510402 Cristian Frasinaru Curs Practic De Java

  • 6,741 views
Uploaded on

tutorial

tutorial

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
6,741
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1

Actions

Shares
Downloads
201
Comments
0
Likes
2

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Curs practic de Java Cristian Fr˘sinaru a
  • 2. Cuprins 1 Introducere ˆ Java ın 11 1.1 Ce este Java ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1.1 Limbajul de programare Java . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1.2 Platforme de lucru Java . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1.3 Java: un limbaj compilat ¸i interpretat s . . . . . . . . . 13 1.2 Primul program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3 Structura lexical˘ a limbajului Java . . . . . . a . . . . . . . . . 16 1.3.1 Setul de caractere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.2 Cuvinte cheie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.3 Identificatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.4 Literali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.5 Separatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.6 Operatori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.7 Comentarii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4 Tipuri de date ¸i variabile . . . . . . . . . . . s . . . . . . . . . 21 1.4.1 Tipuri de date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.4.2 Variabile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5 Controlul executiei . . . . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . 24 1.5.1 Instructiuni de decizie . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . 24 1.5.2 Instructiuni de salt . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . 25 1.5.3 Instructiuni pentru tratarea exceptiilor ¸ ¸ . . . . . . . . . 26 1.5.4 Alte instructiuni . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . 26 1.6 Vectori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.1 Crearea unui vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.6.2 Tablouri multidimensionale . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.6.3 Dimensiunea unui vector . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.6.4 Copierea vectorilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1
  • 3. 2 CUPRINS 1.6.5 Sortarea vectorilor - clasa Arrays . . . . . . . . . . . . 29 1.6.6 Vectori cu dimensiune variabil˘ ¸i eterogeni as . . . . . . 30 1.7 Siruri de caractere . . . . . . . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . 30 1.8 Folosirea argumentelor de la linia de comand˘ . . . a . . . . . . 31 1.8.1 Transmiterea argumentelor . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.8.2 Primirea argumentelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.8.3 Argumente numerice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2 Obiecte ¸i clase s 35 2.1 Ciclul de viat˘ al unui obiect . . . . . . . . . . . . . ¸a . . . . . . 35 2.1.1 Crearea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.2 Folosirea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.1.3 Distrugerea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2 Crearea claselor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.2.1 Declararea claselor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.2.2 Extinderea claselor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.2.3 Corpul unei clase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2.4 Constructorii unei clase . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.2.5 Declararea variabilelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.2.6 this ¸i super . . . . . . . . . . . . . . . . . . s . . . . . . 49 2.3 Implementarea metodelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.3.1 Declararea metodelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.3.2 Tipul returnat de o metod˘ . . . . . . . . . a . . . . . . 52 2.3.3 Trimiterea parametrilor c˘tre o metod˘ . . . a a . . . . . . 53 2.3.4 Metode cu num˘r variabil de argumente . . a . . . . . . 56 2.3.5 Supraˆ arcarea ¸i supradefinirea metodelor ınc˘ s . . . . . . 57 2.4 Modificatori de acces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.5 Membri de instant˘ ¸i membri de clas˘ . . . . . . . ¸a s a . . . . . . 59 2.5.1 Variabile de instant˘ ¸i de clas˘ . . . . . . . ¸a s a . . . . . . 59 2.5.2 Metode de instant˘ ¸i de clas˘ . . . . . . . . ¸a s a . . . . . . 61 2.5.3 Utilitatea membrilor de clas˘ . . . . . . . . a . . . . . . 62 2.5.4 Blocuri statice de initializare . . . . . . . . . ¸ . . . . . . 63 2.6 Clase imbricate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.6.1 Definirea claselor imbricate . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.6.2 Clase interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.6.3 Identificare claselor imbricate . . . . . . . . . . . . . . 66 2.6.4 Clase anonime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.7 Clase ¸i metode abstracte . . . . . . . . . . . . . . s . . . . . . 67
  • 4. CUPRINS 3 2.7.1 Declararea unei clase abstracte . . . . . . . . . . . . . 68 2.7.2 Metode abstracte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.8 Clasa Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.8.1 Orice clas˘ are o superclas˘ . . a a . . . . . . . . . . . . . 71 2.8.2 Clasa Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.9 Conversii automate ˆıntre tipuri . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.10 Tipul de date enumerare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3 Exceptii ¸ 77 3.1 Ce sunt exceptiile ? . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . . 77 3.2 ”Prinderea” ¸i tratarea exceptiilor . . . . s ¸ . . . . . . . . . . . . 78 3.3 ”Aruncarea” exceptiilor . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . . 82 3.4 Avantajele trat˘rii exceptiilor . . . . . . a ¸ . . . . . . . . . . . . 85 3.4.1 Separarea codului pentru tratarea erorilor . . . . . . . 85 3.4.2 Propagarea erorilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.4.3 Gruparea erorilor dup˘ tipul lor . a . . . . . . . . . . . . 89 3.5 Ierarhia claselor ce descriu exceptii . . . ¸ . . . . . . . . . . . . 90 3.6 Exceptii la executie . . . . . . . . . . . . ¸ ¸ . . . . . . . . . . . . 91 3.7 Crearea propriilor exceptii . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . . 92 4 Intr˘ri ¸i ie¸iri a s s 95 4.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.1.1 Ce sunt fluxurile? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.1.2 Clasificarea fluxurilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4.1.3 Ierarhia claselor pentru lucrul cu fluxuri . . . . . . . . 97 4.1.4 Metode comune fluxurilor . . . . . . . . . . . . . . . . 98 4.2 Folosirea fluxurilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.2.1 Fluxuri primitive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.2.2 Fluxuri de procesare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 4.2.3 Crearea unui flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.2.4 Fluxuri pentru lucrul cu fi¸iere . . . . . . . . . . s . . . . 103 4.2.5 Citirea ¸i scrierea cu buffer . . . . . . . . . . . . s . . . . 105 4.2.6 Concatenarea fluxurilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.2.7 Fluxuri pentru filtrarea datelor . . . . . . . . . . . . . 108 4.2.8 Clasele DataInputStream ¸i DataOutputStream s . . . . 109 4.3 Intr˘ri ¸i ie¸iri formatate . . . . . . . . . . . . . . . . . a s s . . . . 110 4.3.1 Intr˘ri formatate . . . . . . . . . . . . . . . . . a . . . . 110 4.3.2 Ie¸iri formatate . . . . . . . . . . . . . . . . . . s . . . . 111
  • 5. 4 CUPRINS 4.4 Fluxuri standard de intrare ¸i ie¸ire . . . . . . . . . . . . . s s . . 111 4.4.1 Afisarea informatiilor pe ecran . . . . . . . . . . . . ¸ . . 112 4.4.2 Citirea datelor de la tastatur˘ . . . . . . . . . . . . a . . 112 4.4.3 Redirectarea fluxurilor standard . . . . . . . . . . . . . 113 4.4.4 Analiza lexical˘ pe fluxuri (clasa StreamTokenizer) a . . 115 4.5 Clasa RandomAccesFile (fi¸iere cu acces direct) . . . . . . s . . 117 4.6 Clasa File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5 Interfete ¸ 121 5.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.1.1 Ce este o interfat˘ ? . . . . . . . . . ¸a . . . . . . . . . . 121 5.2 Folosirea interfetelor . . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 122 5.2.1 Definirea unei interfete . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 122 5.2.2 Implementarea unei interfete . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 123 5.2.3 Exemplu: implementarea unei stive . . . . . . . . . . . 124 5.3 Interfete ¸i clase abstracte . . . . . . . . . . ¸ s . . . . . . . . . . 129 5.4 Mo¸tenire multipl˘ prin interfete . . . . . . s a ¸ . . . . . . . . . . 130 5.5 Utilitatea interfetelor . . . . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 132 5.5.1 Crearea grupurilor de constante . . . . . . . . . . . . . 132 5.5.2 Transmiterea metodelor ca parametri . . . . . . . . . . 133 5.6 Interfata FilenameFilter . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 134 5.6.1 Folosirea claselor anonime . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.7 Compararea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.7.1 Interfata Comparable . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 139 5.7.2 Interfata Comparator . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 141 5.8 Adaptori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6 Organizarea claselor 145 6.1 Pachete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.1.1 Pachetele standard (J2SDK) . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.1.2 Folosirea membrilor unui pachet . . . . . . . . . . . . . 146 6.1.3 Importul unei clase sau interfete . ¸ . . . . . . . . . . . . 147 6.1.4 Importul la cerere dintr-un pachet . . . . . . . . . . . . 148 6.1.5 Importul static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.1.6 Crearea unui pachet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 6.1.7 Denumirea unui pachet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 6.2 Organizarea fi¸ierelor . . . . . . . . . . . s . . . . . . . . . . . . 152 6.2.1 Organizarea fi¸ierelor surs˘ . . . . s a . . . . . . . . . . . . 152
  • 6. CUPRINS 5 6.2.2 Organizarea unit˘¸ilor de compilare (.class) at . . . . . 154 6.2.3 Necesitatea organiz˘rii fi¸ierelor . . . . . . . . a s . . . . . 155 6.2.4 Setarea c˘ii de c˘utare (CLASSPATH) . . . . a a . . . . . 156 6.3 Arhive JAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 6.3.1 Folosirea utilitarului jar . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6.3.2 Executarea aplicatiilor arhivate . . . . . . . . ¸ . . . . . 159 7 Colectii ¸ 161 7.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 7.2 Interfete ce descriu colectii . . ¸ ¸ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 7.3 Implement˘ri ale colectiilor . . a ¸ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 7.4 Folosirea eficient˘ a colectiilor a ¸ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7.5 Algoritmi polimorfici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 7.6 Tipuri generice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.7 Iteratori ¸i enumer˘ri . . . . . s a . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 8 Serializarea obiectelor 177 8.1 Folosirea serializ˘rii . . . . . . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . 177 8.1.1 Serializarea tipurilor primitive . . . . . . . . . . . . . . 179 8.1.2 Serializarea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 8.1.3 Clasa ObjectOutputStream . . . . . . . . . . . . . . . 180 8.1.4 Clasa ObjectInputStream . . . . . . . . . . . . . . . . 181 8.2 Obiecte serializabile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 8.2.1 Implementarea interfetei Serializable . ¸ . . . . . . . . . 183 8.2.2 Controlul serializ˘rii . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . 184 8.3 Personalizarea serializ˘rii obiectelor . . . . . . a . . . . . . . . . 187 8.3.1 Controlul versiunilor claselor . . . . . . . . . . . . . . . 188 8.3.2 Securizarea datelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 8.3.3 Implementarea interfetei Externalizable ¸ . . . . . . . . . 194 8.4 Clonarea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 9 Interfata grafic˘ cu utilizatorul ¸ a 199 9.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 9.2 Modelul AWT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 9.2.1 Componentele AWT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 9.2.2 Suprafete de afi¸are (Clasa Container) ¸ s . . . . . . . . . 204 9.3 Gestionarea pozition˘rii . . . . . . . . . . . . ¸ a . . . . . . . . . 206 9.3.1 Folosirea gestionarilor de pozitionare . ¸ . . . . . . . . . 207
  • 7. 6 CUPRINS 9.3.2 Gestionarul FlowLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 9.3.3 Gestionarul BorderLayout . . . . . . . . . . . . . . . . 210 9.3.4 Gestionarul GridLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 9.3.5 Gestionarul CardLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 9.3.6 Gestionarul GridBagLayout . . . . . . . . . . . . . . . 214 9.3.7 Gruparea componentelor (Clasa Panel) . . . . . . . . . 218 9.4 Tratarea evenimentelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 9.4.1 Exemplu de tratare a evenimentelor . . . . . . . . . . . 221 9.4.2 Tipuri de evenimente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 9.4.3 Folosirea adaptorilor ¸i a claselor anonime . s . . . . . . 227 9.5 Folosirea ferestrelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 9.5.1 Clasa Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 9.5.2 Clasa Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 9.5.3 Clasa Dialog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 9.5.4 Clasa FileDialog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 9.6 Folosirea meniurilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 9.6.1 Ierarhia claselor ce descriu meniuri . . . . . . . . . . . 243 9.6.2 Tratarea evenimentelor generate de meniuri . . . . . . 246 9.6.3 Meniuri de context (popup) . . . . . . . . . . . . . . . 247 9.6.4 Acceleratori (Clasa MenuShortcut) . . . . . . . . . . . 250 9.7 Folosirea componentelor AWT . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 9.7.1 Clasa Label . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 9.7.2 Clasa Button . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 9.7.3 Clasa Checkbox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 9.7.4 Clasa CheckboxGroup . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 9.7.5 Clasa Choice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 9.7.6 Clasa List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 9.7.7 Clasa ScrollBar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 9.7.8 Clasa ScrollPane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 9.7.9 Clasa TextField . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 9.7.10 Clasa TextArea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 10 Desenarea 269 10.1 Conceptul de desenare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 10.1.1 Metoda paint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 10.1.2 Suprafete de desenare - clasa Canvas ¸ . . . . . . . . . . 271 10.2 Contextul grafic de desenare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 10.2.1 Propriet˘¸ile contextului grafic . . . . at . . . . . . . . . . 275
  • 8. CUPRINS 7 10.2.2 Primitive grafice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 10.3 Folosirea fonturilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 10.3.1 Clasa Font . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 10.3.2 Clasa FontMetrics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 10.4 Folosirea culorilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 10.5 Folosirea imaginilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 10.5.1 Afi¸area imaginilor . . . . . . . . . s . . . . . . . . . . . 287 10.5.2 Monitorizarea ˆ arc˘rii imaginilor ınc˘ a . . . . . . . . . . . 289 10.5.3 Mecanismul de ”double-buffering” . . . . . . . . . . . . 291 10.5.4 Salvarea desenelor ˆ format JPEG ın . . . . . . . . . . . 291 10.5.5 Crearea imaginilor ˆ memorie . . ın . . . . . . . . . . . 292 10.6 Tip˘rirea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . 293 11 Swing 299 11.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 11.1.1 JFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 11.1.2 Swing API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 11.1.3 Asem˘n˘ri ¸i deosebiri cu AWT . . a a s . . . . . . . . . . . 301 11.2 Folosirea ferestrelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 11.2.1 Ferestre interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 11.3 Clasa JComponent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 11.4 Arhitectura modelului Swing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 11.5 Folosirea modelelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 11.5.1 Tratarea evenimentelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 11.6 Folosirea componentelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 11.6.1 Componente atomice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 11.6.2 Componente pentru editare de text . . . . . . . . . . . 316 11.6.3 Componente pentru selectarea unor elemente . . . . . . 319 11.6.4 Tabele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 11.6.5 Arbori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 11.6.6 Containere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 11.6.7 Dialoguri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 11.7 Desenarea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 11.7.1 Metode specifice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 11.7.2 Consideratii generale . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . 338 11.8 Look and Feel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
