classes:

– java.lang.String – cadeia de caracteres – java.lang.StringBuffer – buffer de caracteres – java.lang.StringTokenizer – separador de textos

Manipulando textos e cadeia de caracteres



Usos da Classe java.lang.String public class TesteString { public static void main(String args[]) { String texto = “Oracle Java!"; int tamanho = texto.length(); System.out.println("Texto: "+texto); System.out.println("Tamanho: "+tamanho); String texto2 = texto.toUpperCase(); System.out.println("Texto2: "+texto2); String texto3 = texto.toLowerCase(); System.out.println("Texto3: "+texto3); String texto4 = texto3.replace( 'u', 'U' ); texto4 = texto4.replace( 'j', 'J' ); System.out.println("Texto4: "+texto4); if ( texto3.equals( texto ) ) { System.out.println(" texto3 e texto são iguais! "); } else { System.out.println(" texto3 e texto são diferentes! "); } if ( texto4.equals( texto ) ){ System.out.println(" texto4 e texto são iguais! "); } else { System.out.println(" texto4 e texto são diferentes! "); } } }



Usos da classe StringBuffer e StringTokenizer import java.util.StringTokenizer; public class TesteStringBuffer { public static void main(String args[]) { String texto = “Oracle Java! Java é aqui!"; StringTokenizer tokenizer = new StringTokenizer( texto, "!"); int numero = tokenizer.countTokens(); String[] tokens = new String[ numero ]; int count = 0; while ( tokenizer.hasMoreTokens() ) { tokens[count] = tokenizer.nextToken(); count++; } System.out.println("Texto: "+texto); System.out.println("# Tokens: "+numero); System.out.print("Tokens: "); for ( int i = 0 ; i<tokens.length; i++) { System.out.print( tokens[i] +","); } System.out.println(); StringBuffer buffer = new StringBuffer( texto ); StringBuffer invertido = buffer.reverse(); System.out.println("Texto: "+texto); System.out.println("Invertido: "+invertido ); } }



Basicamente um aplicativo lida com: • entrada de dados (via teclado, arquivos, mouse); • processamento (execução de tarefas nesses dados); • saída (via interface, arquivos e relatórios);

A entrada ou saída de dados usando teclado e arquivos,

em Java é feito usando: • Streamers • Readers • Writers

Entrada e saída de dados.



Usados para manipular byte (ASCII) de forma seqüencial (escrita ou leitura do arquivo todo).

Ligam uma fonte de dados (DataSource) até ao

aplicativo (Program) Geralmente usados para troca de dados entre

aplicações Java e Non-Java.

Java Streamers



Streamers de entrada (do recurso para a aplicação)

Java Streamers – java.io.InputStream



Streamers de saída (da aplicação para o recurso)

Java Streamers – java.io.OutputStream



Usados para manipular char (UTF-16) de forma seqüencial (escrita ou leitura do arquivo todo).

Ligam uma fonte de dados (DataSource) até ao

aplicativo (Program) Geralmente usados para troca de dados entre

aplicações Java e Java. Padrão para as aplicações WEB.

Readers e Writers



Readers (entrada de dados do recurso para a aplicação)

Readers – java.io.Reader



Writers (saída de dados da aplicação para o recurso)

Writers – java.io.Writer



Categorias e uso



Exemplos import java.io.*; public class Copy { public static void main(String[] args) { try { FileReader input = new FileReader(args[0]); FileWriter output = new FileWriter(args[1]); char[] buffer = new char[128]; int charsRead = 0; charsRead = input.read(buffer); while ( charsRead != -1 ) { output.write(buffer, 0, charsRead); charsRead = input.read(buffer); } input.close(); output.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }



Exemplos import java.io.*; public class LeTeclado { public static void main (String args[]) { String s = null; InputStreamReader ir = new InputStreamReader(System.in); BufferedReader in = new BufferedReader(ir); System.out.println("Tecle Ctrl-Z para sair!"); try { s = in.readLine(); while ( s != null ) { System.out.println("Lido: " + s); s = in.readLine(); } in.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }



Exemplos import java.io.*; public class GravaArquivo { public static void main (String[] args) { File file = new File(args[0]); try { BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( System.in )); PrintWriter out = new PrintWriter( new FileWriter(file)); String texto = null; System.out.print("Digite o texto! "); System.out.println("Ctrl+Z para gravar!"); while ( (texto = in.readLine() ) != null ) { out.println(texto ); } in.close(); out.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }



Usados para manipular arquivos de dados que de forma randômica (escrita em leitura em qualquer parte do arquivo).

