Introdução a Java através de exemplos

Programação 2 – Aulas 1 e 2

 

atencao-respons.JPG

Por que Java?

— Linguagem muito poderosa embora simples

— Permite portabilidade

— Muito usada em programação em rede

◦    Server Programming

◦   Aplicações de e-commerce, e-business, etc.

◦     Aplicações para acesso via Internet, intranet, etc.

Primeiro programa

package p2.exemplos;

 

/*

 * O primeiro programa em Java: Hello World

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

// Todo programa tem um ponto de entrada:

// o "método" main de alguma "classe"

 

public class Hello {

 

  public static void main(String[] args) {

    System.out.println("Hello, world!");

  }

}

 

— A linha abaixo

package p2.exemplos;

— É usada para indicar que este programa faz parte de um "pacote" que pode conter vários programas

— É uma forma de organizar vários programas, da mesma forma que "pastas" ou "diretórios" são usados para organizar arquivos num sistema de arquivos

Vemos 2 tipos de comentários

— (há mais um tipo a ser visto adiante)

/*

 * O primeiro programa em Java: Hello World

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

// Todo programa tem um ponto de entrada: o
// "método" main de alguma "classe”

 

— Esqueça, por enquanto, o que significam “método”, “classe”,  “public”,  “class”, “static” e “void”

◦     "Método" é semelhante a "module" em Python

◦     Outros nomes: sub-rotina, função, procedimento, procedure, ...

 

— O nome do programa é Hello

◦     Por convenção, deve iniciar com uma letra maiúscula

◦     Observe que o programa Hello está obrigatoriamente armazenado no arquivo Hello.java

◦     Java é "case-sensitive" (reconhece diferença de caixa)

 

— Até entender detalhes, sempre use as primeiras duas linhas de código do exemplo, trocando apenas o nome do programa (Hello)

public class Hello {

  public static void main(String[] args) {

— "{" significa "BEGIN" e "}" significa "END"

 

— Observe a forma de imprimir

— Observe a formação de uma constante do tipo string ("Hello, world!")

— Vamos compilar o programa (no Windows, UNIX, etc.)

— Isso é desnecessário em Python que é interpretado

javac Hello.java

— O comando javac é o compilador Java

— O resultado deve estar no arquivo Hello.class (verifique)

 

— Agora, vamos executar o programa:

java –cp . p2.exemplos.Hello

— O comando java é a "Java Virtual Machine" (JVM)  que sabe executar um programa Java compilado com o comando java e presente no arquivo Hello.class

◦     Isso é diferente de outras linguagens (C, C++) que são diretamente executáveis após a compilação

◦     Motivo: independência de plataforma: Um programa em Java executa em qualquer lugar onde houver uma JVM, sem recompilação

 

A saída é:

Hello, world!

— A saída é "a caractere"

◦     É possível fazer interfaces gráficas com Java

◦     A disciplina de laboratório tratará do assunto

— É possível usar ambientes integrados de desenvolvimento (IDE) para programar e depurar em Java

◦    Eclipse é particularmente popular

Nosso Segundo programa

— Ler 3 números inteiros da entrada, imprimir o menor e o maior

◦     Entrada de dados

◦     Tipos básicos

◦     Variáveis

◦     Decisões simples

— A primeira solução vem a seguir:

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

public class MinMax1 {

    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        int n1, n2, n3;

 

        System.out.print("Entre com o primeiro inteiro: ");

        n1 = sc.nextInt();

        System.out.print("Entre com o segundo inteiro: ");

        n2 = sc.nextInt();

        System.out.print("Entre com o terceiro inteiro: ");

        n3 = sc.nextInt();

        if (n1 > n2) {

            if (n1 > n3) {

                if (n2 < n3) {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n2);

                } else {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n3);

                }

                System.out.println("O maior numero eh: " + n1);

            } else {

                if (n1 < n2) {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n1);