  • 9. 8 CUPRINS 12 Fire de executie ¸ 343 12.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 12.2 Crearea unui fir de executie . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . 344 12.2.1 Extinderea clasei Thread . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 12.2.2 Implementarea interfetei Runnable ¸ . . . . . . . . . . . 347 12.3 Ciclul de viat˘ al unui fir de executie . . . ¸a ¸ . . . . . . . . . . . 352 12.3.1 Terminarea unui fir de executie . . ¸ . . . . . . . . . . . 355 12.3.2 Fire de executie de tip ”daemon” . ¸ . . . . . . . . . . . 357 12.3.3 Stabilirea priorit˘¸ilor de executie . at ¸ . . . . . . . . . . . 358 12.3.4 Sincronizarea firelor de executie . . ¸ . . . . . . . . . . . 362 12.3.5 Scenariul produc˘tor / consumator a . . . . . . . . . . . 362 12.3.6 Monitoare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 12.3.7 Semafoare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 12.3.8 Probleme legate de sincronizare . . . . . . . . . . . . . 371 12.4 Gruparea firelor de executie . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . 373 12.5 Comunicarea prin fluxuri de tip ”pipe” . . . . . . . . . . . . . 376 12.6 Clasele Timer ¸i TimerTask . . . . . . . . s . . . . . . . . . . . 378 13 Programare ˆ retea ın ¸ 383 13.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 13.2 Lucrul cu URL-uri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 13.3 Socket-uri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 13.4 Comunicarea prin conexiuni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 13.5 Comunicarea prin datagrame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 13.6 Trimiterea de mesaje c˘tre mai multi clienti a ¸ ¸ . . . . . . . . . . 397 14 Appleturi 401 14.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 14.2 Crearea unui applet simplu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 14.3 Ciclul de viat˘ al unui applet . . . . . ¸a . . . . . . . . . . . . . 404 14.4 Interfata grafic˘ cu utilizatorul . . . . . ¸ a . . . . . . . . . . . . . 406 14.5 Definirea ¸i folosirea parametrilor . . . s . . . . . . . . . . . . . 408 14.6 Tag-ul APPLET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 14.7 Folosirea firelor de executie ˆ appleturi ¸ ın . . . . . . . . . . . . . 412 14.8 Alte metode oferite de clasa Applet . . . . . . . . . . . . . . . 416 14.9 Arhivarea appleturilor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 14.10Restrictii de securitate . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . . . . 421 14.11Appleturi care sunt ¸i aplicatii . . . . . s ¸ . . . . . . . . . . . . . 421
  • 10. CUPRINS 9 15 Lucrul cu baze de date 423 15.1 Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 15.1.1 Generalit˘¸i despre baze de date . . . at . . . . . . . . . . 423 15.1.2 JDBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 15.2 Conectarea la o baz˘ de date . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . 425 15.2.1 Inregistrarea unui driver . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 15.2.2 Specificarea unei baze de date . . . . . . . . . . . . . . 427 15.2.3 Tipuri de drivere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 15.2.4 Realizarea unei conexiuni . . . . . . . . . . . . . . . . 430 15.3 Efectuarea de secvente SQL . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 431 15.3.1 Interfata Statement . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 432 15.3.2 Interfata PreparedStatement . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 434 15.3.3 Interfata CallableStatement . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 437 15.3.4 Obtinerea ¸i prelucrarea rezultatelor ¸ s . . . . . . . . . . 438 15.3.5 Interfata ResultSet . . . . . . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 438 15.3.6 Exemplu simplu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 15.4 Lucrul cu meta-date . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 15.4.1 Interfata DatabaseMetaData . . . . . ¸ . . . . . . . . . . 442 15.4.2 Interfata ResultSetMetaData . . . . ¸ . . . . . . . . . . 443 16 Lucrul dinamic cu clase 445 16.1 Inc˘rcarea claselor ˆ memorie . . . . . . a ın . . . . . . . . . . . . 445 16.2 Mecanismul reflect˘rii . . . . . . . . . . a . . . . . . . . . . . . 452 16.2.1 Examinarea claselor ¸i interfetelor s ¸ . . . . . . . . . . . . 453 16.2.2 Manipularea obiectelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 16.2.3 Lucrul dinamic cu vectori . . . . . . . . . . . . . . . . 460
  • 11. 10 CUPRINS
  • 12. Capitolul 1 Introducere ˆ Java ın 1.1 Ce este Java ? Java este o tehnologie inovatoare lansat˘ de compania Sun Microsystems ˆ a ın 1995, care a avut un impact remarcabil asupra ˆ ıntregii comunit˘¸i a dez- at voltatorilor de software, impunˆndu-se prin calit˘¸i deosebite cum ar fi sim- a at plitate, robustete ¸i nu ˆ ultimul rˆnd portabilitate. Denumit˘ initial OAK, ¸ s ın a a ¸ tehnologia Java este format˘ dintr-un limbaj de programare de nivel ˆ a ınalt pe baza c˘ruia sunt construite o serie de platforme destinate implement˘rii de a a aplicatii pentru toate segmentele industriei software. ¸ 1.1.1 Limbajul de programare Java Inainte de a prezenta ˆ detaliu aspectele tehnice ale limbajului Java, s˘ am- ın a intim caracteristicile sale principale, care l-au transformat ˆ ıntr-un interval de timp atˆt de scurt ˆ a ıntr-una din cele mai pupulare optiuni pentru dezvoltarea ¸ de aplicatii, indiferent de domeniu sau de complexitatea lor. ¸ • Simplitate - elimin˘ supraˆ arcarea operatorilor, mo¸tenirea multipl˘ a ınc˘ s a ¸i toate ”facilit˘¸ile” ce pot provoca scrierea unui cod confuz. s at • U¸urint˘ ˆ crearea de aplicatii complexe ce folosesc programarea ˆ s ¸a ın ¸ ın retea, fire de executie, interfat˘ grafic˘, baze de date, etc. ¸ ¸ ¸a a • Robustete - elimin˘ sursele frecvente de erori ce apar ˆ programare ¸ a ın prin renuntarea la pointeri, administrarea automat˘ a memoriei ¸i elim- ¸ a s 11
  • 13. 12 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN inarea pierderilor de memorie printr-o procedur˘ de colectare a obiectelor a care nu mai sunt referite, ce ruleaz˘ ˆ fundal (”garbage collector”). a ın • Complet orientat pe obiecte - elimin˘ complet stilul de programare a procedural. • Securitate - este un limbaj de programare foarte sigur, furnizˆnd a mecanisme stricte de securitate a programelor concretizate prin: ver- ificarea dinamic˘ a codului pentru detectarea secventelor periculoase, a ¸ impunerea unor reguli stricte pentru rularea proceselor la distant˘, etc. ¸a • Neutralitate arhitectural˘ - comportamentul unei aplicatii Java nu a ¸ depinde de arhitectura fizic˘ a ma¸inii pe care ruleaz˘. a s a • Portabililtate - Java este un limbaj independent de platforma de lu- cru, aceea¸i aplicatie rulˆnd f˘r˘ nici o modificare ¸i f˘r˘ a necesita re- s ¸ a aa s aa compilarea ei pe sisteme de operare diferite cum ar fi Windows, Linux, Mac OS, Solaris, etc. lucru care aduce economii substantiale firmelor ¸ dezvoltatoare de aplicatii. ¸ • Este compilat ¸i interpretat, aceasta fiind solutia eficient˘ pentru s ¸ a obtinerea portabilit˘¸ii. ¸ at • Performant˘ - de¸i mai lent decˆt limbajele de programare care genereaz˘ ¸a s a a executabile native pentru o anumit˘ platform˘ de lucru, compilatorul a a Java asigur˘ o performant˘ ridicat˘ a codului de octeti, astfel ˆ at a ¸a a ¸ ıncˆ viteza de lucru putin mai sc˘zut˘ nu va fi un impediment ˆ dezvoltarea ¸ a a ın de aplicatii oricˆt de complexe, inclusiv grafic˘ 3D, animatie, etc. ¸ a a ¸ • Este modelat dup˘ C ¸i C++, trecerea de la C, C++ la Java a s f˘cˆndu-se foarte u¸or. a a s 1.1.2 Platforme de lucru Java Limbajul de programare Java a fost folosit la dezvoltarea unor tehnologii ded- icate rezolv˘rii unor probleme din cele mai diverse domenii. Aceste tehnologii a au fost grupate ˆ a¸a numitele platforme de lucru, ce reprezint˘ seturi de ın s a libr˘rii scrise ˆ limbajul Java, precum ¸i diverse programe utilitare, folosite a ın s pentru dezvoltarea de aplicatii sau componente destinate unei anume cate- ¸ gorii de utilizatori.
  • 14. 1.1. CE ESTE JAVA ? 13 • J2SE (Standard Edition) Este platforma standard de lucru ce ofer˘ suport pentru crearea de a aplicatii independente ¸i appleturi. ¸ s De asemenea, aici este inclus˘ ¸i tehnologia Java Web Start ce furnizeaz˘ as a o modalitate extrem de facil˘ pentru lansarea ¸i instalarea local˘ a pro- a s a gramelor scrise ˆ Java direct de pe Web, oferind cea mai comod˘ solutie ın a ¸ pentru distributia ¸i actualizarea aplicatiilor Java. ¸ s ¸ • J2ME (Micro Edition) Folosind Java, programarea dispozitivelor mobile este extrem de simpl˘, a platforma de lucru J2ME oferind suportul necesar scrierii de programe dedicate acestui scop. • J2EE (Enterprise Edition) Aceast˘ platform˘ ofer˘ API-ul necesar dezvolt˘rii de aplicatii com- a a a a ¸ plexe, formate din componente ce trebuie s˘ ruleze ˆ sisteme eterogene, a ın cu informatiile memorate ˆ baze de date distribuite, etc. ¸ ın Tot aici g˘sim ¸i suportul necesar pentru crearea de aplicatii ¸i servicii a s ¸ s Web, bazate pe componente cum ar fi servleturi, pagini JSP, etc. Toate distributiile Java sunt oferite gratuit ¸i pot fi desc˘rcate de pe ¸ s a Internet de la adresa ”http://java.sun.com”. In continuare, vom folosi termenul J2SDK pentru a ne referi la distributia ¸ standard J2SE 1.5 SDK (Tiger). 1.1.3 Java: un limbaj compilat ¸i interpretat s In functie de modul de executie a aplicatiilor, limbajele de programare se ¸ ¸ ¸ ˆ ımpart ˆ dou˘ categorii: ın a • Interpretate: instructiunile sunt citite linie cu linie de un program ¸ numit interpretor ¸i traduse ˆ instructiuni ma¸in˘. Avantajul aces- s ın ¸ s a tei solutii este simplitatea ¸i faptul c˘ fiind interpretat˘ direct sursa ¸ s a a programului obtinem portabilitatea. Dezavantajul evident este viteza ¸ de executie redus˘. Probabil cel mai cunoscute limbaj interpretat este ¸ a limbajul Basic. • Compilate: codul surs˘ al programelor este transformat de compi- a lator ˆ ıntr-un cod ce poate fi executat direct de procesor, numit cod
  • 15. 14 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN ma¸in˘. Avantajul este executia extrem de rapid˘, dezavantajul fiind s a ¸ a lipsa portabilit˘¸ii, codul compilat ˆ at ıntr-un format de nivel sc˘zut nu a poate fi rulat decˆt pe platforma de lucru pe care a fost compilat. a Limbajul Java combin˘ solutiile amintite mai sus, programele Java fiind a ¸ atˆt interpretate cˆt ¸i compilate. A¸adar vom avea la dispozitie un compi- a a s s ¸ lator responsabil cu transformarea surselor programului ˆ a¸a numitul cod ın s de octeti, precum ¸i un interpretor ce va executa respectivul cod de octeti. ¸ s ¸ Codul de octeti este diferit de codul ma¸in˘. Codul ma¸in˘ este reprezen- ¸ s a s a tat de o succesiune de instructiuni specifice unui anumit procesor ¸i unei an- ¸ s umite platforme de lucru reprezentate ˆ format binar astfel ˆ at s˘ poat˘ ın ıncˆ a a fi executate f˘r˘ a mai necesita nici o prelucrare. aa Codurile de octeti sunt seturi de instructiuni care seam˘n˘ cu codul scris ¸ ¸ a a ˆ limbaj de asamblare ¸i sunt generate de compilator independent de mediul ın s de lucru. In timp ce codul ma¸in˘ este executat direct de c˘tre procesor ¸i s a a s poate fi folosit numai pe platforma pe care a fost creat, codul de octeti este ¸ interpretat de mediul Java ¸i de aceea poate fi rulat pe orice platform˘ pe s a care este instalat˘ mediul de executie Java. a ¸ Prin ma¸ina virtual˘ Java (JVM) vom ˆ ¸elege mediul de executie al s a ınt ¸ aplicatiilor Java. Pentru ca un cod de octeti s˘ poat˘ fi executat pe un ¸ ¸ a a anumit calculator, pe acesta trebuie s˘ fie instalat˘ o ma¸in˘ virtual˘ Java. a a s a a Acest lucru este realizat automat de c˘tre distributia J2SDK. a ¸ 1.2 Primul program Crearea oric˘rei aplicatii Java presupune efectuarea urm˘torilor pa¸i: a ¸ a s 1. Scriererea codului surs˘ a class FirstApp { public static void main( String args[]) { System.out.println("Hello world!"); } }
  • 16. 1.2. PRIMUL PROGRAM 15 Toate aplicatiile Java contin o clas˘ principal˘(primar˘) ˆ care trebuie ¸ ¸ a a a ın s˘ se gaseasc˘ metoda main. Clasele aplicatiei se pot gasi fie ˆ a a ¸ ıntr-un singur fi¸ier, fie ˆ mai multe. s ın 2. Salvarea fi¸ierelor surs˘ s a Se va face ˆ fi¸iere care au obligatoriu extensia java, nici o alt˘ exten- ın s a sie nefiind acceptat˘. Este recomandat ca fi¸ierul care contine codul surs˘ a s ¸ a al clasei primare s˘ aib˘ acela¸i nume cu cel al clasei, de¸i acest lucru nu a a s s este obligatoriu. S˘ presupunem c˘ am salvat exemplul de mai sus ˆ fi¸ierul a a ın s C:introFirstApp.java. 3. Compilarea aplicatiei ¸ Pentru compilare vom folosi compilatorul javac din distributia J2SDK. ¸ Apelul compilatorului se face pentru fi¸ierul ce contine clasa principal˘ a s ¸ a aplicatiei sau pentru orice fi¸ier/fi¸iere cu extensia java. Compilatorul creeaz˘ ¸ s s a cˆte un fi¸ier separat pentru fiecare clas˘ a programului. Acestea au extensia a s a .class ¸i implicit sunt plasate ˆ acela¸i director cu fi¸ierele surs˘. s ın s s a javac FirstApp.java In cazul ˆ care compilarea a reu¸it va fi generat fi¸ierul FirstApp.class. ın s s 4. Rularea aplicatiei ¸ Se face cu interpretorul java, apelat pentru unitatea de compilare core- spunz˘toare clasei principale. Deoarece interpretorul are ca argument de a intrare numele clasei principale ¸i nu numele unui fi¸ier, ne vom pozitiona s s ¸ ˆ directorul ce contine fi¸ierul FirstApp.class ¸i vom apela interpretorul ın ¸ s s astfel: java FirstApp Rularea unei aplicatii care nu folose¸te interfat˘ grafic˘, se va face ˆ ¸ s ¸a a ıntr-o fereastr˘ sistem. a
  • 17. 16 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN Atentie ¸ Un apel de genul java c:introFirstApp.class este gre¸it! s 1.3 Structura lexical˘ a limbajului Java a 1.3.1 Setul de caractere Limbajului Java lucreaz˘ ˆ mod nativ folosind setul de caractere Unicode. a ın Acesta este un standard international care ˆ ¸ ınlocuie¸te vechiul set de caractere s ASCII ¸i care folose¸te pentru reprezentarea caracterelor 2 octeti, ceea ce s s ¸ ˆ ınseamn˘ c˘ se pot reprezenta 65536 de semne, spre deosebire de ASCII, unde a a era posibil˘ reprezentarea a doar 256 de caractere. Primele 256 caractere a Unicode corespund celor ASCII, referirea la celelalte f˘cˆndu-se prin uxxxx, a a unde xxxx reprezint˘ codul caracterului. a O alt˘ caracteristic˘ a setului de caractere Unicode este faptul c˘ ˆ a a a ıntreg intervalul de reprezentare a simbolurilor este divizat ˆ subintervale numite ın blocuri, cˆteva exemple de blocuri fiind: Basic Latin, Greek, Arabic, Gothic, a Currency, Mathematical, Arrows, Musical, etc. Mai jos sunt oferite cˆteva exemple de caractere Unicode. a • u0030 - u0039 : cifre ISO-Latin 0 - 9 • u0660 - u0669 : cifre arabic-indic 0 - 9 • u03B1 - u03C9 : simboluri grece¸ti α − ω s • u2200 - u22FF : simboluri matematice (∀, ∃, ∅, etc.) • u4e00 - u9fff : litere din alfabetul Han (Chinez, Japonez, Coreean) Mai multe informatii legate de reprezentarea Unicode pot fi obtinute la ¸ ¸ adresa ”http://www.unicode.org”. 1.3.2 Cuvinte cheie Cuvintele rezervate ˆ Java sunt, cu cˆteva exceptii, cele din C++ ¸i au fost ın a ¸ s enumerate ˆ tabelul de mai jos. Acestea nu pot fi folosite ca nume de clase, ın
  • 18. ˘ 1.3. STRUCTURA LEXICALA A LIMBAJULUI JAVA 17 interfete, variabile sau metode. true, false, null nu sunt cuvinte cheie, ¸ dar nu pot fi nici ele folosite ca nume ˆ aplicatii. Cuvintele marcate prin ∗ ın ¸ sunt rezervate, dar nu sunt folosite. 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 Incepˆnd cu versiunea 1.5, mai exist˘ ¸i cuvˆntul cheie enum. a as a 1.3.3 Identificatori Sunt secvente nelimitate de litere ¸i cifre Unicode, ˆ ¸ s ıncepˆnd cu o liter˘. Dup˘ a a a cum am mai spus, identificatorii nu au voie s˘ fie identici cu cuvintele rezer- a vate. 1.3.4 Literali Literalii pot fi de urm˘toarele tipuri: a • Intregi Sunt acceptate 3 baze de numeratie : baza 10, baza 16 (ˆ ¸ ıncep cu car- acterele 0x) ¸i baza 8 (ˆ s ıncep cu cifra 0) ¸i pot fi de dou˘ tipuri: s a – normali - se reprezint˘ pe 4 octeti (32 biti) a ¸ ¸ – lungi - se reprezint˘ pe 8 octeti (64 biti) ¸i se termin˘ cu caracterul a ¸ ¸ s a L (sau l).
