Scrivere un programma in Java

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1 Programmare in JAVA Leonardo Rigutini Dipartimento Ingegneria dell Informazione Università di Siena Via Roma SIENA uff interno: 7102 Stanza 119

2 Scrivere un programma in Java Una caratteristica che ha reso popolare il Java è quella di essere indipendente dal S.O. in cui un programma è compilato. Ma come è resa possibile questa cosa? Il compilatore Java produce un codice che non è il codice binario finale, ma un codice binario intermedio chiamato bytecode (indipendente dall architettura) Questo codice intermedio è interpretato da una macchina virtuale che lo traduce in istruzioni macchina la Java Virtual Machine (JVM) La JVM ha bisogno di conoscere il SO su cui sta girando. La Sun mette a disposizione JVM per tutti i sistemi operativi: Windows, Linux, Unix, Mac ecc

3 Scrivere un programma in Java In definitiva, scrivere un programma Java vuole dire creare un file di testo contenente del codice sorgente Java: un file per ogni classe Il file così creato ha estensione.java e deve essere elaborato dal compilatore Java: javac xxx.java xxx.class Il compliatore crea un file.class, con lo stesso nome dell originario, che contiene il bytecode per la JVM java xxx esecuzione del main della classe xxx.class

4 Es HelloWorld.java class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println( Hello World! ); } } bytecode Java Compiler javac javac e java sono forniti con la distribuzione Java (JDK) java JVM HelloWorld.class

5 javac.exe e java.exe Forniti con la distribuzione Java della SUN: JDK Dipendono dall architettura: È necessario utilizzare il JDK per Windows se si usa Windows, ugualmente per Linux, Mac, ecc Sono applicazioni lanciate dall utente dalla shell dei comandi (prompt di MS-DOS per utenti Windows) oppure dall ambiente di sviluppo grafico utilizzato Devono essere nel path di ricerca del S.O. : Es. in windows: path %path%;c:\programmi\java\j2re1.4.2_04;c:\programmi\java\ j2re1.4.2_04\bin; set JAVAHOME=C:\Programmi\Java\j2re1.4.2_04

6 javac.exe

7 java.exe

8 CLASSPATH Quando creiamo una classe Java, affinché sia utilizzabile è necessario che il nome del file sia lo stesso del nome della classe: La classe prova va quindi salvata in un file prova.java e compilata nel file prova.class Il compilatore javac si occupa di generare il file.class con il nome del file.java che gli viene fornito come parametro di ingresso Il file.class deve poi essere presente nel classpath della macchina virtuale, altrimenti non sarà trovato. E possibile specificare il classpath, come opzione, quando viene eseguita la JVM: java.exe classpath [PATH1;PATH2; ;PATHn] file.class In alternativa si può definire una variabile di sistema CLASSPATH da cui il compilatore e la JVM leggono automaticamente il classpath

9 Classpath in javac

10 Classpath in JVM

11 Regole di base di JAVA

12 Regole di base 1 Java, come quasi tutti i linguaggi di programmazione di alto livello è case-sensitive, distingue cioè le lettere minuscole da quelle maiuscole: La variabile nome è quindi diversa da Nome È consigliato inserire delle linee di commento per rendere il codice più leggibile e comprensibile (commentare il codice): La sequenza // permette di commentare la parte di riga rimanente I delimitatori /* e */ permettono di commentare tutto ciò che è compreso tra queste due sequenze di caratteri Es: int a=3; // questa parte finale della riga è commentata /* commento su più righe */

13 Regole di base 2 Istruzione Ogni istruzione termina con un ; Blocchi di codice Ogni blocco di codice (sequenza di una o più istruzioni da eseguire in blocco) è racchiuso tra parentesi graffe: { } Formattazione Una singola istruzione per riga L apertura di un blocco viene indentata per rendere più chiara la struttura del blocco class HelloWorld { public static main(string[] args) { // visualizza un messaggio di saluto System.out.println( Hello World!! ); } }

14 Facciamo un esempio Scrivere un applicazione di benvenuto: il cosiddetto HelloWorld Iniziamo col creare un file HelloWorld.java con il notepad (o qualsiasi altro editor di testo) Scriviamo il codice per la nostra applicazione: class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println( Hello World! ); } } Utilizziamo lo script JavaEnvStart : Questo script setta le variabili di ambiente JAVAHOME e PATH in modo cha sia possibile utilizzare javac.exe e java.exe

15 Facciamo un esempio Copiamo lo script nella directory dove abbiamo salvato il file HelloWorld.java ed avviamo il prompt di MS-DOS Digitiamo: javac HelloWorld.java E vediamo che viene creato il file HelloWorld.class Se proviamo ad aprire il file HelloWorld.class con un editor di testo (notepad), vediamo una sequenza di caratteri incomprensibile: bytecode della nostra prima applicazione Java Adesso chiamiamo la JVM per eseguire la nostra classe: java HelloWorld

16 Facciamo un esempio Otteniamo però un errore: Exception in thread "main" java.lang.noclassdeffounderror: HelloWorld Cosa vuol dire? La JVM non trova la classe HelloWorld di cui deve lanciare la funzione main() Forse vuole il nome del file: java HelloWorld.class Otteniamo ancora un errore simile: Exception in thread "main" java.lang.noclassdeffounderror: HelloWorld/class La JVM ancora non trova la classe HelloWorld/class Dove è il problema?

17 Facciamo un esempio Il problema sta nel fatto che la JVM cerca la classe HelloWorld (ossia il file HelloWorld.class) nei percorsi specificati dalla variabile di sistema CLASSPATH: Questa variabile non contiene però il percorso dove si trova HelloWorld.class E necessario quindi specificare alla JVM che cerchi il file (o meglio la classe) anche nella directory corrente: java cp. HelloWorld Adesso funziona tutto!!