                } else {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n2);

                }

                System.out.println("O maior numero eh: " + n3);

            }

        } else {

            if (n2 > n3) {

                if (n1 < n3) {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n1);

                } else {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n3);

                }

                System.out.println("O maior numero eh: " + n2);

            } else {

                if (n1 < n2) {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n1);

                } else {

                    System.out.println("O menor numero eh: " + n2);

                }

                System.out.println("O maior numero eh: " + n3);

            }

        }

    }

}

 

— Compilando e rodando o programa:

javac MinMax1.java

java –cp ..\.. p2.exemplos.MinMax1

 

— Uma saída típica do programa:

Entre com o primeiro inteiro: 3

Entre com o segundo inteiro: 9

Entre com o terceiro inteiro: 123

O menor numero eh: 3

O maior numero eh: 123

 

— A linha:

import java.util.Scanner;

— É usada para dizer ao Java que usaremos alguma coisa externa ao nosso programa (a "classe" Scanner)

 

— A linha:

Scanner sc = new Scanner(System.in);

— Cria um "Scanner" que é usado para ler dados da entrada

◦    O que significa “new”, “System.in” serão explicados adiante

 

— A linha:

int n1, n2, n3;

— Declara três variáveis inteiras para uso posterior

◦    Por convenção, variáveis iniciam com letra minúscula

 

— A linha…

n1 = sc.nextInt();

— … lê um inteiro da entrada

— Também poderíamos ter feito assim:

int n1 = sc.nextInt();

 

— As linhas:

if (n2 < n3) {

  System.out.println("O menor numero eh: " + n2);

} else {

  System.out.println("O menor numero eh: " + n3);

}

— Mostram uma decisão

— Duas dessas linhas também mostram a concatenação de strings com o operador +

◦    Falamos que, em Java, o operador "+" está overloaded porque ele significa adição de números e também concatenação de strings, dependendo dos seus operandos

◦    É o único operador que sofre overload

 

— A seguir, uma segunda versão do programa

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * "Ler 3 números inteiros da entrada, imprimir o menor

 *  e o maior"

 *

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class MinMax2 {

  public static void main(String[] args) {

    Scanner sc = new Scanner(System.in);

    int n1, n2, n3;

 

    System.out.print("Entre com o primeiro inteiro: ");

    n1 = sc.nextInt();

    System.out.print("Entre com o segundo inteiro: ");

    n2 = sc.nextInt();

    System.out.print("Entre com o terceiro inteiro: ");

    n3 = sc.nextInt();

 

    int mínimo;

    int máximo;

    if (n1 > n2) {

      if (n1 > n3) {

        if (n2 < n3) {

          mínimo = n2;

        } else {

          mínimo = n3;

        }

        máximo = n1;

      } else {

        if (n1 < n2) {

          mínimo = n1;

        } else {

          mínimo = n2;

        }

        máximo = n3;

      }

    } else {

      if (n2 > n3) {

        if (n1 < n3) {

          mínimo = n1;

        } else {

          mínimo = n3;

        }

        máximo = n2;

      } else {

        if (n1 < n2) {

          mínimo = n1;

        } else {

          mínimo = n3;

        }

        máximo = n3;

      }

    }

    System.out.println("O menor numero eh: " + mínimo);

    System.out.println("O maior numero eh: " + máximo);

  }

}

— Observe que estamos usando variáveis com acentuação

◦    Isso é possível porque Java usa Unicode como código de caracteres

 

— Perguntas sobre este programa:

◦     Você achou o programa “bem escrito”?

◦     É fácil de entender?

◦     É fácil trocar as mensagens de saída por outras?

◦     É fácil assegurar-se de que não há bugs?

i)    Na realidade, um dos programas acima tem um bug: ache o!

◦     É fácil estender para 4 números lidos na entrada?