  • 19. 18 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN • Flotanti ¸ Pentru ca un literal s˘ fie considerat flotant el trebuie s˘ aib˘ cel putin o a a a ¸ zecimal˘ dup˘ virgul˘, s˘ fie ˆ notatie exponential˘ sau s˘ aib˘ sufixul a a a a ın ¸ ¸ a a a F sau f pentru valorile normale - reprezentate pe 32 biti, respectiv D ¸ sau d pentru valorile duble - reprezentate pe 64 biti. ¸ Exemple: 1.0, 2e2, 3f, 4D. • Logici Sunt reprezentati de true - valoarea logic˘ de adev˘r, respectiv false ¸ a a - valoarea logic˘ de fals. a Atentie ¸ Spre deosebire de C++, literalii ˆ ıntregi 1 ¸i 0 nu mai au semnificatia s ¸ de adev˘rat, respectiv fals. a • Caracter Un literal de tip caracter este utilizat pentru a exprima caracterele co- dului Unicode. Reprezentarea se face fie folosind o liter˘, fie o secvent˘ a ¸a escape scris˘ ˆ a ıntre apostrofuri. Secventele escape permit specificarea ¸ caracterelor care nu au reprezentare grafic˘ ¸i reprezentarea unor car- as actere speciale precum backslash, apostrof, etc. Secventele escape pre- ¸ definite ˆ Java sunt: ın – ’b’ : Backspace (BS) – ’t’ : Tab orizontal (HT) – ’n’ : Linie nou˘ (LF) a – ’f’ : Pagin˘ nou˘ (FF) a a – ’r’ : Inceput de rˆnd (CR) a – ’"’ : Ghilimele – ’’’ : Apostrof – ’’ : Backslash
  • 20. ˘ 1.3. STRUCTURA LEXICALA A LIMBAJULUI JAVA 19 • Siruri de caractere ¸ Un literal ¸ir de caractere este format din zero sau mai multe caractere s ˆ ıntre ghilimele. Caracterele care formeaz˘ ¸irul pot fi caractere grafice as sau secvente escape. ¸ Dac˘ ¸irul este prea lung el poate fi scris ca o concatenare de sub¸iruri as s de dimensiune mai mic˘, concatenarea ¸irurilor realizˆndu-se cu oper- a s a atorul +, ca ˆ exemplul: "Ana " + " are " + " mere ". Sirul vid ın este "". Dup˘ cum vom vedea, orice ¸ir este de fapt o instant˘ a clasei String, a s ¸a definit˘ ˆ pachetul java.lang. a ın 1.3.5 Separatori Un separator este un caracter care indic˘ sfˆr¸itul unei unit˘¸i lexicale ¸i a as at s ınceputul alteia. In Java separatorii sunt urm˘torii: ( ) a [ ] ; , . . Instructiunile unui program se separ˘ cu punct ¸i virgul˘. ¸ a s a 1.3.6 Operatori Operatorii Java sunt, cu mici deosebiri, cei din C++: • atribuirea: = • operatori matematici: +, -, *, /, %, ++, -- . Este permis˘ notatia prescurtat˘ de forma lval op= rval: x += 2 n a ¸ a -= 3 Exist˘ operatori pentru autoincrementare ¸i autodecrementare (post ¸i a s s pre): x++, ++x, n--, --n Evaluarea expresiilor logice se face prin metoda scurtcircuitului: evalu- area se opre¸te ˆ momentul ˆ care valoarea de adev˘r a expresiei este s ın ın a sigur determinat˘. a • operatori logici: &&(and), ||(or), !(not) • operatori relationali: <, <=, >, <=, ==, != ¸ • operatori pe biti: &(and), |(or), ^ (xor), ~ (not) ¸ • operatori de translatie: <<, >>, >>> (shift la dreapta f˘r˘ semn) ¸ a a
  • 21. 20 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN • operatorul if-else: expresie-logica ? val-true : val-false • operatorul , (virgul˘) folosit pentru evaluarea secvential˘ a operatiilor: a ¸ a ¸ int x=0, y=1, z=2; • operatorul + pentru concatenarea ¸irurilor: s String s1="Ana"; String s2="mere"; int x=10; System.out.println(s1 + " are " + x + " " + s2); • operatori pentru conversii (cast) : (tip-de-data) int a = (int)’a’; char c = (char)96; int i = 200; long l = (long)i; //widening conversion long l2 = (long)200; int i2 = (int)l2; //narrowing conversion 1.3.7 Comentarii In Java exist˘ trei feluri de comentarii: a • Comentarii pe mai multe linii, ˆ ınchise ˆ ıntre /* ¸i */. s • Comentarii pe mai multe linii care ¸in de documentatie, ˆ t ¸ ınchise ˆ ıntre /** ¸i */. Textul dintre cele dou˘ secvente este automat mutat ˆ s a ¸ ın documentatia aplicatiei de c˘tre generatorul automat de documentatie ¸ ¸ a ¸ javadoc. • Comentarii pe o singur˘ linie, care incep cu //. a Observatii: ¸ • Nu putem scrie comentarii ˆ interiorul altor comentarii. ın • Nu putem introduce comentarii ˆ interiorul literalilor caracter sau ¸ir ın s de caractere. • Secventele /* ¸i */ pot s˘ apar˘ pe o linie dup˘ secventa // dar ˆsi ¸ s a a a ¸ ı¸ pierd semnificatia. La fel se ˆ ¸ ıntampl˘ cu secventa // ˆ comentarii care a ¸ ın incep cu /* sau */.
  • 22. 1.4. TIPURI DE DATE SI VARIABILE ¸ 21 1.4 Tipuri de date ¸i variabile s 1.4.1 Tipuri de date In Java tipurile de date se impart ˆ dou˘ categorii: tipuri primitive ¸i ın a s tipuri referint˘. Java porne¸te de la premiza c˘ ”orice este un obiect”, ¸a s a prin urmare tipurile de date ar trebui s˘ fie de fapt definite de clase ¸i toate a s variabilele ar trebui s˘ memoreze instante ale acestor clase (obiecte). In a ¸ principiu acest lucru este adev˘rat, ˆ a, pentru usurinta program˘rii, mai a ıns˘ ¸ a exist˘ ¸i a¸a numitele tipurile primitive de date, care sunt cele uzuale : as s • aritmetice –ˆ ıntregi: byte (1 octet), short (2), int (4), long (8) – reale: float (4 octeti), double (8) • caracter: char (2 octeti) ¸ • logic: boolean (true ¸i false) s In alte limbaje de programare formatul ¸i dimensiunea tipurilor primitive de s date pot depinde de platforma pe care ruleaz˘ programul. In Java acest lucru a nu mai este valabil, orice dependent˘ de o anumit˘ platform˘ specific˘ fiind ¸a a a a eliminat˘. a Vectorii, clasele ¸i interfetele sunt tipuri referint˘. Valoarea unei variabile s ¸ ¸a de acest tip este, spre deosebire de tipurile primitive, o referint˘ (adres˘ de ¸a a memorie) c˘tre valoarea sau multimea de valori reprezentat˘ de variabila a ¸ a respectiv˘. a Exist˘ trei tipuri de date din limbajul C care nu sunt suportate de lim- a bajul Java. Acestea sunt: pointer, struct ¸i union. Pointerii au fost s eliminati din cauz˘ c˘ erau o surs˘ constant˘ de erori, locul lor fiind luat de ¸ a a a a tipul referint˘, iar struct ¸i union nu ˆsi mai au rostul atˆt timp cˆt tipurile ¸a s ı¸ a a compuse de date sunt formate ˆ Java prin intermediul claselor. ın
  • 23. 22 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN 1.4.2 Variabile Variabilele pot fi de tip primitiv sau referinte la obiecte (tip referint˘). In- ¸ ¸a diferent de tipul lor, pentru a putea fi folosite variabilele trebuie declarate ¸i, s eventual, initializate. ¸ • Declararea variabilelor: Tip numeVariabila; • Initializarea variabilelor: Tip numeVariabila = valoare; ¸ • Declararea constantelor: final Tip numeVariabila; Evident, exist˘ posibilitatea de a declara ¸i initializa mai multe variabile a s ¸ sau constante de acela¸i tip ˆ s ıntr-o singur˘ instructiune astfel: a ¸ Tip variabila1[=valoare1], variabila2[=valoare2],...; Conventia de numire a variabilelor ˆ Java include, printre altele, urm˘toarele ¸ ın a criterii: • variabilele finale (constante) se scriu cu majuscule; • variabilele care nu sunt constante se scriu astfel: prima liter˘ mic˘ iar a a dac˘ numele variabilei este format din mai multi atomi lexicali, atunci a ¸ primele litere ale celorlalti atomi se scriu cu majuscule. ¸ Exemple: final double PI = 3.14; final int MINIM=0, MAXIM = 10; int valoare = 100; char c1=’j’, c2=’a’, c3=’v’, c4=’a’; long numarElemente = 12345678L; String bauturaMeaPreferata = "apa"; In functie de locul ˆ care sunt declarate variabilele se ˆ ¸ ın ımpart ˆ urm˘toatele ın a categorii: a. Variabile membre, declarate ˆ interiorul unei clase, vizibile pentru ın toate metodele clasei respective cˆt ¸i pentru alte clase ˆ functie de a s ın ¸ nivelul lor de acces (vezi ”Declararea variabilelor membre”).
  • 24. 1.4. TIPURI DE DATE SI VARIABILE ¸ 23 b. Parametri metodelor, vizibili doar ˆ metoda respectiv˘. ın a c. Variabile locale, declarate ˆ ıntr-o metod˘, vizibile doar ˆ metoda re- a ın spectiv˘. a d. Variabile locale, declarate ˆ ıntr-un bloc de cod, vizibile doar ˆ blocul ın respectiv. e. Parametrii de la tratarea exceptiilor (vezi ”Tratarea exceptiilor”). ¸ ¸ class Exemplu { //Fiecare variabila corespunde situatiei data de numele ei //din enumerarea de mai sus int a; public void metoda(int b) { a = b; int c = 10; for(int d=0; d < 10; d++) { c --; } try { a = b/c; } catch(ArithmeticException e) { System.err.println(e.getMessage()); } } } Observatii: • Variabilele declarate ˆ ıntr-un for, r˘mˆn locale corpului ciclului: a a for(int i=0; i<100; i++) { //domeniul de vizibilitate al lui i } i = 101;//incorect • Nu este permis˘ ascunderea unei variabile: a
  • 25. 24 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN int x=1; { int x=2; //incorect } 1.5 Controlul executiei ¸ Instructiunile Java pentru controlul executiei sunt foarte asem˘n˘toare celor ¸ ¸ a a din limbajul C ¸i pot fi ˆ artite ˆ urm˘toarele categorii: s ımp˘ ¸ ın a • Instructiuni de decizie: if-else, switch-case ¸ • Instructiuni de salt: for, while, do-while ¸ • Instructiuni pentru tratarea exceptiilor: try-catch-finally, throw ¸ ¸ • Alte instructiuni: break, continue, return, label: ¸ 1.5.1 Instructiuni de decizie ¸ if-else if (expresie-logica) { ... } if (expresie-logica) { ... } else { ... } switch-case switch (variabila) { case valoare1: ... break; case valoare2:
  • 26. 1.5. CONTROLUL EXECUTIEI ¸ 25 ... break; ... default: ... } Variabilele care pot fi testate folosind instructiunea switch nu pot fi decˆt ¸ a de tipuri primitive. 1.5.2 Instructiuni de salt ¸ for for(initializare; expresie-logica; pas-iteratie) { //Corpul buclei } for(int i=0, j=100 ; i < 100 && j > 0; i++, j--) { ... } Atˆt la initializare cˆt ¸i ˆ pasul de iteratie pot fi mai multe instructiuni a ¸ a s ın ¸ ¸ desp˘rtite prin virgul˘. a¸ a while while (expresie-logica) { ... } do-while do { ... } while (expresie-logica);
  • 27. 26 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN 1.5.3 Instructiuni pentru tratarea exceptiilor ¸ ¸ Instructiunile pentru tratarea exceptiilor sunt try-catch-finally, respectiv ¸ ¸ throw ¸i vor fi tratate ˆ capitolul ”Exceptii”. s ın ¸ 1.5.4 Alte instructiuni ¸ • break: p˘r˘se¸te fortat corpul unei structuri repetitive. aa s ¸ • continue: termina fortat iteratia curent˘ a unui ciclu ¸i trece la urm˘toarea ¸ ¸ a s a iteratie. ¸ • return [valoare]: termin˘ o metod˘ ¸i, eventual, returneaz˘ o valo- a as a rare. • numeEticheta: : Define¸te o etichet˘. s a De¸i ˆ Java nu exist˘ goto, se pot defini totu¸i etichete folosite ˆ expresii s ın a s ın de genul: break numeEticheata sau continue numeEticheta, utile pentru a controla punctul de ie¸ire dintr-o structur˘ repetitiv˘, ca ˆ s a a ınexemplul de mai jos: i=0; eticheta: while (i < 10) { System.out.println("i="+i); j=0; while (j < 10) { j++; if (j==5) continue eticheta; if (j==7) break eticheta; System.out.println("j="+j); } i++; } 1.6 Vectori 1.6.1 Crearea unui vector Crearea unui vector presupune realizarea urm˘toarelor etape: a
  • 28. 1.6. VECTORI 27 • Declararea vectorului - Pentru a putea utiliza un vector trebuie, ˆ ınainte de toate, sa-l declar˘m. Acest lucru se face prin expresii de forma: a Tip[] numeVector; sau Tip numeVector[]; ca ˆ exemplele de mai jos: ın int[] intregi; String adrese[]; • Instantierea ¸ Declararea unui vector nu implic˘ ¸i alocarea memoriei necesare pentru as retinerea elementelor. Operatiunea de alocare a memoriei, numit˘ ¸i ¸ ¸ a s instantierea vectorului, se realizeaz˘ ˆ ¸ a ıntotdeauna prin intermediul op- eratorului new. Instantierea unui vector se va face printr-o expresie de ¸ genul: numeVector = new Tip[nrElemente]; unde nrElemente reprezint˘ num˘rul maxim de elemente pe care le a a poate avea vectorul. In urma instantierii vor fi alocati: nrElemente ∗ ¸ ¸ dimensiune(T ip) octeti necesari memor˘rii elementelor din vector, unde ¸ a prin dimensiune(T ip) am notat num˘rul de octeti pe care se reprezint˘ a ¸ a tipul respectiv. v = new int[10]; //aloca spatiu pentru 10 intregi: 40 octeti c = new char[10]; //aloca spatiu pentru 10 caractere: 20 octeti Declararea ¸i instantierea unui vector pot fi f˘cute simultan astfel: s ¸ a Tip[] numeVector = new Tip[nrElemente];
  • 29. 28 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN • Initializarea (optional) Dup˘ declararea unui vector, acesta poate fi ¸ ¸ a initializat, adic˘ elementele sale pot primi ni¸te valori initiale, evident ¸ a s ¸ dac˘ este cazul pentru a¸a ceva. In acest caz instantierea nu mai trebuie a s ¸ facut˘ explicit, alocarea memoriei f˘cˆndu-se automat ˆ functie de a a a ın ¸ num˘ rul de elemente cu care se initializeaz˘ vectorul. a ¸ a String culori[] = {"Rosu", "Galben", "Verde"}; int []factorial = {1, 1, 2, 6, 24, 120}; Primul indice al unui vector este 0, deci pozitiile unui vector cu n ele- ¸ ıntre 0 ¸i n − 1. Nu sunt permise constructii de genul mente vor fi cuprinse ˆ s ¸ Tip numeVector[nrElemente], alocarea memoriei f˘cˆndu-se doar prin in- a a termediul opearatorului new. int v[10]; //ilegal int v[] = new int[10]; //corect 1.6.2 Tablouri multidimensionale In Java tablourile multidimensionale sunt de fapt vectori de vectori. De exemplu, crearea ¸i instantierea unei matrici vor fi realizate astfel: s ¸ Tip matrice[][] = new Tip[nrLinii][nrColoane]; matrice[i] este linia i a matricii ¸i reprezint˘ un vector cu nrColoane s a elemente iar matrice[i][j] este elementul de pe linia i ¸i coloana j. s 1.6.3 Dimensiunea unui vector Cu ajutorul variabilei length se poate afla num˘rul de elemente al unui a vector. int []a = new int[5]; // a.length are valoarea 5 int m[][] = new int[5][10]; // m[0].length are valoarea 10 Pentru a ˆ ¸elege modalitatea de folosire a lui length trebuie mentionat c˘ ınt ¸ a fiecare vector este de fapt o instant˘ a unei clase iar length este o variabil˘ ¸a a public˘ a acelei clase, ˆ care este retinut num˘rul maxim de elemente al a ın ¸ a vectorului.