18 Facciamo un esempio Proviamo adesso a rinominare la funzione main(string[] args) con run(string[] args) e compiliamo di nuovo: Per adesso nessun problema, javac genera il file HelloWorld.class Proviamo a lanciare HelloWorld.class : java cp. HelloWorld Ovviamente otteniamo un errore: Exception in thread "main" java.lang.nosuchmethoderror: main Perché OVVIAMENTE? Che errore si verifica?

19 Facciamo un esempio Leggendo attentamente il messaggio di errore si vede che la JVM ci sta dicendo che non trova il metodo main Il metodo main di un oggetto, come detto, contiene il corpo principale dell applicazione rappresentata dall oggetto stesso Quando si invia un oggetto alla JVM, quest ultima prova a lanciare il metodo main, ad eseguire quindi l oggetto come se fosse un applicazione: Se tale metodo non esiste, la JVM ritorna un errore del tipo visto prima

20 IDE

21 Integrated Development Environment (IDE) Un IDE è una applicazione grafica che fornisce al programmatore un ambiente di sviluppo completo ma al tempo stesso semplice e chiaro Tramite una interfaccia grafica (GUI) è possibile costruire il progetto, tenere sotto controllo le varie parti, effettuare il debugging e molto altro ancora I più comuni ambienti di sviluppo Java sono: JBuilder della Borland, a pagamento, ma è disponibile una versione free (chiamata Foundation) NetBeans della SunMicrosystem, free scaricabile dal sito Eclipse della Eclipse Foundation

22 Integrated Development Environment (IDE) L uso dei programmi da linea di comando javac e java viene nascosto dalla IDE: Compilando il progetto, il software passa al compilatore tutti i files necessari e genera i file.class Anche l esecuzione del programma è gestita dall interfaccia e richiede solamente di specificare quale funzione main() eseguire Anche la gestione del path e del classpath è gestibile attraverso l interfaccia grafica: Il path corrente è automaticamente inserito nel classpath Aggiungendo librerie automaticamente viene aggiunto il percorso al classpath

23 Netbeans L ambiente che utilizzeremo è Netbeans, ma tutto ciò che viene fatto è facilmente trasportabile su Jbuilder o su Eclipse Oltre alla libreria standard del Java, ogni IDE può mettere a disposizione librerie proprietarie da utilizzare nel progetto: Non sempre consigliato dato che una caratteristica molto importante del Java è quella della trasferibilità del codice e molte volte l uso di librerie proprietarie può limitare questa possibilità Il Netbeans mette a disposizione una gran quantità di tipologie di progetto: tramite un wizard è possibile scegliere il tipo di progetto, specificarne i parametri ed iniziare a programmare

24 Esempio Proviamo adesso a creare una applicazione HelloWorld utilizzando Netbeans Prima di tutto avviamo Netbeans Apriamo il menù File e selezioniamo New Possiamo creare direttamente una classe o un progetto. Nel primo caso, viene richiesto comunque di creare un progetto per la classe. Una volta scelto il nome del progetto e dove salvarlo passiamo alla creazione guidata della classe Ci viene chiesto il nome della classe (HelloWorld) ed il package: Per adesso ignoriamo il package (lasciamo bianco il campo del package) Notiamo l opzione generate main method che permette di generare uno scheletro per la funzione main all interno della classe

25 Esempio Inseriamo il codice Java nel file HelloWorld.java class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println( Hello World! ); } } Adesso possiamo compilare ed eseguire l applicazione: Tramite il menù run eseguiamo l applicazione Notiamo la possibilità di eseguire l applicazione anche in modalità Debug

26 Esempio Nella finestra in basso vedremo visualizzato l output dell applicazione E possibile verificare che anche in questo caso, rinominando la funzione main() in qualsiasi altro modo (anche Main()), il compilatore restituisce un errore

27 Debug

28 Debug in Netbeans Un IDE permette di effettuare un operazione molto utile al programmatore: Il debugging Trovare i punti in cui il programma si comporta in maniera differente da quello che il creatore si aspettava è un lavoro molto difficile e costoso: Il debug a run-time permette di impostare dei break-point Break-point: punto del programma in cui si desidera fermare il flusso delle istruzioni per verificare ed ispezionare lo stato dell applicazione

29 Breakpoint Viene selezionata la riga di codice in cui si desidera interrompere il programma Quando l esecuzione del programma raggiunge tale riga di codice, l IDE interrompe l esecuzione e permette all utente di interagire con il programma: per esempio la lettura di alcuni valori attuali dell applicazione Una volta terminata la verifica è possibile continuare fino al break-point successivo o fino alla terminazione dell applicazione Inoltre, esiste la possibilità di eseguire l applicazione passo-passo, in questo caso l ambiente si ferma ad ogni istruzione

30 Esempio Riprendiamo l applicazione HelloWorld Inseriamo una nuova istruzione: ES : una istruzione di assegnamento ad una variabile int a = 4; Inseriamo un break-point in corrispondenza dell istruzione successiva Lanciamo l applicazione in modalità debug

31 Esempio Vediamo che l esecuzione si interrompe alla linea di codice con il break-point A questo punto è possibile: ispezionare i contenuti dell oggetto

32 Esempio mettere dei watch sulle variabili

33 Esempio Infine è possibile continuare l applicazione (F5) fino ad un successivo break-point o alla fine, andare avanti passo-passo (F8), entrare all interno della funzione corrente(f7), ecc