 

— Que tal o seguinte programa que resolve o mesmo problema:

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * "Ler 3 números inteiros da entrada, imprimir o

 *  menor e o maior"

 *

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class MinMax3 {

  public static void main(String[] args) {

    Scanner sc = new Scanner(System.in);

    int num;

    int mínimo = Integer.MAX_VALUE;

    int máximo = Integer.MIN_VALUE;

 

    System.out.print("Entre com o primeiro inteiro: ");

    num = sc.nextInt();

    if (num < mínimo) {

      mínimo = num;

    }

    if (num > máximo) {

      máximo = num;

    }

 

    System.out.print("Entre com o segundo inteiro: ");

    num = sc.nextInt();

    if (num < mínimo) {

      mínimo = num;

    }

    if (num > máximo) {

      máximo = num;

    }

 

    System.out.print("Entre com o terceiro inteiro: ");

    num = sc.nextInt();

    if (num < mínimo) {

      mínimo = num;

    }

    if (num > máximo) {

      máximo = num;

    }

 

    System.out.println("O menor numero eh: " + mínimo);

    System.out.println("O maior numero eh: " + máximo);

  }

}

— É muito mais simples, não é?

◦    Por quê?

 

— A solução pode ser ainda melhor!!! Veja o programa abaixo:

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * "Ler 3 números inteiros da entrada, imprimir o

 *  menor e o maior"

 *

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class MinMax4 {

  public static void main(String[] args) {

    final int NÚMEROS_A_LER = 3;

    Scanner sc = new Scanner(System.in);

    int mínimo = Integer.MAX_VALUE;

    int máximo = Integer.MIN_VALUE;

 

    for (int i = 0; i < NÚMEROS_A_LER; i++) {

      System.out.print("Entre com o proximo inteiro:");

      int num = sc.nextInt();

      if (num < mínimo) {

        mínimo = num;

      }

      if (num > máximo) {

        máximo = num;

      }

    }

       

    System.out.println("O menor numero eh: " + mínimo);

    System.out.println("O maior numero eh: " + máximo);

  }

}

— NÚMEROS_A_LER é declarado como “final” para indicar que é uma constante

◦     Como "const" em Pascal ou C

— Por convenção, usam-se letras maiúsculas para constantes

◦     Como em Python, C, C++

— Melhor usar constantes simbólicas do que constantes numéricas

◦     Programa fica mais simples de entender

 

— Observe como fazer um laço "for" na linha:

for (int i = 0; i < NÚMEROS_A_LER; i++) {

  //Corpo do for será repetido NÚMEROS_A_LER vezes!

  // Corpo executado até condição ser satisfeita

}

— A expressão i++ significa i = i+1

 

— Observe também onde a variável “num” foi declarada:

int num = sc.nextInt();

— De forma geral, é bom declarar uma variável perto de onde ela é usada

◦     Fizemos a mesma coisa com a declaração da variável do laço (“i”)

— Ainda podemos deixar o programa em si mais limpo. Veja a versão abaixo:

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * "Ler 3 números inteiros da entrada, imprimir o

 *  menor e o maior"

 *

 * Autor: Raquel Lopes

 */

 

public class MinMax5 {

 

   public static void main(String[] args) {

 

      final int NÚMEROS_A_LER = 3;

      Scanner sc = new Scanner(System.in);

      int mínimo = Integer.MAX_VALUE;

      int máximo = Integer.MIN_VALUE;

 

      for (int i = 0; i < NÚMEROS_A_LER; i++) {

        int num = recebeProximoInteiro(sc);

        mínimo = menorNumeroEntre(mínimo, num);

        máximo = maiorNumeroEntre(máximo, num);

      }

 

      System.out.println("O menor numero eh: " + mínimo);

      System.out.println("O maior numero eh: " + máximo);

   }

 

   private static int maiorNumeroEntre(int numero1, int numero2) {

      return numero2 > numero1? numero2: numero1;