  • 30. 1.6. VECTORI 29 1.6.4 Copierea vectorilor Copierea elementelor unui vector a ˆıntr-un alt vector b se poate face, fie element cu element, fie cu ajutorul metodei System.arraycopy, ca ˆ exem- ın plele de mai jos. Dup˘ cum vom vedea, o atribuire de genul b = a are alt˘ a a semnificatie decˆt copierea elementelor lui a ˆ b ¸i nu poate fi folosit˘ ˆ ¸ a ın s a ın acest scop. int a[] = {1, 2, 3, 4}; int b[] = new int[4]; // Varianta 1 for(int i=0; i<a.length; i++) b[i] = a[i]; // Varianta 2 System.arraycopy(a, 0, b, 0, a.length); // Nu are efectul dorit b = a; 1.6.5 Sortarea vectorilor - clasa Arrays In Java s-a pus un accent deosebit pe implementarea unor structuri de date ¸i algoritmi care s˘ simplifice proceseul de crearea a unui algoritm, program- s a atorul trebuind s˘ se concentreze pe aspectele specifice problemei abordate. a Clasa java.util.Arrays ofer˘ diverse metode foarte utile ˆ lucrul cu vec- a ın tori cum ar fi: • sort - sorteaz˘ ascendent un vector, folosind un algoritm de tip Quick- a Sort performant, de complexitate O(n log(n)). int v[]={3, 1, 4, 2}; java.util.Arrays.sort(v); // Sorteaza vectorul v // Acesta va deveni {1, 2, 3, 4} • binarySearch - c˘utarea binar˘ a unei anumite valori ˆ a a ıntr-un vector sortat;
  • 31. 30 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN • equals - testarea egalit˘¸ii valorilor a doi vectori (au acelea¸i num˘r at s a de elemente ¸i pentru fiecare indice valorile corespunz˘toare din cei doi s a vectori sunt egale) • fill - atribuie fiec˘rui element din vector o valoare specificat˘. a a 1.6.6 Vectori cu dimensiune variabil˘ ¸i eterogeni as Implement˘ri ale vectorilor cu num˘r variabil de elemente sunt oferite de a a clase specializate cum ar fi Vector sau ArrayList din pachetul java.util. Astfel de obiecte descriu vectori eterogeni, ale c˘ror elemente au tipul Object, a ¸i vor fi studiati ˆ capitolul ”Colectii”. s ¸ ın ¸ 1.7 Siruri de caractere ¸ In Java, un ¸ir de caractere poate fi reprezentat printr-un vector format s din elemente de tip char, un obiect de tip String sau un obiect de tip StringBuffer. Dac˘ un ¸ir de caractere este constant (nu se dore¸te schimbarea continutului a s s ¸ s˘ pe parcursul executiei programului) atunci el va fi declarat de tipul String, a ¸ altfel va fi declarat de tip StringBuffer. Diferenta principal˘ ˆ ¸ a ıntre aceste clase este c˘ StringBuffer pune la dispozitie metode pentru modificarea a ¸ continutului ¸irului, cum ar fi: append, insert, delete, reverse. ¸ s Uzual, cea mai folosit˘ modalitate de a lucra cu ¸iruri este prin intermediul a s clasei String, care are ¸i unele particularit˘¸i fat˘ de restul claselor menite s˘ s at ¸a a simplifice cˆt mai mult folosirea ¸irurilor de caractere. Clasa StringBuffer a s va fi utilizat˘ predominant ˆ aplicatii dedicate proces˘rii textelor cum ar fi a ın ¸ a editoarele de texte. Exemple echivalente de declarare a unui ¸ir:s String s = "abc"; String s = new String("abc"); char data[] = {’a’, ’b’, ’c’}; String s = new String(data); Observati prima variant˘ de declarare a ¸irului s din exemplul de mai sus ¸ a s - de altfel, cea mai folosit˘ - care prezint˘ o particularitate a clasei String a a fata de restul claselor Java referitoare la instantierea obiectelor sale. ¸ ¸
  • 32. ˘ 1.8. FOLOSIREA ARGUMENTELOR DE LA LINIA DE COMANDA 31 Concatenarea ¸irurilor de caractere se face prin intermediul operatorului s + sau, ˆ cazul ¸irurilor de tip StringBuffer, folosind metoda append. ın s String s1 = "abc" + "xyz"; String s2 = "123"; String s3 = s1 + s2; In Java, operatorul de concatenare + este extrem de flexibil, ˆ sensul c˘ ın a permite concatenarea ¸irurilor cu obiecte de orice tip care au o reprezentare s de tip ¸ir de caractere. Mai jos, sunt cˆteva exemple: s a System.out.print("Vectorul v are" + v.length + " elemente"); String x = "a" + 1 + "b" Pentru a l˘muri putin lucrurile, ceea ce execut˘ compilatorul atunci cˆnd a ¸ a a ˆ alne¸te o secvent˘ de genul String x = "a" + 1 + "b" este: ıntˆ s ¸a String x = new StringBuffer().append("a").append(1). append("b").toString() Atentie ˆ a la ordinea de efectuare a operatiilor. Sirul s=1+2+"a"+1+2 ¸ ıns˘ ¸ ¸ va avea valoarea "3a12", primul + fiind operatorul matematic de adunare iar al doilea +, cel de concatenare a ¸irurilor. s 1.8 Folosirea argumentelor de la linia de co- mand˘ a 1.8.1 Transmiterea argumentelor O aplicatie Java poate primi oricˆte argumente de la linia de comanda ˆ ¸ a ın momentul lans˘rii ei. Aceste argumente sunt utile pentru a permite utiliza- a torului s˘ specifice diverse optiuni legate de functionarea aplicatiei sau s˘ a ¸ ¸ ¸ a furnizeze anumite date initiale programului. ¸ Atentie ¸ Programele care folosesc argumente de la linia de comand˘ nu sunt 100% a pure Java, deoarece unele sisteme de operare, cum ar fi Mac OS, nu au ˆ ın mod normal linie de comand˘.a
  • 33. 32 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN Argumentele de la linia de comand˘ sunt introduse la lansarea unei aplicatii, a ¸ fiind specificate dup˘ numele aplicatiei ¸i separate prin spatiu. De exemplu, a ¸ s ¸ s˘ presupunem c˘ aplicatia Sortare ordoneaz˘ lexicografic (alfabetic) liniile a a ¸ a unui fi¸ier ¸i prime¸te ca argument de intrare numele fi¸ierului pe care s˘ s s s s a ˆ sorteze. Pentru a ordona fi¸ierul "persoane.txt", aplicatia va fi lansat˘ ıl s ¸ a astfel: java Sortare persoane.txt A¸adar, formatul general pentru lansarea unei aplicatii care prime¸te argu- s ¸ s mente de la linia de comand˘ este: a java NumeAplicatie [arg0 arg1 . . . argn] In cazul ˆ care sunt mai multe, argumentele trebuie separate prin spatii ın ¸ iar dac˘ unul dintre argumente contine spatii, atunci el trebuie pus ˆ a ¸ ¸ ıntre ghilimele. Evident, o aplicatie poate s˘ nu primeasc˘ nici un argument sau ¸ a a poate s˘ ignore argumentele primite de la linia de comand˘. a a 1.8.2 Primirea argumentelor In momentul lans˘rii unei aplicatii interpretorul parcurge linia de comand˘ cu a ¸ a care a fost lansat˘ aplicattia ¸i, ˆ cazul ˆ care exist˘, transmite programului a ¸ s ın ın a argumentele specificate sub forma unui vector de ¸iruri. Acesta este primit s de aplicatie ca parametru al metodei main. Reamintim c˘ formatul metodei ¸ a main din clasa principal˘ este: a public static void main (String args[]) Vectorul args primit ca parametru de metoda main va contine toate argu- ¸ mentele transmise programului de la linia de comand˘. a In cazul apelului java Sortare persoane.txt vectorul args va contine un ¸ singur element pe prima s˘ pozitie: args[0]="persoane.txt". a ¸ Vectoru args este instantiat cu un num˘r de elemente egal cu num˘rul ar- ¸ a a gumentelor primite de la linia de comand˘. A¸adar, pentru a afla num˘rul de a s a argumente primite de program este suficient s˘ afl˘m dimensiunea vectorului a a args prin intermediul atributului length:
  • 34. ˘ 1.8. FOLOSIREA ARGUMENTELOR DE LA LINIA DE COMANDA 33 public static void main (String args[]) { int numarArgumente = args.length ; } In cazul ˆ care aplicatia presupune existenta unor argumente de la linia ın ¸ ¸ de comand˘, ˆ a acestea nu au fost transmise programului la lansarea sa, vor a ıns˘ ap˘rea exceptii (erori) de tipul ArrayIndexOutOfBoundsException. Tratarea a ¸ acestor exceptii este prezentat˘ ˆ capitolul ”Exceptii”. ¸ a ın ¸ Din acest motiv, este necesar s˘ test˘m dac˘ programul a primit argumentele a a a de la linia de comand˘ necesare pentru functionarea sa ¸i, ˆ caz contrar, s˘ a ¸ s ın a afi¸eze un mesaj de avertizare sau s˘ foloseasc˘ ni¸te valori implicite, ca ˆ s a a s ın exemplul de mai jos: public class Salut { public static void main (String args[]) { if (args.length == 0) { System.out.println("Numar insuficient de argumente!"); System.exit(-1); //termina aplicatia } String nume = args[0]; //exista sigur String prenume; if (args.length >= 1) prenume = args[1]; else prenume = ""; //valoare implicita System.out.println("Salut " + nume + " " + prenume); } } Spre deosebire de limbajul C, vectorul primit de metoda main nu contine¸ pe prima pozitie numele aplicatiei, ˆ ¸ ¸ ıntrucˆt ˆ Java numele aplicatiei este a ın ¸ chiar numele clasei principale, adic˘ a clasei ˆ care se gase¸te metoda main. a ın s S˘ consider˘ ˆ continuare un exemplu simplu ˆ care se dore¸te afi¸area a a ın ın s s pe ecran a argumentelor primite de la linia de comand˘: a public class Afisare { public static void main (String[] args) { for (int i = 0; i < args.length; i++) System.out.println(args[i]);
  • 35. 34 CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ˆ JAVA IN } } Un apel de genul java Afisare Hello Java va produce urm˘torul rezul- a tat (aplicatia a primit 2 argumente): ¸ Hello Java Apelul java Afisare "Hello Java" va produce ˆ a alt rezultat (aplicatia ıns˘ ¸ a primit un singur argument): Hello Java 1.8.3 Argumente numerice Argumentele de la linia de comand˘ sunt primite sub forma unui vector de a ¸iruri (obiecte de tip String). In cazul ˆ care unele dintre acestea reprezint˘ s ın a valori numerice ele vor trebui convertite din ¸iruri ˆ numere. Acest lucru s ın se realizeaz˘ cu metode de tipul parseTipNumeric aflate ˆ clasa corespun- a ın zatoare tipului ˆ care vrem s˘ facem conversia: Integer, Float, Double, ın a etc. S˘ consider˘m, de exemplu, c˘ aplicatia Power ridic˘ un numar real la o a a a ¸ a putere ˆıntreag˘, argumentele fiind trimise de la linia de comand˘ sub forma: a a java Power "1.5" "2" //ridica 1.5 la puterea 2 Conversia celor dou˘ argumente ˆ numere se va face astfel: a ın public class Power { public static void main(String args[]) { double numar = Double.parseDouble(args[0]); int putere = Integer.parseInt(args[1]); System.out.println("Rezultat=" + Math.pow(numar, putere)); } } Metodele de tipul parseTipNumeric pot produce exceptii (erori) de tipul ¸ NumberFormatException ˆ cazul ˆ care ¸irul primit ca parametru nu reprezint˘ ın ın s a un numar de tipul respectiv. Tratarea acestor exceptii este prezentat˘ ˆ ¸ a ın capitolul ”Exceptii”. ¸
  • 36. Capitolul 2 Obiecte ¸i clase s 2.1 Ciclul de viat˘ al unui obiect ¸a 2.1.1 Crearea obiectelor In Java, ca ˆ orice limbaj de programare orientat-obiect, crearea obiectelor ın se realizeaz˘ prin instantierea unei clase ¸i implic˘ urm˘toarele lucruri: a ¸ s a a • Declararea Presupune specificarea tipului acelui obiect, cu alte cuvinte specificarea clasei acestuia (vom vedea c˘ tipul unui obiect poate fi ¸i o interfat˘). a s ¸a NumeClasa numeObiect; • Instantierea ¸ Se realizeaz˘ prin intermediul operatorului new ¸i are ca efect crearea a s efectiv˘ a obiectului cu alocarea spatiului de memorie corespunz˘tor. a ¸ a numeObiect = new NumeClasa(); • Initializarea ¸ Se realizeaz˘ prin intermediul constructorilor clasei respective. Initializarea a ¸ este de fapt parte integrant˘ a procesului de instantiere, ˆ sensul c˘ a ¸ ın a imediat dup˘ alocarea memoriei ca efect al operatorului new este apelat a constructorul specificat. Parantezele rotunde de dup˘ numele clasei in- a dic˘ faptul c˘ acolo este de fapt un apel la unul din constructorii clasei a a ¸i nu simpla specificare a numelui clasei. s Mai general, instantierea ¸i initializarea apar sub forma: ¸ s ¸ 35
  • 37. 36 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ numeObiect = new NumeClasa([argumente constructor]); S˘ consider˘m urm˘torul exemplu, ˆ care declar˘m ¸i instantiem dou˘ a a a ın a s ¸ a obiecte din clasa Rectangle, clas˘ ce descrie suprafete grafice rectangulare, a ¸ definite de coordonatele coltului stˆnga sus (originea) ¸i l˘¸imea, respectiv ¸ a s at ˆ altimea. ın˘ ¸ Rectangle r1, r2; r1 = new Rectangle(); r2 = new Rectangle(0, 0, 100, 200); In primul caz Rectangle() este un apel c˘tre constructorul clasei Rectangle a care este responsabil cu initializarea obiectului cu valorile implicite. Dup˘ ¸ a cum observ˘m ˆ al doilea caz, initializarea se poate face ¸i cu anumiti para- a ın ¸ s ¸ metri, cu conditia s˘ existe un constructor al clasei respective care s˘ accepte ¸ a a parametrii respectivi. Fiecare clas˘ are un set de constructori care se ocup˘ cu initializare a a ¸ obiectelor nou create. De exemplu, clasa Rectangle are urm˘torii construc- a tori: public Rectangle() public Rectangle(int latime, int inaltime) public Rectangle(int x, int y, int latime, int inaltime) public Rectangle(Point origine) public Rectangle(Point origine, int latime, int inaltime) public Rectangle(Point origine, Dimension dimensiune) Declararea, instantierea ¸i initializarea obiectului pot ap˘rea pe aceea¸i ¸ s ¸ a s linie (cazul cel mai uzual): Rectangle patrat = new Rectangle(0, 0, 100, 100); Obiecte anonime Este posibil˘ ¸i crearea unor obiecte anonime care servesc doar pentru a s initializarea altor obiecte, caz ˆ care etapa de declarare a referintei obiectului ¸ ın ¸ nu mai este prezent˘: a Rectangle patrat = new Rectangle(new Point(0,0), new Dimension(100, 100));
  • 38. ¸˘ 2.1. CICLUL DE VIATA AL UNUI OBIECT 37 Spatiul de memorie nu este pre-alocat ¸ Declararea unui obiect nu implic˘ sub nici o form˘ alocarea de spatiu a a ¸ de memorie pentru acel obiect. Alocarea memoriei se face doar la apelul operatorului new. Rectangle patrat; patrat.x = 10; //Eroare - lipseste instantierea 2.1.2 Folosirea obiectelor Odat˘ un obiect creat, el poate fi folosit ˆ urm˘toarele sensuri: aflarea unor a ın a informatii despre obiect, schimbarea st˘rii sale sau executarea unor actiuni. ¸ a ¸ Aceste lucruri se realizeaza prin aflarea sau schimbarea valorilor variabilelor sale, respectiv prin apelarea metodelor sale. Referirea valorii unei variabile se face prin obiect.variabila De exem- plu clasa Rectangle are variabilele publice x, y, width, height, origin. Aflarea valorilor acestor variabile sau schimbarea lor se face prin constructii ¸ de genul: Rectangle patrat = new Rectangle(0, 0, 100, 200); System.out.println(patrat.width); //afiseaza 100 patrat.x = 10; patrat.y = 20; //schimba originea patrat.origin = new Point(10, 20); //schimba originea Accesul la variabilele unui obiect se face ˆ conformitate cu drepturile de ın acces pe care le ofer˘ variabilele respective celorlalte clase. (vezi ”Modifica- a tori de acces pentru membrii unei clase”) Apelul unei metode se face prin obiect.metoda([parametri]). Rectangle patrat = new Rectangle(0, 0, 100, 200); patrat.setLocation(10, 20); //schimba originea patrat.setSize(200, 300); //schimba dimensiunea Se observ˘ c˘ valorile variabilelor pot fi modificate indirect prin inter- a a mediul metodelor sale. Programarea orientat˘ obiect descurajeaz˘ folosirea a a direct˘ a variabilelor unui obiect deoarece acesta poate fi adus ˆ st˘ri in- a ın a consistente (ireale). In schimb, pentru fiecare variabil˘ care descrie starea a
  • 39. 38 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ obiectului trebuie s˘ existe metode care s˘ permit˘ schimbarea/aflarea val- a a a orilor variabilelor sale. Acestea se numesc metode de accesare, sau metode setter - getter ¸i au numele de forma setVariabila, respectiv getVariabila. s patrat.width = -100; //stare inconsistenta patrat.setSize(-100, -200); //metoda setter //metoda setSize poate sa testeze daca noile valori sunt //corecte si sa valideze sau nu schimbarea lor 2.1.3 Distrugerea obiectelor Multe limbaje de programare impun ca programatorul s˘ ¸in˘ evidenta obiectelor at a ¸ create ¸i s˘ le distrug˘ ˆ mod explicit atunci cˆnd nu mai este nevoie de ele, s a a ın a cu alte cuvinte s˘ administreze singur memoria ocupat˘ de obiectele sale. a a Practica a demonstrat c˘ aceast˘ tehnic˘ este una din principalele furnizoare a a a de erori ce duc la functionarea defectuoas˘ a programelor. ¸ a In Java programatorul nu mai are responsabilitatea distrugerii obiectelor sale ˆ ıntrucˆt, ˆ momentul rul˘rii unui program, simultan cu interpretorul a ın a Java, ruleaz˘ ¸i un proces care se ocup˘ cu distrugerea obiectelor care nu a s a mai sunt folosite. Acest proces pus la dispozitie de platforma Java de lucru ¸ se nume¸te garbage collector (colector de gunoi), prescurtat gc. s Un obiect este eliminat din memorie de procesul de colectare atunci cˆnd a nu mai exist˘ nici o referint˘ la acesta. Referintele (care sunt de fapt vari- a ¸a ¸ abile) sunt distruse dou˘ moduri: a • natural, atunci cˆnd variabila respectiv˘ iese din domeniul s˘u de viz- a a a ibilitate, de exemplu la terminarea metodei ˆ care ea a fost declarat˘; ın a • explicit, dac˘ atribuim variabilei respective valoare null. a Cum functioneaz˘ colectorul de gunoaie ? ¸ a Colectorul de gunoaie este un proces de prioritate scazut˘ care se exe- a cut˘ periodic, scaneaz˘ dinamic memoria ocupat˘ de programul Java aflat a a a ˆ executie ¸i marcheaz˘ acele obiecte care au referinte directe sau indirecte. ın ¸ s a ¸ Dup˘ ce toate obiectele au fost parcurse, cele care au r˘mas nemarcate sunt a a eliminate automat din memorie.
