🗊Презентация Лексика языка Java

Лексика языка Java

План лекции Основы лексики Java Типы данных и литералы Операторы Работа со строками и массивами Инструкции

Кодировка Java ориентирован на Unicode Первые 128 символов почти идентичны набору ASCII Символы Unicode задаются с помощью escape-последовательностей \u262f, \uu2042, \uuu203d Java чувствителен к регистру!

Исходный код Исходный код разделяется на: Пробелы ASCII-символ SP, \u0020, дес. код 32 ASCII-символ HT, \u0009, дес. код 9 ASCII-символ FF, \u000c, дес. код 12 ASCII-символ LF, символ новой строки ASCII-символ CR, возврат каретки символ CR, за которым сразу следует символ LF Комментарии Лексемы

Комментарии // Комментарий Символы после // и до конца текущей строки игнорируются /* Комментарий */ Все символы, заключенные между /* и */, игнорируются /** Комментарий */ Комментарии документирования

Комментарии документирования (javadoc) Начинаются с /**, заканчиваются */ В строках начальные символы * и пробелы перед ними игнорируются Допускают использование HTML-тэгов, кроме заголовков Специальные тэги @see, @param, @deprecated

Комментарии документирования (javadoc)

Лексемы Идентификаторы Служебные слова class, public, const, goto, и т.д. Литералы Разделители { } [ ] ( ) ; . , Операторы = > < ! ? : == && ||

Типы данных Ссылочные Предназначены для работы с объектами Переменные содержат ссылки на объекты Ссылка – это не указатель! Тип переменной определяет контракт доступа к объекту Примитивные (простые) Предназначены для работы со значениями естественных, простых типов Переменные содержат непосредственно значения

Типы данных Тип данных определяется следующими характеристиками: Множество значений для примитивных типов – числа, не выходящие за диапазон типа для ссылочных типов – ссылки на объекты, контракт которых включает в себя контракт, определяемый типом ссылки Возможные операции со значениями для примитивных типов – операторы для ссылочных типов – действия, входящие в контракт типа (вызов методов и обращение к полям), и операторы Форма хранения и представления форма хранения определяется реализацией JVM JVM гарантирует одинаковое представление, не зависящее от реализации

Переменные Именованные участки памяти, способные содержать значения определенного типа Могут быть объявлены в различных частях кода поля объектов поля классов (статические поля) параметры методов локальные переменные методов и блоков инициализации Объявление переменной состоит из наименования типа, идентификатора и инициализации Область видимости переменной определяется местом ее объявления Локальные переменные должны быть инициализированы перед их использованием

Ссылочные типы К ссылочным типам относятся типы классов (в т.ч. массивов) и интерфейсов Переменная ссылочного типа способна содержать ссылку на объект, относящийся к этому типу Ссылочный литерал null

Примитивные типы Булевский (логический) тип boolean – допускает хранение значений true или false Целочисленные типы char – 16-битовый символ Unicode byte – 8-битовое целое число со знаком short – 16-битовое целое число со знаком int – 32-битовое целое число со знаком long – 64-битовое целое число со знаком Вещественные типы float – 32-битовое число с плавающей точкой (IEEE 754-1985) double – 64-битовое число с плавающей точкой (IEEE 754-1985)

Литералы Булевы true false Символьные 'a' '\n' '\\' '\377' '\u0064' Целочисленные 29 035 0x1D 0X1d 0xffffL По умолчанию имеют тип int Числовые с плавающей запятой 1. .1 1e1 1e-4D 1e+5f По умолчанию имеют тип double Строковые "Это строковый литерал" ""

Бинарные литералы (Java 7) Префиксы 0b 0B Полезны при работе с битовыми представлениями чисел, поскольку позволяют лучше видеть: саму структуру числа 0b0000111111110000 // 2040, 0x07f8 взаимосвязь чисел 0b0000111111111111 // 4095, 0x0fff 0b1111000000000000 // 61440, 0xf000

Подчеркивание в числовых литералах (Java7) Можно использовать В литералах любых числовых типов 765_324_213_434L В литералах в любых системах счисления 0xFF_00_FF_00 В нужных местах числа 1_23_456_7890 В нужном количестве 6_____6

Подчеркивание в числовых литералах (Java7) Нельзя использовать В начале и в конце числа _123 123_ Рядом с разделителем целой и дробной части 10_.01 10._01 Перед суффиксами L, F и D 1_L 1.1_F 1.1_D В строковых литералах с числами "6_____6"

Константы Констант как особого вида переменных и полей в Java нет Если необходима константа в методе, то переменная при объявлении снабжается модификатором final Так можно сделать даже с параметром метода Это не имеет особого смысла Но иногда это явно требуется в многопоточных программах Если необходима общедоступная константа, то создаётся поле с модификаторами public static final Такие поля и называют константами (условно) Их имена записываются заглавными буквами Обращение чаще всего происходит через имя класса, например BigInteger.ZERO