   }

 

   private static int menorNumeroEntre(int numero1, int numero2) {

      return numero2 < numero1? numero2: numero1;

   }

 

   private static int recebeProximoInteiro(Scanner sc) {

      System.out.print("Entre com o proximo inteiro:");

      int num = sc.nextInt();

      return num;

   }

 

}

— Note a presença do operador ternário nos métodos maiorNumeroEntre e menorNumeroEntre

private static int maiorNumeroEntre(int numero1, int numero2) {

   return numero2 > numero1? numero2: numero1;

}

//Equivale a:

private static int maiorNumeroEntre(int numero1, int numero2) {

   if (numero2 > numero1) {

      return numero2;

   }

   return numero1;

}

— Esqueça por enquanto a palavra “private”

◦     Criamos métodos, que são como funções que podem ser chamadas de dentro do main;

◦     Também seria possível chamar estes métodos dentro de outros métodos, como veremos mais adiante.

— Criamos três métodos: recebeProximoInteiro, menorNumeroEntre e maiorNumeroEntre

◦     Criação de métodos deixa o programa mais limpo, isto é, mais fácil de entender

◦     Criação de métodos permite que eles sejam reusados em outras partes do mesmo programa ou até em outros programas

i)    Reuso é um requisito geralmente perseguido quando programamos no paradigma orientado a objetos

Nosso terceiro programa em Java

— Antes um pouco de teoria

◦     Não precisa decorar essas coisas! Basta saber que existem… (referências são feitas para se consultar!)

 

— Tipos primitivos, limites de representação e constantes:

Tipo primitivo

Tamanho

Mínimo

Máximo

Exemplos de Constantes

boolean

1 bit

-

-

true, false

char

16 bits

Unicode 0

Unicode 65.535

'a' (letra a)

byte

8 bits

-128

+127

97, -23
0x65 (hexadecimal)

short

16 bits

-215
(-32.768)

+215-1
(32.767)

17569, -21875

int

32 bits

-231
(uns -2 bi)

+231-1
(uns 2 bi)

1876345240,
-2000000000

long

64 bits

-263
(uns -9 quintilhões)

+263-1
(uns 9 quintilhões)

123981723971982318273L,
-12381726387613678688L,
97L, -23L, 0L
(Observe o 'L' final)

float

32 bits

aprox -1038
(6-7 dígitos significativos)

aprox +1038
(6-7 dígitos significativos)

-3.4F
45.78E+23F
(Observe o 'F' final)

double

64 bits

aprox -10308
(15 dígitos significativos)

aprox +10308
(15 dígitos significativos)

-3.4
45.78E+23

void

-

-

-

indica ausência de tipo

 

— A conversão entre tipos, quando necessária, é feita com casts explícitos

double x = 8.89;

int n = (int)x; // n terá valor 8

 

— Operadores

◦     + (soma)

◦     - (subtração)

◦     (multiplicação)

◦     / (divisão)

◦     % (módulo)

◦     Há operadores unários - e +

◦     Operadores binários podem ser seguido de =

soma += nota*peso;

// equivalente a soma = soma + nota*peso

 

— Outros operadores:

◦    Operador de String + (overloaded)

◦    Operadores de auto-incremento e auto-decremento ++ e --

númeroDeAlunos++;

// equivalente a númeroDeAlunos = númeroDeAlunos + 1

númeroDeAlunos--;

// equivalente a númeroDeAlunos = númeroDeAlunos - 1

if(númeroDeAlunos-- > 0)

// equivalente a testar númeroDeAlunos e depois decrementar

if(--númeroDeAlunos > 0)

// equivalente a decrementar e depois testar númeroDeAlunos

 

— Operadores relacionais:

◦     < (menor)

◦     <= (menor ou igual)

◦     > (maior)

◦     >= (maior ou igual)

◦     == (igual)

◦     != (não igual)

— Operadores lógicos

◦     && (AND)

◦     || (OR)