  • 40. 2.2. CREAREA CLASELOR 39 Apelul metodei gc din clasa System sugereaz˘ ma¸inii virtuale Java s˘ a s a ”depun˘ eforturi” ˆ recuperarea memoriei ocupate de obiecte care nu mai a ın sunt folosite, f˘r˘ a forta ˆ a pornirea procesului. aa ¸ ıns˘ Finalizare Inainte ca un obiect s˘ fie eliminat din memorie, procesul gc d˘ acelui a a obiect posibilitatea ”s˘ curete dup˘ el”, apelˆnd metoda de finalizare a obiec- a ¸ a a tului respectiv. Uzual, ˆ timpul finaliz˘rii un obiect ˆsi inchide fisierele ¸i ın a ı¸ s socket-urile folosite, distruge referintele c˘tre alte obiecte (pentru a u¸sura ¸ a s sarcina colectorului de gunoaie), etc. Codul pentru finalizarea unui obiect trebuie scris ˆ ıntr-o metod˘ special˘ a a numita finalize a clasei ce descrie obiectul respectiv. (vezi ”Clasa Object”) Atentie ¸ Nu confundati metoda finalize din Java cu destructorii din C++. Metoda finalize nu are rolul de a distruge obiectul ci este apelat˘ automat ˆ a ınainte de eliminarea obiectului respectiv din memorie. 2.2 Crearea claselor 2.2.1 Declararea claselor Clasele reprezint˘ o modalitate de a introduce noi tipuri de date ˆ a ıntr-o aplicatie Java, cealalt˘ modalitate fiind prin intermediul interfetelor. Declararea ¸ a ¸ unei clase respect˘ urm˘torul format general: a a [public][abstract][final]class NumeClasa [extends NumeSuperclasa] [implements Interfata1 [, Interfata2 ... ]] { // Corpul clasei } A¸adar, prima parte a declaratiei o ocup˘ modificatorii clasei. Ace¸tia s ¸ a s sunt:
  • 41. 40 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ • public Implicit, o clas˘ poate fi folosit˘ doar de clasele aflate ˆ acela¸i pa- a a ın s chet(libr˘rie) cu clasa respectiv˘ (dac˘ nu se specific˘ un anume pa- a a a a chet, toate clasele din directorul curent sunt considerate a fi ˆ acela¸i ın s pachet). O clas˘ declarat˘ cu public poate fi folosit˘ din orice alt˘ a a a a clas˘, indiferent de pachetul ˆ care se g˘se¸te. a ın a s • abstract Declar˘ o clas˘ abstract˘ (¸ablon). O clas˘ abstract˘ nu poate fi a a a s a a instantiat˘, fiind folosit˘ doar pentru a crea un model comun pentru o ¸ a a serie de subclase. (vezi ”Clase ¸i metode abstracte”) s • final Declar˘ c˘ respectiva clas˘ nu poate avea subclase. Declarare claselor a a a finale are dou˘ scopuri: a – securitate: unele metode pot a¸tepta ca parametru un obiect al s unei anumite clase ¸i nu al unei subclase, dar tipul exact al unui s obiect nu poate fi aflat cu exactitate decat ˆ momentul executiei; ın ˆ felul acesta nu s-ar mai putea realiza obiectivul limbajului Java ın ca un program care a trecut compilarea s˘ nu mai fie susceptibil a de nici o eroare. – programare ˆn spririt orientat-obiect: O clasa ”perfect˘” nu tre- ı a buie s˘ mai aib˘ subclase. a a Dup˘ numele clasei putem specifica, dac˘ este cazul, faptul c˘ respectiva a a a clas˘ este subclas˘ a unei alte clase cu numele NumeSuperclasa sau/¸i c˘ a a s a implementeaz˘ una sau mai multe interfete, ale c˘ror nume trebuie separate a ¸ a prin virgul˘. a 2.2.2 Extinderea claselor Spre deosebire de alte limbaje de programare orientate-obiect, Java permite doar mo¸tenirea simpl˘, ceea ce ˆ s a ıneamn˘ c˘ o clas˘ poate avea un singur a a a p˘rinte (superclas˘). Evident, o clas˘ poate avea oricˆti mo¸tenitori (sub- a a a a s clase), de unde rezult˘ c˘ multimea tuturor claselor definite ˆ Java poate fi a a ¸ ın vazut˘ ca un arbore, r˘d˘cina acestuia fiind clasa Object. A¸adar, Object a a a s este singura clas˘ care nu are p˘rinte, fiind foarte important˘ ˆ modul de a a a ın lucru cu obiecte si structuri de date ˆ Java. ın
  • 42. 2.2. CREAREA CLASELOR 41 Extinderea unei clase se realizeaz˘ folosind cuvˆntul cheie extends: a a class B extends A {...} // A este superclasa clasei B // B este o subclasa a clasei A O subclas˘ mo¸tene¸te de la p˘rintele s˘u toate variabilele ¸i metodele a s s a a s care nu sunt private. 2.2.3 Corpul unei clase Corpul unei clase urmeaz˘ imediat dup˘ declararea clasei ¸i este cuprins ˆ a a s ıntre acolade. Continutul acestuia este format din: ¸ • Declararea ¸i, eventual, initializarea variabilelor de instant˘ ¸i de clas˘ s ¸ ¸a s a (cunoscute ˆ ımpreun˘ ca variabile membre). a • Declararea ¸i implementarea constructorilor. s • Declararea ¸i implementarea metodelor de instanta ¸i de clas˘ (cunos- s ¸ s a cute ˆ ımpreun˘ ca metode membre). a • Declararea unor clase imbricate (interne). Spre deosebire de C++, nu este permis˘ doar declararea metodei ˆ corpul a ın clasei, urmˆnd ca implementare s˘ fie facut˘ ˆ afara ei. Implementarea a a a ın metodelor unei clase trebuie s˘ se fac˘ obligatoriu ˆ corpul clasei. a a ın // C++ class A { void metoda1(); int metoda2() { // Implementare } } A::metoda1() { // Implementare }
  • 43. 42 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ // Java class A { void metoda1(){ // Implementare } void metoda2(){ // Implementare } } Variabilele unei clase pot avea acela¸i nume cu metodele clasei, care poate s fi chiar numele clasei, f˘r˘ a exista posibilitatea aparitiei vreunei ambiguit˘¸i aa ¸ at din punctul de vedere al compilatorului. Acest lucru este ˆ a total nere- ıns˘ comandat dac˘ ne gˆndim din perspectiva lizibilit˘¸ii (clarit˘¸ii) codului, a a at at dovedind un stil ineficient de progamare. class A { int A; void A() {}; // Corect pentru compilator // Nerecomandat ca stil de programare } Atentie ¸ Variabilele ¸i metodele nu pot avea ca nume un cuvˆnt cheie Java. s a 2.2.4 Constructorii unei clase Constructorii unei clase sunt metode speciale care au acela¸i nume cu cel s al clasei, nu returneaz˘ nici o valoare ¸i sunt folositi pentru initializarea a s ¸ ¸ obiectelor acelei clase ˆ momentul instantierii lor. ın ¸ class NumeClasa { [modificatori] NumeClasa([argumente]) { // Constructor
  • 44. 2.2. CREAREA CLASELOR 43 } } O clas˘ poate avea unul sau mai multi constructori care trebuie ˆ a s˘ a ¸ ıns˘ a difere prin lista de argumente primite. In felul acesta sunt permise diverse tipuri de initializ˘ri ale obiectelor la crearea lor, ˆ functie de num˘rul para- ¸ a ın ¸ a metrilor cu care este apelat constructorul. S˘ consider˘m ca exemplu declararea unei clase care descrie notiunea de a a ¸ dreptunghi ¸i trei posibili constructori pentru aceasta clas˘. s a class Dreptunghi { double x, y, w, h; Dreptunghi(double x1, double y1, double w1, double h1) { // Cel mai general constructor x=x1; y=y1; w=w1; h=h1; System.out.println("Instantiere dreptunghi"); } Dreptunghi(double w1, double h1) { // Constructor cu doua argumente x=0; y=0; w=w1; h=h1; System.out.println("Instantiere dreptunghi"); } Dreptunghi() { // Constructor fara argumente x=0; y=0; w=0; h=0; System.out.println("Instantiere dreptunghi"); } } Constructorii sunt apelati automat la instantierea unui obiect. In cazul ¸ ¸ ˆ care dorim s˘ apel˘m explicit constructorul unei clase folosim expresia ın a a this( argumente ), care apeleaz˘ constructorul corespunz˘tor (ca argumente) al clasei respec- a a tive. Aceast˘ metod˘ este folosit˘ atunci cˆnd sunt implementati mai multi a a a a ¸ ¸ constructori pentru o clas˘, pentru a nu repeta secventele de cod scrise deja a ¸ la constructorii cu mai multe argumente (mai generali). Mai eficient, f˘r˘ aa
  • 45. 44 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ a repeta acelea¸i secvente de cod ˆ toti constructorii (cum ar fi afi¸area s ¸ ın ¸ s mesajului ”Instantiere dreptunghi”), clasa de mai sus poate fi rescris˘ astfel: a class Dreptunghi { double x, y, w, h; Dreptunghi(double x1, double y1, double w1, double h1) { // Implementam doar constructorul cel mai general x=x1; y=y1; w=w1; h=h1; System.out.println("Instantiere dreptunghi"); } Dreptunghi(double w1, double h1) { this(0, 0, w1, h1); // Apelam constructorul cu 4 argumente } Dreptunghi() { this(0, 0); // Apelam constructorul cu 2 argumente } } Dintr-o subclas˘ putem apela explicit constructorii superclasei cu expresia a super( argumente ). S˘ presupunem c˘ dorim s˘ cre˘m clasa Patrat, derivat˘ din clasa Dreptunghi: a a a a a class Patrat extends Dreptunghi { Patrat(double x, double y, double d) { super(x, y, d, d); // Apelam constructorul superclasei } } Atentie ¸ Apelul explcit al unui constructor nu poate ap˘rea decˆt ˆ a a ıntr-un alt con- structor si trebuie s˘ fie prima instructiune din constructorul respectiv. a ¸
  • 46. 2.2. CREAREA CLASELOR 45 Constructorul implicit Constructorii sunt apelati automat la instantierea unui obiect. In cazul ¸ ¸ ˆ care scriem o clas˘ care nu are declarat nici un constructor, sistemul ˆ ın a ıi creeaz˘ automat un constructor implicit, care nu prime¸te nici un argument a s ¸i care nu face nimic. Deci prezenta constructorilor ˆ corpul unei clase nu s ¸ ın este obligatorie. Dac˘ ˆ a scriem un constructor pentru o clas˘, care are mai a ıns˘ a mult de un argument, atunci constructorul implicit (f˘r˘ nici un argument) aa nu va mai fi furnizat implicit de c˘tre sistem. S˘ consider˘m, ca exemplu, a a a urm˘toarele declaratii de clase: a ¸ class Dreptunghi { double x, y, w, h; // Nici un constructor } class Cerc { double x, y, r; // Constructor cu 3 argumente Cerc(double x, double y, double r) { ... }; } S˘ consider˘m acum dou˘ instantieri ale claselor de mai sus: a a a ¸ Dreptunghi d = new Dreptunghi(); // Corect (a fost generat constructorul implicit) Cerc c; c = new Cerc(); // Eroare la compilare ! c = new Cerc(0, 0, 100); // Varianta corecta In cazul mo¸tenirii unei clase, instantierea unui obiect din clasa extins˘ s ¸ a implic˘ instantierea unui obiect din clasa p˘rinte. Din acest motiv, fiecare a ¸ a constructor al clasei fiu va trebui s˘ aib˘ un constructor cu aceea¸i signatur˘ a a s a ˆ p˘rinte sau s˘ apeleze explicit un constructor al clasei extinse folosind ın a a expresia super([argumente]), ˆ caz contrar fiind semnalat˘ o eroare la ın a compilare.