Ligam uma fonte de dados (DataSource) até ao aplicativo

(Program) Geralmente usados para troca de dados entre aplicações

Java e Non-Java. Permite a implementação em Java do conceito de

Registro.

Arquivos de Acesso Randômico



Classe: java.io.RandomAccessFile

Arquivos de Acesso Randômico

O arquivo pode ser aberto num modo (Read, Write ou ReadWrite)

Cada REGISTRO, tem um inicio e fim, com tamanho definido.

A classe fornece principalmente métodos para: lock (bloqueio), seek (pesquisa), read (leitura) e write (gravação).



Trabalho com Propriedades (Properties)

Uma propriedade (property) é um elemento da aplicação que pode ser alterado em tempo de execução. Sua existência permite a configuração do aplicativo (ex: diretorio de dados, nomes de arquivos, dicionários, etc), e essa configuração fica armazenada em arquivo. Ainda podemos identificar elementos da JRE e do sistema corrente (Windows, UNIX, etc) Classe: java.util.Properties



Trabalho com Propriedades (Properties)

Listando as propriedades do sistema import java.util.*; public class TestePropriedades { public static void main(String args[]) { Properties props = System.getProperties(); Enumeration prop_names = props.propertyNames(); while ( prop_names.hasMoreElements() ) { String prop_name = (String) prop_names.nextElement(); String property = props.getProperty(prop_name); System.out.println("property ’" + prop_name + "’ is ’" + property + "’"); } } }



Trabalho com Arquivos de Propriedades

Permite criar e manipular arquivos de configuração ou de outra necessidade para as aplicações:

#nomes.properties #tipo=papel usuario=user administrador=admin convidado=guest

#aplicacao.ini #arquivo de configuração diretorioTemp=c:/temp diretorioApp=d:/appl

Arquivos de texto simples, onde do lado esquerdo do igual temos a propriedade e do lado direito seu valor.




Lendo um arquivo de propriedades // class CarregaPropriedades.java import java.io.*; import java.util.*; public class CarregaPropriedades { private Properties props; public CarregaPropriedades(String nomeArquivo) { try { FileInputStream fis = new FileInputStream( nomeArquivo ); props = new Properties(); props.load( fis ); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public String getProperty(String nome) { return (String) props.get( nome ); } }




Obtendo as propriedades lidas:

// class TesteCarregaPropriedades.java public class TesteCarregaPropriedades { public static void main(String args[]) { CarregaPropriedades carregador = null; if ( args.length == 1 ) { carregador = new CarregaPropriedades ( args[0] ); System.out.println("usuario="+ carregador.getProperty("usuario") ); System.out.println("convidado="+ carregador.getProperty("convidado") ); System.out.println("administrador="+ carregador.getProperty("administrador") ); } else { System.out.println("Uso: java TesteCarregaPropriedades arquivo.properties "); } } }



Serialização de Objetos

Mecanismo exclusivo da tecnologia Java e usado para:

• Armazenar objetos em disco (manter o estado); • Transmitir dados de objetos pela rede (comunicação); • Permitir armazenar o estado das GUIs (SE e ME); • Permitir a redundância em aplicações EE; • Permitir armazenar dados em JavaCards™ (ME); • Etc.




Quando armazenamos um objeto (serializamos), estamos gravando num Stream o estado como ele se encontra (gravar atributos da memória no recurso)

Quando lemos um objeto (deserializamos), estamos lendo de um Stream o objeto no estado como ele se encontrava (ler atributos do recurso para a memória)




Para serializar um objeto, sua classe deve implementar a interface java.io.Serializable

// Pessoa.java public class Pessoa implements java.io.Serializable { private String nome; private java.util.Date nascimento; public java.util.Date getNascimento() { return nascimento; } public String getNome() { return nome; } public void setNascimento(java.util.Date nascimento) { this.nascimento = nascimento; } public void setNome(String nome) { this.nome = nome; } }