◦     ! (NOT)

◦     Exemplos: 

if(númeroDeAlunos > MAX_ALUNOS || númeroDeProfessores > MAX_PROFS) …
 
if(ano % 4 == 0 && ano % 100 != 0 || ano % 400 == 0)… 
// ano bissexto

 

— Operadores de bits e de deslocamento

◦     &, &=, |, |=, ^, ^=, ~

◦     Não falaremos deles aqui

— Operador ternário

◦     Para escrever uma operação condicional sem usar if-else

◦     Exemplo segue

// a linha seguinte

média = númeroDeNotas == 0 ? 0.0 : soma/númeroDeNotas;

// é equivalente às linhas seguintes

if(númeroDeNotas == 0) {

    média = 0.0;

} else {

    média = soma/númeroDeNotas;

}

 

— De forma geral, as precedências “esperadas” funcionam

// a linha seguinte

if( númeroDeAlunos > MAX_ALUNOS ||

    númeroDeProfessores > MAX_PROFS) …

// não precisa de parênteses, pois é equivalente a

if((númeroDeAlunos > MAX_ALUNOS) || (númeroDeProfessores > MAX_PROFS)) …

— Existe uma tabela de precedências:

Operadores

Precedência

[] . ()

Mais alta

! ~ ++ -- + (unário) - (unário) (cast) new

 

* / %

 

+ -

 

<< >> >>>

 

< <= > >= instanceof

 

== !=

 

&

 

^

 

|

 

&&

 

||

 

?:

 

= += -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= >>>=

Mais baixa

— Na dúvida, use parênteses

— Não decore a tabela de precedências!

 

— Abaixo segue um programa exemplo

◦     Este programa auxilia o planejamento da aposentadoria

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * Planejamento de aposentadoria

 * Autor: Raquel Lopes

 */

 

public class Aposentadoria {

 

   public static void main(String[] args) {

      final double QUANTIA_MINIMA_TOTAL = 10000;

      final double MENOR_CONTRIBUICAO = 200;

 

      System.out.print("Quanto dinheiro voce quer para se aposentar? ");

      double alvo = recebeDoubleMaiorQue(QUANTIA_MINIMA_TOTAL);

     

      System.out.print("Quanto dinheiro voce vai contribuir todo ano?");

      double contribuicaoAnual = recebeDoubleMaiorQue(MENOR_CONTRIBUICAO);

     

      System.out.print("Taxa de juros (ex.: digite 0,075 para 7,5%): ");

      double juros = recebePercentual();

 

      System.out.println("Voce pode se aposentar em "

            + computaAnosDeContribuicao(alvo, contribuicaoAnual, juros)

            + " anos.");

   }

 

   private static int computaAnosDeContribuicao(double alvo,

                                                double contribuição,

                                                double juros) {

      int anos = 0;

      double saldo = 0;

      while (saldo <  alvo) {

            saldo = (saldo + contribuição) * (1 + juros);

            anos++;

        }

      return anos;

   }

 

   private static double recebePercentual() {

      Scanner sc = new Scanner(System.in);

      if (!sc.hasNextDouble()) {

         sc.next();

         System.out.println("Voce deve digitar um valor real entre 0 e 1.");

         return recebePercentual();

      }

      double valor = sc.nextDouble();

      if (valor > 1 || valor < 0) {

         System.out.println(" Voce deve digitar um valor real entre 0 e 1.");

         return recebePercentual();

      }

      return valor;

   }

 

   private static double recebeDoubleMaiorQue(double minimo) {

      Scanner sc = new Scanner(System.in);

      if (!sc.hasNextDouble()) {

         sc.next();

         System.out.println("Voce deve digitar um valor real maior que "

                            + minimo);

         return recebeDoubleMaiorQue(minimo);

      }

      double valor = sc.nextDouble();

      if (valor < minimo) {

         System.out.println("Voce deve digitar um valor real maior que "