  • 47. 46 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ class A { int x=1; A(int x) { this.x = x;} } class B extends A { // Corect B() {super(2);} B(int x) {super.x = x;} } class C extends A { // Eroare la compilare ! C() {super.x = 2;} C(int x) {super.x = x;} } Constructorii unei clase pot avea urm˘torii modificatori de acces: a public, protected, private ¸i cel implicit. s • public In orice alt˘ clas˘ se pot crea instante ale clasei respective. a a ¸ • protected Doar ˆ subclase pot fi create obiecte de tipul clasei respective. ın • private In nici o alt˘ clas˘ nu se pot instantia obiecte ale acestei clase. O ast- a a ¸ fel de clas˘ poate contine metode publice (numite ”factory methods”) a ¸ care s˘ fie responsabile cu crearea obiectelor, controlˆnd ˆ felul acesta a a ın diverse aspecte legate de instantierea clasei respective. ¸ • implicit Doar ˆ clasele din acela¸i pachet se pot crea instante ale clasei respec- ın s ¸ tive. 2.2.5 Declararea variabilelor Variabilele membre ale unei clase se declar˘ de obicei ˆ a ınaintea metodelor, de¸i acest lucru nu este impus de c˘tre compilator. s a
  • 48. 2.2. CREAREA CLASELOR 47 class NumeClasa { // Declararea variabilelor // Declararea metodelor } Variabilele membre ale unei clase se declar˘ ˆ corpul clasei ¸i nu ˆ corpul a ın s ın unei metode, fiind vizibile ˆ toate metodele respectivei clase. Variabilele ın declarate ˆ cadrul unei metode sunt locale metodei respective. ın Declararea unei variabile presupune specificarea urm˘toarelor lucruri: a • numele variabilei • tipul de date al acesteia • nivelul de acces la acea variabila din alte clase • dac˘ este constant˘ sau nu a a • dac˘ este variabil˘ de instant˘ sau de clas˘ a a ¸a a • alti modificatori ¸ Generic, o variabil˘ se declar˘ astfel: a a [modificatori] Tip numeVariabila [ = valoareInitiala ]; unde un modificator poate fi : • un modificator de acces : public, protected, private (vezi ”Mod- ificatori de acces pentru membrii unei clase”) • unul din cuvintele rezervate: static, final, transient, volatile Exemple de declaratii de variabile membre: ¸ class Exemplu { double x; protected static int n; public String s = "abcd"; private Point p = new Point(10, 10); final static long MAX = 100000L; }
  • 49. 48 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ S˘ analiz˘m modificatorii care pot fi specificati pentru o variabil˘, altii a a ¸ a ¸ decˆt cei de acces care sunt tratati ˆ a ıntr-o sectiune separata: ”Specificatori ¸ de acces pentru membrii unei clase”. • static Prezenta lui declar˘ c˘ o variabil˘ este variabil˘ de clas˘ ¸i nu de ¸ a a a a a s instant˘. (vezi ”Membri de instanta ¸i membri de clas˘”) ¸a ¸ s a int variabilaInstanta ; static int variabilaClasa; • final Indic˘ faptul c˘ valoarea variabilei nu mai poate fi schimbat˘, cu alte a a a cuvinte este folosit pentru declararea constantelor. final double PI = 3.14 ; ... PI = 3.141; // Eroare la compilare ! Prin conventie, numele variabilelor finale se scriu cu litere mari. Folosirea ¸ lui final aduce o flexibilitate sporit˘ ˆ lucrul cu constante, ˆ sensul a ın ın c˘ valoarea unei variabile nu trebuie specificat˘ neap˘rat la declararea a a a ei (ca ˆ exemplul de mai sus), ci poate fi specificat˘ ¸i ulterior ˆ ın as ıntr-un constructor, dup˘ care ea nu va mai putea fi modificat˘. a a class Test { final int MAX; Test() { MAX = 100; // Corect MAX = 200; // Eroare la compilare ! } } • transient Este folosit la serializarea obiectelor, pentru a specifica ce variabile membre ale unui obiect nu particip˘ la serializare. (vezi ”Serializarea a obiectelor”)
  • 50. 2.2. CREAREA CLASELOR 49 • volatile Este folosit pentru a semnala compilatorului s˘ nu execute anumite a optimiz˘ri asupra membrilor unei clase. Este o facilitate avansat˘ a a a limbajului Java. 2.2.6 this ¸i super s Sunt variabile predefinite care fac referinta, ˆ cadrul unui obiect, la obiectul ¸ ın propriu-zis (this), respectiv la instanta p˘rintelui (super). Sunt folosite ¸ a ˆ general pentru a rezolva conflicte de nume prin referirea explicit˘ a unei ın a variabile sau metode membre. Dup˘ cum am v˘zut, utilizate sub form˘ de a a a metode au rolul de a apela constructorii corespunz˘tori ca argumente ai clasei a curente, respectiv ai superclasei class A { int x; A() { this(0); } A(int x) { this.x = x; } void metoda() { x ++; } } class B extends A { B() { this(0); } B(int x) { super(x); System.out.println(x); } void metoda() { super.metoda();
  • 51. 50 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ System.out.println(x); } } 2.3 Implementarea metodelor 2.3.1 Declararea metodelor Metodele sunt responsabile cu descrierea comportamentului unui obiect. In- trucˆt Java este un limbaj de programare complet orientat-obiect, metodele a se pot g˘si doar ˆ cadrul claselor. Generic, o metod˘ se declar˘ astfel: a ın a a [modificatori] TipReturnat numeMetoda ( [argumente] ) [throws TipExceptie1, TipExceptie2, ...] { // Corpul metodei } unde un modificator poate fi : • un specificator de acces : public, protected, private (vezi ”Spec- ificatori de acces pentru membrii unei clase”) • unul din cuvintele rezervate: static, abstract, final, native, synchronized S˘ analiz˘m modificatorii care pot fi specificati pentru o metod˘, altii a a ¸ a ¸ decˆt cei de acces care sunt tratati ˆ a ¸ ıntr-o sectiune separat˘. ¸ a • static Prezenta lui declar˘ c˘ o metod˘ este de clas˘ ¸i nu de instant˘. (vezi ¸ a a a as ¸a ”Membri de instanta ¸i membri de clas˘”) ¸ s a void metodaInstanta(); static void metodaClasa(); • abstract Permite declararea metodelor abstracte. O metod˘ abstract˘ este o a a metod˘ care nu are implementare ¸i trebuie obligatoriu s˘ fac˘ parte a s a a dintr-o clas˘ abstract˘. (vezi ”Clase ¸i metode abstracte”) a a s
  • 52. 2.3. IMPLEMENTAREA METODELOR 51 • final Specific˘ faptul c˘ acea metoda nu mai poate fi supradefinit˘ ˆ sub- a a a ın clasele clasei ˆ care ea este definit˘ ca fiind final˘. Acest lucru este ın a a util dac˘ respectiva metod˘ are o implementare care nu trebuie schim- a a bat˘ sub nici o form˘ ˆ subclasele ei, fiind critic˘ pentru consistenta a a ın a ¸ st˘rii unui obiect. De exemplu, studentilor unei universit˘¸i trebuie s˘ a ¸ at a li se calculeze media finala, ˆ functie de notele obtinute la examene, ın ¸ ¸ ˆ aceea¸i manier˘, indiferent de facultatea la care sunt. ın s a class Student { ... final float calcMedie(float note[], float ponderi[]) { ... } ... } class StudentInformatica extends Student { float calcMedie(float note[], float ponderi[]) { return 10.00; } }// Eroare la compilare ! • native In cazul ˆ care avem o libr˘rie important˘ de functii scrise ˆ alt limbaj ın a a ¸ ın de programare, cum ar fi C, C++ ¸i limbajul de asamblare, acestea s pot fi refolosite din programele Java. Tehnologia care permite acest lucru se nume¸te JNI (Java Native Interface) ¸i permite asocierea dintre s s metode Java declarate cu native ¸i metode native scrise ˆ limbajele s ın de programare mentionate. ¸ • synchronized Este folosit ˆ cazul ˆ care se lucreaz˘ cu mai multe fire de executie iar ın ın a ¸ metoda respectiv˘ gestioneaz˘ resurse comune. Are ca efect construirea a a unui monitor care nu permite executarea metodei, la un moment dat, decˆt unui singur fir de executie. (vezi ”Fire de executie”) a ¸
  • 53. 52 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ 2.3.2 Tipul returnat de o metod˘ a Metodele pot sau nu s˘ returneze o valoare la terminarea lor. Tipul returnat a poate fi atˆt un tip primitiv de date sau o referint˘ la un obiect al unei clase. a ¸a In cazul ˆ care o metod˘ nu returneaz˘ nimic atunci trebuie obligatoriu ın a a specificat cuvˆntul cheie void ca tip returnat: a public void afisareRezultat() { System.out.println("rezultat"); } private void deseneaza(Shape s) { ... return; } Dac˘ o metod˘ trebuie s˘ returneze o valoare acest lucru se realizeaz˘ prin a a a a intermediul instructiunii return, care trebuie s˘ apar˘ ˆ toate situatiile de ¸ a a ın ¸ terminare a functiei. ¸ double radical(double x) { if (x >= 0) return Math.sqrt(x); else { System.out.println("Argument negativ !"); // Eroare la compilare // Lipseste return pe aceasta ramura } } In cazul ˆ care ˆ declaratia functiei tipul returnat este un tip primitiv de ın ın ¸ ¸ date, valoarea returnat˘ la terminarea functiei trebuie s˘ aib˘ obligatoriu acel a ¸ a a tip sau un subtip al s˘u, altfel va fi furnizat˘ o eroare la compilare. In general, a a orice atribuire care implic˘ pierderi de date este tratat˘ de compilator ca a a eroare. int metoda() { return 1.2; // Eroare } int metoda() {
  • 54. 2.3. IMPLEMENTAREA METODELOR 53 return (int)1.2; // Corect } double metoda() { return (float)1; // Corect } Dac˘ valoarea returnat˘ este o referint˘ la un obiect al unei clase, atunci a a ¸a clasa obiectului returnat trebuie s˘ coincid˘ sau s˘ fie o subclas˘ a clasei a a a a specificate la declararea metodei. De exemplu, fie clasa Poligon ¸i subclasa s acesteia Patrat. Poligon metoda1( ) { Poligon p = new Poligon(); Patrat t = new Patrat(); if (...) return p; // Corect else return t; // Corect } Patrat metoda2( ) { Poligon p = new Poligon(); Patrat t = new Patrat(); if (...) return p; // Eroare else return t; // Corect } 2.3.3 Trimiterea parametrilor c˘tre o metod˘ a a Signatura unei metode este dat˘ de numarul ¸i tipul argumentelor primite a s de acea metod˘. Tipul de date al unui argument poate fi orice tip valid al a limbajului Java, atˆt tip primitiv cˆt ¸i tip referint˘. a a s ¸a TipReturnat metoda([Tip1 arg1, Tip2 arg2, ...]) Exemplu:
  • 55. 54 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ void adaugarePersoana(String nume, int varsta, float salariu) // String este tip referinta // int si float sunt tipuri primitive Spre deosebire de alte limbaje, ˆ Java nu pot fi trimise ca parametri ai ın unei metode referinte la alte metode (functii), ˆ a pot fi trimise referinte la ¸ ¸ ıns˘ ¸ obiecte care s˘ contin˘ implementarea acelor metode, pentru a fi apelate. a ¸ a Pˆna la aparitia versiunii 1.5, ˆ Java o metod˘ nu putea primi un num˘r a ¸ ın a a variabil de argumente, ceea ce ˆ ınseamna c˘ apelul unei metode trebuia s˘ se a a fac˘ cu specificarea exact˘ a numarului ¸i tipurilor argumentelor. Vom anal- a a s iza ˆıntr-o sectiune separat˘ modalitate de specificare a unui num˘r variabil ¸ a a de argumente pentru o metod˘. a Numele argumentelor primite trebuie s˘ difere ˆ a ıntre ele ¸i nu trebuie s˘ co- s a incid˘ cu numele nici uneia din variabilele locale ale metodei. Pot ˆ a s˘ a ıns˘ a coincid˘ cu numele variabilelor membre ale clasei, caz ˆ care diferentierea a ın ¸ dintre ele se va face prin intermediul variabile this. class Cerc { int x, y, raza; public Cerc(int x, int y, int raza) { this.x = x; this.y = y; this.raza = raza; } } In Java argumentele sunt trimise doar prin valoare (pass-by-value). Acest lucru ˆınseamn˘ c˘ metoda receptioneaz˘ doar valorile variabilelor prim- a a ¸ a ite ca parametri. Cˆnd argumentul are tip primitiv de date, metoda nu-i poate schimba val- a oarea decˆt local (ˆ cadrul metodei); la revenirea din metod˘ variabila are a ın a aceea¸i valoare ca ˆ s ınaintea apelului, modific˘rile f˘cute ˆ cadrul metodei fi- a a ın ind pierdute. Cˆnd argumentul este de tip referint˘, metoda nu poate schimba valoarea a ¸a referintei obiectului, ˆ a poate apela metodele acelui obiect ¸i poate modifica ¸ ıns˘ s orice variabil˘ membr˘ accesibil˘. a a a A¸adar, dac˘ dorim ca o metod˘ s˘ schimbe starea (valoarea) unui argu- s a a a ment primit, atunci el trebuie s˘ fie neaparat de tip referint˘. a ¸a
  • 56. 2.3. IMPLEMENTAREA METODELOR 55 De exemplu, s˘ consider˘m clasa Cerc descris˘ anterior ˆ care dorim s˘ a a a ın a implement˘m o metod˘ care s˘ returneze parametrii cercului. a a a // Varianta incorecta: class Cerc { private int x, y, raza; public void aflaParametri(int valx, int valy, int valr) { // Metoda nu are efectul dorit! valx = x; valy = y; valr = raza; } } Aceast˘ metod˘ nu va realiza lucrul propus ˆ a a ıntrucˆt ea prime¸te doar a s valorile variabilelor valx, valy ¸i valr ¸i nu referinte la ele (adresele lor s s ¸ de memorie), astfel ˆ at s˘ le poat˘ modifica valorile. In concluzie, metoda ıncˆ a a nu realizeaz˘ nimic pentru c˘ nu poate schimba valorile variabilelor primite a a ca argumente. Pentru a rezolva lucrul propus trebuie s˘ definim o clas˘ suplimentar˘ a a a care s˘ descrie parametrii pe care dorim s˘-i afl˘m: a a a // Varianta corecta class Param { public int x, y, raza; } class Cerc { private int x, y, raza; public void aflaParametri(Param param) { param.x = x; param.y = y; param.raza = raza; } } Argumentul param are tip referint˘ ¸i, de¸i nu ˆ schimb˘m valoarea (val- ¸a s s ıi a oarea sa este adresa de memorie la care se gase¸te ¸i nu poate fi schimbat˘), s s a
  • 57. 56 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ putem schimba starea obiectului, adic˘ informatia propriu-zis˘ continut˘ de a ¸ a ¸ a acesta. Varianta de mai sus a fost dat˘ pentru a clarifica modul de trimitere a a argumentelor unei metode. Pentru a afla ˆ a valorile variabilelor care descriu ıns˘ starea unui obiect se folosesc metode de tip getter ˆ ¸ite de metode setter ınsot care s˘ permit˘ schimbarea st˘rii obiectului: a a a class Cerc { private int x, y, raza; public int getX() { return x; } public void setX(int x) { this.x = x; } ... } 2.3.4 Metode cu num˘r variabil de argumente a Incepˆnd cu versiunea 1.5 a limbajului Java, exist˘ posibilitate de a declara a a metode care s˘ primeasc˘ un num˘r variabil de argumente. Noutatea const˘ a a a a ˆ folosirea simbolului ..., sintaxa unei astfel de metode fiind: ın [modificatori] TipReturnat metoda(TipArgumente ... args) args reprezint˘ un vector avˆnd tipul specificat ¸i instantiat cu un num˘r a a s ¸ a variabil de argumente, ˆ functie de apelul metodei. Tipul argumentelor ın ¸ poate fi referint˘ sau primitiv. Metoda de mai jos afi¸eaz˘ argumentele prim- ¸a s a ite, care pot fi de orice tip: void metoda(Object ... args) { for(int i=0; i<args.length; i++) System.out.println(args[i]); } ... metoda("Hello"); metoda("Hello", "Java", 1.5);