Exemplos de Serialização de Objetos // SerializadorPessoa.java import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; public class SerializadorPessoa { public void gravaPessoa(String nomeArquivo, Pessoa pessoa) throws IOException { if ( pessoa != null && nomeArquivo != null ) { FileOutputStream fos = new FileOutputStream( nomeArquivo ); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream ( fos ); oos.writeObject( pessoa ); oos.close(); } } public Pessoa recuperaPessoa(String nomeArquivo) throws IOException, ClassNotFoundException { Pessoa pessoa = null; if ( nomeArquivo != null ){ FileInputStream fis = new FileInputStream( nomeArquivo ); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream( fis ); pessoa = (Pessoa) ois.readObject(); ois.close(); } return pessoa; } }



Exemplos de Serialização de Objetos

// classe TesteSerializadorPessoa.java public class TesteSerializadorPessoa { public static void main(String args[]) { Pessoa pessoa = new Pessoa(); pessoa.setNome("Oziel Moreira Neto"); pessoa.setNascimento( new java.util.Date(75,9,23) ); try { SerializadorPessoa serializador = new SerializadorPessoa(); serializador.gravaPessoa("oziel.obj", pessoa); pessoa = null; pessoa = serializador.recuperaPessoa("oziel.obj"); System.out.println( pessoa.getNome() ); System.out.println( pessoa.getNascimento() ); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }




Quando serializamos um objeto, estamos armazenando seus atributos de uma forma que o Java entende!



Coleções de Objetos – Java Collections™

Trabalhar mais facilmente com multiplicidade de objetos sem os problemas dos arrays de dimensionamento, pesquisa, etc.

Usamos uma Collection para: • suportar relacionamentos múltiplos entre objetos; • substituir o uso e manipulação de arrays; • trabalhar com estruturas de dados em memória para ordenação;



As Java Collections ™ fornecem uma interface de métodos simples que manipulam qualquer objeto Java, pois seus métodos manipulam referâncias da java.lang.Object.

As classes concretas da API de collection são divididas de acordo com sua categoria de superclasse, e quando uma subclasse implementa uma das interfaces abaixo temos:

• java.util.List – lista de objetos não ordenados, que permite duplicados; • java.util.Set – conjunto de objetos não ordenados, que não permite duplicados; •java.util.Map – estrutura em memória que armazena os objetos de acordo com uma chave;





Como este framework é muito extenso, vamos estudar as três principais estruturas de manipulação de coleções de objetos:

• java.util.ArrayList; • java.util.HashMap • java.util.HashSet.

Para o perfeito funcionamento das Collections, é imprescindível que o os nossos objetos reescrevam os seguintes métodos da java.lang.Object:

• public boolean equals(Object obj); • public int hashCode();




Alterando a classe Pessoa public class Pessoa implements java.io.Serializable { private String nome; private java.util.Date nascimento; ... public boolean equals(Object obj) { boolean flag = false; if ( obj instanceof Pessoa ) { Pessoa that = (Pessoa) obj; flag = that.nome.equals( this.nome ) && that.nascimento.equals( this.nascimento ); } return flag; } public int hashCode() { return ( nome != null && nascimento != null) ? nome.hashCode() ^ nascimento.hahsCode() : 0; } }




Testando as Collections com o objeto Pessoa: • Explicar o ListaPessoas e executar o TesteListaPessoas; • Explicar o MapaPessoas e executar o TesteMapaPessoas; • Explicar o ConjuntoPessoas e executar o TesteConjuntoPessoas;

O que foi percebido?



Wrapper Classes

Finalidade de converter: • os tipos primitivos em tipos de referência; • Strings (cadeias de números) em tipos primitivos;



Wrapper Classes

Exemplos:

// convertendo um primitivo para String

int numero = 10;

Integer wrapperNumero = new Integer( numero );

String strNumero = wrapperNumero.toString();

// convertendo uma String para primitivo

String strNumero = “10”;

Integer wrapperNumero = new Integer( strNumero );

int numero = wrapperNumero.intValue();



Discussão

• Vimos nesse capítulo uma série de conceitos que são usados em aplicações de fato, ou seja, arquivos de configurações (properties), coleções de objetos, manipulação de arquivos texto e de arquivos de dados (Randômico).

• Necessariamente todas as aplicações usam esses recursos? • Quais dos recursos nesse capítulo são mais fáceis de se

implementar? • Podemos usar a serialização de objetos para armazenar nossos

objetos temporariamente e indefinidamente?



Exercícios

Linguagem de Programação I Análise e Desenvolvimento de Sistemas 2º Semestre Prof. Oziel Moreira Neto [email protected] http://blog.oziel.com.br

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