                            + minimo);

         return recebeDoubleMaiorQue(minimo);

      }

      return valor;

   }

}

Nosso quarto programa

— Vai nos ajudar a lidar com arrays

— Java tem arrays unidimensionais e multidimensionais

— Segue um programa que lê 10 números e os imprime em ordem inversa

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * Ler 10 números inteiros da entrada, imprimir em ordem inversa

 * Autor: Raquel Lopes

 */

 

public class Inverte1 {

   public static void main(String[] args) {

      Scanner sc = new Scanner(System.in);

      int[] números = new int[10];

      // criação do array de 10 inteiros

 

      for (int i = 0; i < 10; i++) {

        System.out.print("Entre com o proximo inteiro: ");

        números[i] = sc.nextInt();

      }

      for (int i = 10 - 1; i >= 0; i--) {

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

      }

   }

}

— O que acharam deste programa?

◦    Será que ele pode ser melhorado?

package p2.exemplos;

 

import java.util.Scanner;

 

/*

 * Ler 10 números inteiros da entrada, imprimir em ordem inversa

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class Inverte {

  public static void main(String[] args) {

    final int NÚMEROS_A_LER = 10;

    Scanner sc = new Scanner(System.in);

    int[] números = new int[NÚMEROS_A_LER];

    // criação do array de 10 inteiros

 

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

      System.out.print("Entre com o proximo inteiro: ");

      números[i] = sc.nextInt();

    }

    for (int i = números.length - 1; i >= 0; i--) {

      System.out.println(números[i]);

    }

  }

}

— Observe que arrays são sempre indexados a partir de zero

— Precisa saber o tamanho para criar o array

— números.length é o número de elementos no array números

— No laço, é preferível usar números.length a usar o número 10

◦     Por quê?

— Segue um programa que ecoa os argumentos de linha de comando

package p2.exemplos;

 

/*

 * Ecoar argumentos de linha de comando

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class Eco {

    public static void main(String[] args) {

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

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

        }

        System.out.println();

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

            System.out.println(args[i]);

        }

    }

}

— Observe que args é um array normal composto de Strings

— Segue um programa que mostra uma forma de inicializar arrays

package p2.exemplos;

 

/*

 * Imprime o dia da semana correspondendo ao argumento de linha de

 * comando

 *

 * Autor: Jacques Sauvé

 */

 

public class Dia {

  public static void main(String[] args) {

    final int DIAS_NA_SEMANA = 7;

    final String[] diasDaSemana = { "", "Domingo", "Segunda",

                "Terca", "Quarta", "Quinta", "Sexta", "Sabado" };

 

    if (args.length != 1) {

      System.err.println("Sintaxe: Dia numero");

      System.exit(1);

    }

 

    int dia = Integer.parseInt(args[0]);

    if (dia < 1 || dia > DIAS_NA_SEMANA) {

      System.err.println("O dia da semana deve estar entre 1 e " +

                          DIAS_NA_SEMANA);

      System.exit(1);

    }

 

    System.out.println(diasDaSemana[dia]);

  }

}

— A inicialização do array diaDaSemana já calcula o tamanho necessário

— É recomendado usar System.err em vez de System.out para imprimir erros

— System.exit(0) é usado para terminar o programa "bem"

— System.exit(1) é usado para terminar o programa "mal"

— Integer.parseInt(xpto) converte o string xpto para um inteiro

— Teste: retire o teste que começa com a seguinte linha ...

if (dia < 1 || dia > DIAS_NA_SEMANA) {

— E veja o que acontece quando passamos um argumento maior que 7!

 

— Você pode obter mais informação e dicas sobre entrada e saída em Java aqui

◦    Você poderá não entender tudo que está aí agora, mas volte a ler este material sobre entrada e saída de vez em quando ao longo da disciplina. Você entenderá mais a cada leitura

Programa – HP da disciplina