  • 58. 2.3. IMPLEMENTAREA METODELOR 57 2.3.5 Supraˆ arcarea ¸i supradefinirea metodelor ınc˘ s Supraˆ arcarea ¸i supradefinirea metodelor sunt dou˘ concepte extrem de ınc˘ s a utile ale program˘rii orientate obiect, cunoscute ¸i sub denumirea de polimor- a s fism, ¸i se refer˘ la: s a • supraˆncarcarea (overloading) : ˆ cadrul unei clase pot exista metode ı ın cu acela¸i nume cu conditia ca signaturile lor s˘ fie diferite (lista de s ¸ a argumente primite s˘ difere fie prin num˘rul argumentelor, fie prin a a tipul lor) astfel ˆ at la apelul functiei cu acel nume s˘ se poat˘ stabili ıncˆ ¸ a a ˆ mod unic care dintre ele se execut˘. ın a • supradefinirea (overriding): o subclas˘ poate rescrie o metod˘ a cla- a a sei p˘rinte prin implementarea unei metode cu acela¸i nume ¸i aceea¸i a s s s signatur˘ ca ale superclasei. a class A { void metoda() { System.out.println("A: metoda fara parametru"); } // Supraincarcare void metoda(int arg) { System.out.println("A: metoda cu un parametru"); } } class B extends A { // Supradefinire void metoda() { System.out.println("B: metoda fara parametru"); } } O metod˘ supradefinit˘ poate s˘: a a a • ignore complet codul metodei corespunz˘toare din superclas˘ (cazul a a de mai sus): B b = new B(); b.metoda(); // Afiseaza "B: metoda fara parametru"
  • 59. 58 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ • extind˘ codul metodei p˘rinte, executˆnd ˆ a a a ınainte de codul propriu ¸i s functia p˘rintelui: ¸ a class B extends A { // Supradefinire prin extensie void metoda() { super.metoda(); System.out.println("B: metoda fara parametru"); } } . . . B b = new B(); b.metoda(); /* Afiseaza ambele mesaje: "A: metoda fara parametru" "B: metoda fara parametru" */ O metod˘ nu poate supradefini o metod˘ declarat˘ final˘ ˆ clasa p˘rinte. a a a a ın a Orice clas˘ care nu este abstract˘ trebuie obligatoriu s˘ supradefineasc˘ a a a a metodele abstracte ale superclasei (dac˘ este cazul). In cazul ˆ care o clas˘ a ın a nu supradefine¸te toate metodele abstracte ale p˘rintelui, ea ˆ a¸i este ab- s a ıns˘s stract˘ ¸i va trebui declarat˘ ca atare. as a In Java nu este posibil˘ supraˆ arcarea operatorilor. a ınc˘ 2.4 Modificatori de acces Modificatorii de acces sunt cuvinte rezervate ce controleaz˘ accesul celor- a late clase la membrii unei clase. Specificatorii de acces pentru variabilele ¸i metodele unei clase sunt: public, protected, private ¸i cel implicit (la s s nivel de pachet), iar nivelul lor de acces este dat ˆ tabelul de mai jos: ın Specificator Clasa Sublasa Pachet Oriunde private X protected X X* X public X X X X implicit X X
  • 60. ¸˘ ¸ ˘ 2.5. MEMBRI DE INSTANTA SI MEMBRI DE CLASA 59 A¸adar, dac˘ nu este specificat nici un modificator de acces, implicit s a nivelul de acces este la nivelul pachetului. In cazul ˆ care declar˘m un ın a membru ”protected” atunci accesul la acel membru este permis din subclasele clasei ˆ care a fost declarat dar depinde ¸i de pachetul ˆ care se gase¸te ın s ın s subclasa: dac˘ sunt ˆ acela¸i pachet accesul este permis, dac˘ nu sunt ˆ a ın s a ın acela¸i pachet accesul nu este permis decˆt pentru obiecte de tipul subclasei. s a Exemple de declaratii: ¸ private int secretPersonal; protected String secretDeFamilie; public Vector pentruToti; long doarIntrePrieteni; private void metodaInterna(); public String informatii(); 2.5 Membri de instant˘ ¸i membri de clas˘ ¸a s a O clas˘ Java poate contine dou˘ tipuri de variabile ¸i metode : a ¸ a s • de instant˘: declarate f˘r˘ modificatorul static, specifice fiec˘rei ¸a a a a instante create dintr-o clas˘ ¸i ¸ as • de clas˘: declarate cu modificatorul static, specifice clasei. a 2.5.1 Variabile de instant˘ ¸i de clas˘ ¸a s a Cˆnd declar˘m o variabil˘ membr˘ f˘r˘ modificatorul static, cum ar fi x ˆ a a a a aa ın exemplul de mai jos: class Exemplu { int x ; //variabila de instanta } se declar˘ de fapt o variabil˘ de instant˘, ceea ce ˆ a a ¸a ınseamn˘ c˘ la fiecare creare a a a unui obiect al clasei Exemplu sistemul aloc˘ o zon˘ de memorie separat˘ a a a pentru memorarea valorii lui x. Exemplu o1 = new Exemplu(); o1.x = 100;
  • 61. 60 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ Exemplu o2 = new Exemplu(); o2.x = 200; System.out.println(o1.x); // Afiseaza 100 System.out.println(o2.x); // Afiseaza 200 A¸adar, fiecare obiect nou creat va putea memora valori diferite pentru s variabilele sale de instant˘. ¸a Pentru variabilele de clas˘ (statice) sistemul aloc˘ o singur˘ zon˘ de mem- a a a a orie la care au acces toate instantele clasei respective, ceea ce ˆ ¸ ınseamn˘ c˘ a a dac˘ un obiect modific˘ valoarea unei variabile statice ea se va modifica ¸i a a s pentru toate celelalte obiecte. Deoarece nu depind de o anumit˘ instanta a a ¸˘ unei clase, variabilele statice pot fi referite ¸i sub forma: s NumeClasa.numeVariabilaStatica class Exemplu { int x ; // Variabila de instanta static long n; // Variabila de clasa } . . . Exemplu o1 = new Exemplu(); Exemplu o2 = new Exemplu(); o1.n = 100; System.out.println(o2.n); // Afiseaza 100 o2.n = 200; System.out.println(o1.n); // Afiseaza 200 System.out.println(Exemplu.n); // Afiseaza 200 // o1.n, o2.n si Exemplu.n sunt referinte la aceeasi valoare Initializarea variabilelor de clas˘ se face o singur˘ dat˘, la ˆ arcarea ˆ ¸ a a a ınc˘ ın memorie a clasei respective, ¸i este realizat˘ prin atribuiri obi¸nuite: s a s class Exemplu { static final double PI = 3.14; static long nrInstante = 0; static Point p = new Point(0,0); }
  • 62. ¸˘ ¸ ˘ 2.5. MEMBRI DE INSTANTA SI MEMBRI DE CLASA 61 2.5.2 Metode de instant˘ ¸i de clas˘ ¸a s a Similar ca la variabile, metodele declarate f˘r˘ modificatorul static sunt aa metode de instant˘ iar cele declarate cu static sunt metode de clas˘ (stat- ¸a a ice). Diferenta ˆ ¸ ıntre cele dou˘ tipuri de metode este urm˘toarea: a a • metodele de instant˘ opereaz˘ atˆt pe variabilele de instant˘ cˆt ¸i pe ¸a a a ¸a a s cele statice ale clasei; • metodele de clas˘ opereaz˘ doar pe variabilele statice ale clasei. a a class Exemplu { int x ; // Variabila de instanta static long n; // Variabila de clasa void metodaDeInstanta() { n ++; // Corect x --; // Corect } static void metodaStatica() { n ++; // Corect x --; // Eroare la compilare ! } } Intocmai ca ¸i la variabilele statice, ˆ s ıntrucˆt metodele de clas˘ nu depind a a de starea obiectelor clasei respective, apelul lor se poate face ¸i sub forma: s NumeClasa.numeMetodaStatica Exemplu.metodaStatica(); // Corect, echivalent cu Exemplu obj = new Exemplu(); obj.metodaStatica(); // Corect, de asemenea Metodele de instant˘ nu pot fi apelate decˆt pentru un obiect al clasei ¸a a respective: Exemplu.metodaDeInstanta(); // Eroare la compilare ! Exemplu obj = new Exemplu(); obj.metodaDeInstanta(); // Corect
  • 63. 62 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ 2.5.3 Utilitatea membrilor de clas˘ a Membrii de clas˘ sunt folositi pentru a pune la dispozitie valori ¸i metode a ¸ ¸ s independente de starea obiectelor dintr-o anumita clas˘. a Declararea eficient˘ a constantelor a S˘ consider˘m situatia cˆnd dorim s˘ declar˘m o constant˘. a a ¸ a a a a class Exemplu { final double PI = 3.14; // Variabila finala de instanta } La fiecare instantiere a clasei Exemplu va fi rezervat˘ o zon˘ de memorie ¸ a a pentru variabilele finale ale obiectului respectiv, ceea ce este o risip˘ ˆ a ıntrucˆt a aceste constante au acelea¸i valori pentru toate instantele clasei. Declararea s ¸ corect˘ a constantelor trebuie a¸adar facut˘ cu modificatorii static ¸i final, a s a s pentru a le rezerva o singur˘ zon˘ de memorie, comun˘ tuturor obiectelor: a a a class Exemplu { static final double PI = 3.14; // Variabila finala de clasa } Num˘rarea obiectelor unei clase a Num˘rarea obiectelor unei clase poate fi f˘cut˘ extrem de simplu folosind a a a o variabil˘ static˘ ¸i este util˘ ˆ situatiile cˆnd trebuie s˘ control˘m diver¸i a as a ın ¸ a a a s parametri legati de crearea obiectelor unei clase. ¸ class Exemplu { static long nrInstante = 0; Exemplu() { // Constructorul este apelat la fiecare instantiere nrInstante ++; } }
  • 64. ¸˘ ¸ ˘ 2.5. MEMBRI DE INSTANTA SI MEMBRI DE CLASA 63 Implementarea functiilor globale ¸ Spre deosebire de limbajele de programare procedurale, ˆ Java nu putem ın avea functii globale definite ca atare, ˆ ¸ ıntrucˆt ”orice este un obiect”. Din a acest motiv chiar ¸i metodele care au o functionalitate global˘ trebuie im- s ¸ a plementate ˆ cadrul unor clase. Acest lucru se va face prin intermediul ın metodelor de clas˘ (globale), deoarece acestea nu depind de starea partic- a ular˘ a obiectelor din clasa respectiv˘. De exemplu, s˘ consider˘m functia a a a a ¸ sqrt care extrage radicalul unui num˘r ¸i care se g˘se¸te ˆ clasa Math. Dac˘ a s a s ın a nu ar fi fost functie de clas˘, apelul ei ar fi trebuit f˘cut astfel (incorect, de ¸ a a altfel): // Incorect ! Math obj = new Math(); double rad = obj.sqrt(121); ceea ce ar fi fost extrem de nepl˘cut... Fiind ˆ a metod˘ static˘ ea poate fi a ıns˘ a a apelat˘ prin: Math.sqrt(121) . a A¸adar, functiile globale necesare unei aplicatii vor fi grupate corespunz˘tor s ¸ ¸ a ˆ diverse clase ¸i implementate ca metode statice. ın s 2.5.4 Blocuri statice de initializare ¸ Variabilele statice ale unei clase sunt initializate la un moment care precede ¸ prima utilizare activ˘ a clasei respective. Momentul efectiv depinde de im- a plementarea ma¸inii virtuale Java ¸i poart˘ numele de initializarea clasei. Pe s s a ¸ lˆng˘ setarea valorilor variabilelor statice, ˆ aceast˘ etap˘ sunt executate ¸i a a ın a a s blocurile statice de initializare ale clasei. Acestea sunt secvente de cod de ¸ ¸ forma: static { // Bloc static de initializare; ... } care se comport˘ ca o metod˘ static˘ apelat˘ automat de c˘tre ma¸ina vir- a a a a a s tual˘. Variabilele referite ˆ a ıntr-un bloc static de initializare trebuie s˘ fie ¸ a obligatoriu de clas˘ sau locale blocului: a public class Test { // Declaratii de variabile statice
  • 65. 64 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ static int x = 0, y, z; // Bloc static de initializare static { System.out.println("Initializam..."); int t=1; y = 2; z = x + y + t; } Test() { /* La executia constructorului variabilele de clasa sunt deja initializate si toate blocurile statice de initializare au fost obligatoriu executate in prealabil. */ ... } } 2.6 Clase imbricate 2.6.1 Definirea claselor imbricate O clas˘ imbricat˘ este, prin definitie, o clas˘ membr˘ a unei alte clase, numit˘ a a ¸ a a a ¸i clas˘ de acoperire. In functie de situatie, definirea unei clase interne se s a ¸ ¸ poate face fie ca membru al clasei de acoperire - caz ˆ care este accesibil˘ ın a tuturor metodelor, fie local ˆ cadrul unei metode. ın class ClasaDeAcoperire{ class ClasaImbricata1 { // Clasa membru } void metoda() { class ClasaImbricata2 { // Clasa locala metodei } }
  • 66. 2.6. CLASE IMBRICATE 65 } Folosirea claselor imbricate se face atunci cˆnd o clas˘ are nevoie ˆ im- a a ın plementarea ei de o alt˘ clas˘ ¸i nu exist˘ nici un motiv pentru care aceasta a as a din urm˘ s˘ fie declarat˘ de sine st˘t˘toare (nu mai este folosit˘ nic˘ieri). a a a aa a a O clas˘ imbricat˘ are un privilegiu special fat˘ de celelalte clase ¸i anume a a ¸a s acces nerestrictionat la toate variabilele clasei de acoperire, chiar dac˘ aces- ¸ a tea sunt private. O clas˘ declarat˘ local˘ unei metode va avea acces ¸i la a a a s variabilele finale declarate ˆ metoda respectiv˘. ın a class ClasaDeAcoperire{ private int x=1; class ClasaImbricata1 { int a=x; } void metoda() { final int y=2; int z=3; class ClasaImbricata2 { int b=x; int c=y; int d=z; // Incorect } } } O clas˘ imbricat˘ membr˘ (care nu este local˘ unei metode) poate fi a a a a referit˘ din exteriorul clasei de acoperire folosind expresia a ClasaDeAcoperire.ClasaImbricata A¸adar, clasele membru pot fi declarate cu modificatorii public, protected, s private pentru a controla nivelul lor de acces din exterior, ˆ ıntocmai ca orice variabil˘ sau metod˘ mebr˘ a clasei. Pentru clasele imbricate locale unei a a a metode nu sunt permi¸i acesti modificatori. s ¸ Toate clasele imbricate pot fi declarate folosind modificatorii abstract ¸i s final, semnificatia lor fiind aceea¸i ca ¸i ˆ cazul claselor obi¸nuite. ¸ s s ın s
  • 67. 66 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ 2.6.2 Clase interne Spre deosebire de clasele obi¸nuite, o clas˘ imbricat˘ poate fi declarat˘ static˘ s a a a a sau nu. O clas˘ imbricat˘ nestatic˘ se nume¸te clasa intern˘. a a a s a class ClasaDeAcoperire{ ... class ClasaInterna { ... } static class ClasaImbricataStatica { ... } } Diferentierea acestor denumiri se face deoarece: ¸ • o ”clas˘ imbricat˘” reflect˘ relatia sintactic˘ a dou˘ clase: codul unei a a a ¸ a a clase apare ˆ interiorul codului altei clase; ın • o ”clas˘ intern˘” reflect˘ relatia dintre instantele a dou˘ clase, ˆ sensul a a a ¸ ¸ a ın c˘ o instanta a unei clase interne nu poate exista decat ˆ cadrul unei a ¸ ın instante a clasei de acoperire. ¸ In general, cele mai folosite clase imbricate sunt cele interne. A¸adar, o clas˘ intern˘ este o clas˘ imbricat˘ ale carei instante nu pot s a a a a ¸ exista decˆt ˆ cadrul instantelor clasei de acoperire ¸i care are acces direct a ın ¸ s la toti membrii clasei sale de acoperire. ¸ 2.6.3 Identificare claselor imbricate Dup˘ cum ¸tim orice clas˘ produce la compilare a¸a numitele ”unit˘¸i de com- a s a s at pilare”, care sunt fi¸iere avˆnd numele clasei respective ¸i extensia .class s a s ¸i care contin toate informatiile despre clasa respectiv˘. Pentru clasele im- s ¸ ¸ a bricate aceste unit˘¸i de compilare sunt denumite astfel: numele clasei de at acoperire, urmat de simbolul ’$’ apoi de numele clasei imbricate. class ClasaDeAcoperire{ class ClasaInterna1 {} class ClasaInterna2 {} }