Операторы Постфиксные Унарные Создание и приведение Арифметика Арифметика Побитовый сдвиг Сравнение Равенство И (and) Исключающее ИЛИ (xor) Включающее ИЛИ (or) Условное И (and) Условное ИЛИ (or) Условный оператор Операторы присваивания

Арифметические операторы примитивных числовых типов Арифметические операции + – сложение двух значений - – вычитание второго значения из первого * – умножение двух значений / – деление первого значения на второе % – остаток от деления первого значения на второе Результат имеет тип, совпадающий с «наиболее широким» типом из типов операндов, но не меньше, чем int

Особенность примитивных вещественных типов Легальные значения Positive Infinity (Infinity) Negative Infinity (-Infinity) Not a Number (NaN) Различаются значения 0, +0 и -0

Арифметические операторы примитивных числовых типов Инкременты и декременты – соответственно, увеличивают и уменьшают значение на 1 Постфиксная форма: i++, i-- результатом оператора является прежнее (неизмененное) значение Префиксная форма: ++i, --i результатом оператора является новое значение Унарные + и - Аналогичны случаю, когда первый операнд равен 0 Если знак + или - находится перед литералом, он может трактоваться как часть литерала

Побитовые операторы примитивных целых типов Логические операторы & – «и» (and) 1 & 3 -> 1 00000001 & 00000011 -> 00000001 | – «или» (or) 1 | 3 -> 3 00000001 | 00000011 -> 00000011 ^ – «исключающее или» (xor) 1 ^ 3 -> 2 00000001 ^ 00000011 -> 00000010 ~ – побитовое отрицание ~ 1 -> -2 ~00000001 -> 11111110 Вычисления производятся в типе int либо long

Побитовые операторы примитивных целых типов Операторы сдвига << – сдвиг влево 1 << 2 -> 4 00000001 << 2 -> 00000100 >> – арифметический сдвиг вправо 4 >> 2 -> 1 00000100 >> 2 -> 00000001 -1 >> 2 -> -1 11111111 >> 2 -> 11111111 >>> – логический сдвиг вправо 4 >>> 2 -> 1 00000100 >>> 2 -> 00000001 -1 >>> 2 -> 1073741823 11111111 >>> 2 -> 00111111 11111111 11111111 11111111 Вычисления производятся в типе int либо long

Побитовые операторы примитивных целых типов

Операторы сравнения примитивных числовых типов > и < – строгое сравнение >= и <= – нестрогое сравнение == – определение равенства != – определение неравенства Результат – логическое значение: true или false Сравнение проводится в наиболее широком типе из типов операндов

Операторы примитивного логического типа == – определение равенства != – определение неравенства ! – отрицание & – логическое «и» (and) | – логическое «или» (or) ^ – логическое «исключающее или» (xor) && – условное «и» (может не вычислять второй операнд) || – условное «или» (может не вычислять второй операнд)

Операторы присваивания примитивных типов = – простое присваивание Тип выражения справа должен допускать присваивание в переменную слева +=, -=, *=, /=, %=, >>=, <<=, >>>=, &=, ^=, |= Присваивание с действием Выражение a ?= b эквивалентно a = a ? b, но выполняется быстрее Типы операндов должны позволять совершить операцию

Преобразование примитивных числовых типов Неявное преобразование типов Преобразование к более широкому типу Явное преобразование типов Преобразование к указанному типу с помощью оператора (type)expr

Особенности преобразования примитивных числовых типов Более широким считается тип, переменные которого могут принимать большее количество значений Вещественные типы считаются шире целочисленных Это, естественно, не так

Операторы ссылочных типов new – создание объекта класса = – присвоение ссылки Тип выражения справа должен допускать присвоение в тип переменной слева == и != – сравнение ссылок Сравниваются только ссылки, а не состояние объектов! . – разыменование ссылки reference.method() reference.field () – вызов метода У любого объекта можно вызвать методы, объявленные в классе Object

Преобразование ссылочных типов Преобразование типа возможно, только если контракт целевого типа является частью контракта приводимого типа Более широким считается тип, переменные которого могут принимать большее количество значений. Родительский тип считается более общим (широким), чем дочерний. Неявное преобразование типов – преобразование от более узкого к более широкому Явное преобразование типов – преобразование от более широкого к более узкому с помощью оператора явного преобразования (type)expr

Преобразование и проверка ссылочных типов Если явное преобразование типов невозможно, возникает ошибка java.lang.ClassCastException Соответствие типа можно проверить с помощью оператора instanceof, возвращающего true, если тип применим к объекту и false, если нет Оператор instanceof не позволяет определить реальный тип объекта, а лишь проверяет его соответствие указанному типу

Оператор ветвления Формат: <логическое выражение> ? <значение 1> : <значение 2> Если логическое выражение истинно, возвращается значение второго операнда, а если ложно – третьего операнда Типы второго и третьего операндов должны быть «совместимы» Оператор можно применять в выражениях присваивания вместо инструкции ветвления

Работа со строками Для работы со строками существуют специальные классы String и StringBuffer (StringBuilder с Java5) Каждый строковый литерал порождает экземпляр класса String Значение любого типа может быть приведено к строке Если хотя бы один из операндов оператора + является ссылкой на строку, то остальные операнды также приводятся к строке, а оператор трактуется как конкатенация строк

Массивы Массив – упорядоченный набор элементов одного типа Элементами могут быть значения простых и ссылочных типов Массивы сами по себе являются объектами и наследуют от класса Object Доступ к элементам по целочисленному индексу с помощью оператора []

Объявление одномерных массивов Объявление, инициализация, заполнение Способ «3 в 1»

Работа с одномерными массивами Форма объявления ссылки на массив с квадратными скобками после типа элемента является более предпочтительной Объект массива создается с помощью оператора new Массив при этом заполняется значениями по умолчанию для типа его элементов (0, false или null) Нумерация в массивах начинается с 0 Длина массива хранится в публичном неизменяемом поле length Изменить длину массива после создания его объекта нельзя

Многомерные массивы Состоят из одномерных массивов, элементами которых являются ссылки на массивы меньшей размерности При создании объекта необязательно указывать все размерности Массив необязательно должен быть «прямоугольным»

Инструкции Инструкция Описание одного действия «Заканчивается» знаком ; Тела методов, конструкторов и блоков инициализации состоят из набора инструкций Виды инструкций Выражения присваивания Префиксные и постфиксные формы выражений с операторами инкремента и декремента Конструкции вызова методов Выражения создания объектов Составные инструкции Управляющие порядком вычислений

Блок Составная инструкция Может использоваться в любом месте, где допускается инструкция Определяет область видимости локальных переменных: объявленная внутри блока переменная не видна за его пределами

Ветвление Полная форма Неполная форма else относится к ближайшему выражению if, поэтому настоятельно рекомендуется использование блоков инструкций

Блок переключателей Для типов char, byte, short, int, String (Java 7) Выполняются инструкции, расположенные за меткой case, предложение которой совпало со значением параметра блока переключателей Если ни одно из предложений не подошло, выполняются инструкции, расположенные за меткой default Метка default является необязательной Метка case или default не служит признаком завершения блока переключателей Команда break передает управление первой инструкции, следующей за блоком переключателей

Строки в предложениях switch В качестве проверяемого значения можно указывать ссылку на объект строки В качестве значений для сравнения можно указывать строковые литералы ссылки на строки, объявление которых снабжено модификатором final Сравнение значений производится также, как если бы использовался метод String.equals() регистр имеет значение начальные и концевые пробелы имеют значение

Строки в предложениях switch

Условные циклы while Форма с предусловием Выполняется пока условие истинно Если при входе в цикл условие ложно, цикл не выполняется Форма с постусловием Выполняется пока условие истинно При первом входе в цикл проверка условия не производится

Цикл с предусловием for Формально цикл for в Java не является циклом со счетчиком Общий синтаксис Все секции заголовка являются необязательными Тело также может быть пустым

Секции цикла for Секции инициализации и изменения могут быть представлены списком выражений, разделенных запятой Допустимо объявление переменных в секции инициализации

Объявление переменных в цикле for При инициализации переменных различных типов они не должны объявляться внутри заголовка

Работа с метками Метка метка: Инструкция Оператора goto в Java нет!!! Метками можно помечать блоки инструкций и циклы Обращаться к меткам разрешено только с помощью команд break и continue

break Применяется для завершения выполнения кода блока инструкций Завершение текущего блока (безымянная форма) break; Завершение указанного блока (именованная форма) break метка; Завершить блок, который сейчас не выполняется, нельзя!

break

continue Применяется только в контексте циклических конструкций Производит передачу управления в конец тела цикла Завершение витка текущего цикла (безымянная форма) continue; Завершение витка указанного цикла (именованная форма) continue метка; Завершить виток цикла, который сейчас не выполняется, нельзя!

continue

Возврат из метода Инструкция return прекращает выполнение метода и возвращает его результат С возвращаемым значением return value; Значение должно быть приводимо к типу, возвращаемому методом Без возвращаемого значения return; методы void конструкторы

Спасибо за внимание!

Дополнительные источники Арнолд, К. Язык программирования Java [Текст] / Кен Арнолд, Джеймс Гослинг, Дэвид Холмс. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2001. – 624 с. Вязовик, Н.А. Программирование на Java. Курс лекций [Текст] / Н.А. Вязовик. – М. : Интернет-университет информационных технологий, 2003. – 592 с. Хорстманн, К. Java 2. Библиотека профессионала. Том 1. Основы [Текст] / Кей Хорстманн, Гари Корнелл. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2010 г. – 816 с. Эккель, Б. Философия Java [Текст] / Брюс Эккель. – СПб. : Питер, 2011. – 640 с. JavaSE at a Glance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/index.html, дата доступа: 21.10.2011. JavaSE APIs & Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/api-jsp-136079.html, дата доступа: 21.10.2011.