  • 68. 2.7. CLASE SI METODE ABSTRACTE ¸ 67 Pentru exemplul de mai sus vor fi generate trei fi¸iere: s ClasaDeAcoperire.class ClasaDeAcoperire$ClasaInterna1.class ClasaDeAcoperire$ClasaInterna2.class In cazul ˆ care clasele imbricate au la rˆndul lor alte clase imbricate ın a (situatie mai putin uzual˘) denumirea lor se face dup˘ aceea¸i regul˘: ad˘ugarea ¸ ¸ a a s a a unui ’$’ ¸i apoi numele clasei imbricate. s 2.6.4 Clase anonime Exist˘ posibilitatea definirii unor clase imbricate locale, f˘r˘ nume, utilizate a aa doar pentru instantierea unui obiect de un anumit tip. Astfel de clase se ¸ numesc clase anonime ¸i sunt foarte utile ˆ situatii cum ar fi crearea unor s ın ¸ obiecte ce implementeaz˘ o anumit˘ interfat˘ sau extind o anumit˘ clas˘ a a ¸a a a abstract˘. a Exemple de folosire a claselor anonime vor fi date ˆ capitolul ”Interfete”, ın ¸ precum ¸i extensiv ˆ capitolul ”Interfata grafic˘ cu utilizatorul”. s ın ¸ a Fi¸ierele rezultate ˆ urma compil˘rii claselor anonime vor avea numele s ın a de forma ClasaAcoperire.$1,..., ClasaAcoperire.$n, unde n este num˘rul a de clase anonime definite ˆ clasa respectiv˘ de acoperire. ın a 2.7 Clase ¸i metode abstracte s Uneori ˆ proiectarea unei aplicatii este necesar s˘ reprezent˘m cu ajutorul ın ¸ a a claselor concepte abstracte care s˘ nu poat˘ fi instantiate ¸i care s˘ foloseasc˘ a a ¸ s a a doar la dezvoltarea ulterioar˘ a unor clase ce descriu obiecte concrete. De ex- a emplu, ˆ pachetul java.lang exist˘ clasa abstract˘ Number care modeleaz˘ ın a a a conceptul generic de ”num˘r”. Intr-un program nu avem ˆ a nevoie de nu- a ıns˘ mere generice ci de numere de un anumit tip: ˆ ıntregi, reale, etc. Clasa Number serve¸te ca superclas˘ pentru clasele concrete Byte, Double, Float, Integer, s a Long ¸i Short, ce implementeaz˘ obiecte pentru descrierea numerelor de un s a anumit tip. A¸adar, clasa Number reprezint˘ un concept abstract ¸i nu vom s a s putea instantia obiecte de acest tip - vom folosi ˆ schimb subclasele sale. ¸ ın Number numar = new Number(); // Eroare Integer intreg = new Integer(10); // Corect
  • 69. 68 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ 2.7.1 Declararea unei clase abstracte Declararea unei clase abstracte se face folosind cuvˆntul rezervat abstract: a [public] abstract class ClasaAbstracta [extends Superclasa] [implements Interfata1, Interfata2, ...] { // Declaratii uzuale // Declaratii de metode abstracte } O clas˘ abstract˘ poate avea modificatorul public, accesul implicit fiind a a la nivel de pachet, dar nu poate specifica modificatorul final, combinatia ¸ abstract final fiind semnalat˘ ca eroare la compilare - de altfel, o clas˘ a a declarat˘ astfel nu ar avea nici o utilitate. a O clas˘ abstract˘ poate contine acelea¸i elemente membre ca o clas˘ a a ¸ s a obi¸nuit˘, la care se adaug˘ declaratii de metode abstracte - f˘r˘ nici o im- s a a ¸ aa plementare. 2.7.2 Metode abstracte Spre deosebire de clasele obi¸nuite care trebuie s˘ furnizeze implement˘ri s a a pentru toate metodele declarate, o clas˘ abstract˘ poate contine metode f˘r˘ a a ¸ aa nici o implementare. Metodele fara nici o implementare se numesc metode abstracte ¸i pot ap˘rea doar ˆ clase abstracte. In fata unei metode abstracte s a ın ¸ trebuie s˘ apar˘ obligatoriu cuvˆntul cheie abstract, altfel va fi furnizat˘ o a a a a eroare de compilare. abstract class ClasaAbstracta { abstract void metodaAbstracta(); // Corect void metoda(); // Eroare } In felul acesta, o clas˘ abstract˘ poate pune la dispozitia subclaselor sale a a ¸ un model complet pe care trebuie s˘-l implementeze, furnizˆnd chiar imple- a a mentarea unor metode comune tuturor claselor ¸i l˘sˆnd explicitarea altora s aa
  • 70. 2.7. CLASE SI METODE ABSTRACTE ¸ 69 fiec˘rei subclase ˆ parte. a ın Un exemplu elocvent de folosire a claselor ¸i metodelor abstracte este de- s scrierea obiectelor grafice ˆ ıntr-o manier˘ orientat˘-obiect. a a • Obiecte grafice: linii, dreptunghiuri, cercuri, curbe Bezier, etc • St˘ri comune: pozitia(originea), dimensiunea, culoarea, etc a ¸ • Comportament: mutare, redimensionare, desenare, colorare, etc. Pentru a folosi st˘rile ¸i comportamentele comune acestor obiecte ˆ avan- a s ın tajul nostru putem declara o clas˘ generic˘ GraphicObject care s˘ fie su- a a a perclas˘ pentru celelalte clase. Metodele abstracte vor fi folosite pentru im- a plementarea comportamentului specific fiec˘rui obiect, cum ar fi desenarea a iar cele obi¸nuite pentru comportamentul comun tuturor, cum ar fi schim- s barea originii. Implementarea clasei abstracte GraphicObject ar putea ar˘ta a astfel: abstract class GraphicObject { // Stari comune private int x, y; private Color color = Color.black; ... // Metode comune public void setX(int x) { this.x = x; } public void setY(int y) { this.y = y; } public void setColor(Color color) { this.color = color; } ... // Metode abstracte abstract void draw(); ... }
  • 71. 70 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ O subclas˘ care nu este abstract˘ a unei clase abstracte trebuie s˘ furnizeze a a a obligatoriu implement˘ri ale metodelor abstracte definite ˆ superclas˘. Im- a ın a plementarea claselor pentru obiecte grafice ar fi: class Circle extends GraphicObject { void draw() { // Obligatoriu implementarea ... } } class Rectangle extends GraphicObject { void draw() { // Obligatoriu implementarea ... } } Legat de metodele abstracte, mai trebuie mentionate urm˘toarele: ¸ a • O clas˘ abstract˘ poate s˘ nu aib˘ nici o metod˘ abstract˘. a a a a a a • O metod˘ abstract˘ nu poate ap˘rea decˆt ˆ a a a a ıntr-o clas˘ abstract˘. a a • Orice clas˘ care are o metod˘ abstract˘ trebuie declarat˘ ca fiind ab- a a a a stract˘. a In API-ul oferit de platforma de lucru Java sunt numeroase exemple de ierarhii care folosesc la nivelele superioare clase abstracte. Dintre cele mai importante amintim: • Number: superclasa abstract˘ a tipurilor referint˘ numerice a ¸a • Reader, Writer: superclasele abstracte ale fluxurilor de intrare/ie¸ire s pe caractere • InputStream, OutputStream: superclasele abstracte ale fluxurilor de intrare/ie¸ire pe octeti s ¸ • AbstractList, AbstractSet, AbstractMap: superclase abstracte pen- tru structuri de date de tip colectie ¸
  • 72. 2.8. CLASA OBJECT 71 • Component : superclasa abstract˘ a componentelor folosite ˆ dez- a ın voltarea de aplicatii cu interfat˘ grafic˘ cu utilizatorul (GUI), cum ar ¸ ¸a a fi Frame, Button, Label, etc. • etc. 2.8 Clasa Object 2.8.1 Orice clas˘ are o superclas˘ a a Dup˘ cum am v˘zut ˆ sectiunea dedicat˘ modalit˘¸ii de creare a unei clase, a a ın ¸ a at clauza ”extends” specific˘ faptul c˘ acea clas˘ extinde (mo¸tene¸te) o alt˘ a a a s s a clas˘, numit˘ superclas˘. O clas˘ poate avea o singur˘ superclas˘ (Java nu a a a a a a suport˘ mo¸tenirea multipl˘) ¸i chiar dac˘ nu specific˘m clauza ”extends” la a s a s a a crearea unei clase ea totu¸i va avea o superclas˘. Cu alte cuvinte, ˆ Java s a ın orice clas˘ are o superclas˘ ¸i numai una. Evident, trebuie s˘ existe o exceptie a as a ¸ de la aceast˘ regul˘ ¸i anume clasa care reprezint˘ r˘d˘cina ierarhiei format˘ a as a a a a de relatiile de mo¸tenire dintre clase. Aceasta este clasa Object. ¸ s Clasa Object este ¸i superclasa implicit˘ a claselor care nu specific˘ o s a a anumit˘ superclas˘. Declaratiile de mai jos sunt echivalente: a a ¸ class Exemplu {} class Exemplu extends Object {} 2.8.2 Clasa Object Clasa Object este cea mai general˘ dintre clase, orice obiect fiind, direct a sau indirect, descendent al acestei clase. Fiind p˘rintele tuturor, Object a define¸te ¸i implementeaz˘ comportamentul comun al tuturor celorlalte clase s s a Java, cum ar fi: • posibilitatea test˘rii egalit˘¸ii valorilor obiectelor, a at • specificarea unei reprezent˘ri ca ¸ir de caractere a unui obiect , a s • returnarea clasei din care face parte un obiect, • notificarea altor obiecte c˘ o variabil˘ de conditie s-a schimbat, etc. a a ¸
  • 73. 72 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ Fiind subclas˘ a lui Object, orice clas˘ ˆ poate supradefini metodele a a ıi care nu sunt finale. Metodele cel mai uzual supradefinite sunt: clone, equals/hashCode, finalize, toString. • clone Aceast˘ metod˘ este folosit˘ pentru duplicarea obiectelor (crearea unor a a a clone). Clonarea unui obiect presupune crearea unui nou obiect de acela¸i tip ¸i care s˘ aib˘ aceea¸i stare (acelea¸i valori pentru variabilele s s a a s s sale). • equals, hashCode Acestea sunt, de obicei, supradefinite ˆ ımpreun˘. In metoda equals este a scris codul pentru compararea egalit˘¸ii continutului a dou˘ obiecte. at ¸ a Implicit (implementarea din clasa Object), aceast˘ metod˘ compar˘ a a a referintele obiectelor. Uzual este redefinit˘ pentru a testa dac˘ st˘rile ¸ a a a obiectelor coincid sau dac˘ doar o parte din variabilele lor coincid. a Metoda hashCode returneaza un cod ˆ ıntreg pentru fiecare obiect, pen- tru a testa consistenta obiectelor: acela¸i obiect trebuie s˘ returneze ¸ s a acela¸i cod pe durata executiei programului. s ¸ Dac˘ dou˘ obiecte sunt egale conform metodei equals, atunci apelul a a metodei hashCode pentru fiecare din cele dou˘ obiecte ar trebui s˘ a a returneze acela¸i intreg. s • finalize In aceast˘ metod˘ se scrie codul care ”cur˘¸˘ dup˘ un obiect” ˆ a a ata a ınainte de a fi eliminat din memorie de colectorul de gunoaie. (vezi ”Distrugerea obiectelor”) • toString Este folosit˘ pentru a returna o reprezentare ca ¸ir de caractere a unui a s obiect. Este util˘ pentru concatenarea ¸irurilor cu diverse obiecte ˆ a s ın vederea afi¸˘rii, fiind apelat˘ automat atunci cˆnd este necesar˘ trans- sa a a a formarea unui obiect ˆ ¸ir de caractere. ın s Exemplu obj = new Exemplu(); System.out.println("Obiect=" + obj); //echivalent cu System.out.println("Obiect=" + obj.toString());
  • 74. 2.8. CLASA OBJECT 73 S˘ consider˘m urm˘torul exemplu, ˆ care implement˘m partial clasa a a a ın a ¸ numerelor complexe, ¸i ˆ care vom supradefini metode ale clasei Object. s ın De asemenea, vom scrie un mic program TestComplex ˆ care vom testa ın metodele clasei definite. Listing 2.1: Clasa numerelor complexe class Complex { private double a ; // partea reala private double b ; // partea imaginara public Complex ( double a , double b ) { this . a = a ; this . b = b ; } public Complex () { this (1 , 0) ; } public boolean equals ( Object obj ) { if ( obj == null ) return false ; if (!( obj instanceof Complex ) ) return false ; Complex comp = ( Complex ) obj ; return ( comp . a == a && comp . b == b ) ; } public Object clone () { return new Complex (a , b ) ; } public String toString () { String semn = ( b > 0 ? " + " : " -" ) ; return a + semn + b + " i " ; } public Complex aduna ( Complex comp ) { Complex suma = new Complex (0 , 0) ; suma . a = this . a + comp . a ; suma . b = this . b + comp . b ; return suma ; } }
  • 75. 74 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸ public class TestComplex { public static void main ( String c []) { Complex c1 = new Complex (1 ,2) ; Complex c2 = new Complex (2 ,3) ; Complex c3 = ( Complex ) c1 . clone () ; System . out . println ( c1 . aduna ( c2 ) ) ; // 3.0 + 5.0 i System . out . println ( c1 . equals ( c2 ) ) ; // false System . out . println ( c1 . equals ( c3 ) ) ; // true } } 2.9 Conversii automate ˆ ıntre tipuri Dup˘ cum v˘zut tipurile Java de date pot fi ˆ artie ˆ primitive ¸i referint˘. a a ımp˘ ¸ ın s ¸a Pentru fiecare tip primitiv exist˘ o clas˘ corespunz˘toare care permie lucrul a a a orientat obiect cu tipul respectiv. byte Byte short Short int Integer long Long float Float double Double char Character boolean Boolean Fiecare din aceste clase are un constructor ce permite initializarea unui ¸ obiect avˆnd o anumit˘ valoare primitiv˘ ¸i metode specializate pentru con- a a as versia unui obiect ˆ tipul primitiv corespunz˘tor, de genul tipPrimitivValue: ın a Integer obi = new Integer(1); int i = obi.intValue(); Boolean obb = new Boolean(true); boolean b = obb.booleanValue(); Incepˆnd cu versiunea 1.5 a limbajului Java, atribuirile explicite ˆ a ıntre tipuri primitve ¸i referint˘ sunt posibile, acest mecanism purtˆnd numele de s ¸a a autoboxing, respectiv auto-unboxing. Conversia explicit˘ va fi facut˘ de c˘tre a a a compilator.
  • 76. 2.10. TIPUL DE DATE ENUMERARE 75 // Doar de la versiunea 1.5 ! Integer obi = 1; int i = obi; Boolean obb = true; boolean b = obb; 2.10 Tipul de date enumerare Incepˆnd cu versiunea 1.5 a limbajului Java, exist˘ posibilitatea de a defini a a tipuri de date enumerare prin folosirea cuvˆntului cheie enum. Acest˘ a a solutie simplific˘ manevrarea grupurilor de constante, dup˘ cum reiese din ¸ a a urm˘torul exemplu: a public class CuloriSemafor { public static final int ROSU = -1; public static final int GALBEN = 0; public static final int VERDE = 1; } ... // Exemplu de utilizare if (semafor.culoare = CuloriSemafor.ROSU) semafor.culoare = CuloriSemafor.GALBEN); ... Clasa de mai sus poate fi rescris˘ astfel: a public enum CuloriSemafor { ROSU, GALBEN, VERDE }; ... // Utilizarea structurii se face la fel ... if (semafor.culoare = CuloriSemafor.ROSU) semafor.culoare = CuloriSemafor.GALBEN); ... Compilatorul este responsabil cu transformarea unei astfel de structuri ˆ ıntr-o clas˘ corespunz˘toare. a a
  • 77. 76 CAPITOLUL 2. OBIECTE SI CLASE ¸
  • 78. Capitolul 3 Exceptii ¸ 3.1 Ce sunt exceptiile ? ¸ Termenul exceptie este o prescurtare pentru ”eveniment exceptional” ¸i poate ¸ ¸ s fi definit ca un eveniment ce se produce ˆ timpul executiei unui program ¸i ın ¸ s care provoac˘ ˆ a ıntreruperea cursului normal al executiei acestuia. ¸ Exceptiile pot ap˘rea din diverse cauze ¸i pot avea nivele diferite de grav- ¸ a s itate: de la erori fatale cauzate de echipamentul hardware pˆn˘ la erori ce a a ¸in strict de codul programului, cum ar fi accesarea unui element din afara t spatiului alocat unui vector. ¸ In momentul cˆnd o asemenea eroare se produce ˆ timpul executiei va fi a ın ¸ generat un obiect de tip exceptie ce contine: ¸ ¸ • informatii despre exceptia respectiv˘; ¸ ¸ a • starea programului ˆ momentul producerii acelei exceptii. ın ¸ public class Exemplu { public static void main(String args[]) { int v[] = new int[10]; v[10] = 0; //Exceptie ! System.out.println("Aici nu se mai ajunge..."); } } La rularea programului va fi generat˘ o exceptie, programul se va opri a ¸ la instructiunea care a cauzat exceptia ¸i se va afi¸a un mesaj de eroare de ¸ ¸ s s genul: 77
  • 79. 78 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ "Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException :10 at Exceptii.main (Exceptii.java:4)" Crearea unui obiect de tip exceptie se nume¸te aruncarea unei exceptii ¸ s ¸ (”throwing an exception”). In momentul ˆ care o metod˘ genereaz˘ (arunc˘) ın a a a o exceptie sistemul de executie este responsabil cu g˘sirea unei secvente de ¸ ¸ a ¸ cod dintr-o metod˘ care s˘ o trateze. C˘utarea se face recursiv, ˆ a a a ıncepˆnd cu a metoda care a generat exceptia ¸i mergˆnd ˆ ¸ s a ınapoi pe linia apelurilor c˘trea acea metod˘. a Secventa de cod dintr-o metod˘ care trateaz˘ o anumit˘ exceptie se ¸ a a a ¸ nume¸te analizor de exceptie (”exception handler”) iar interceptarea ¸i tratarea s ¸ s ei se nume¸te prinderea exceptiei (”catch the exception”). s ¸ Cu alte cuvinte, la aparitia unei erori este ”aruncat˘” o exceptie iar cineva ¸ a ¸ trebuie s˘ o ”prind˘” pentru a o trata. Dac˘ sistemul nu gase¸te nici un a a a s analizor pentru o anumit˘ exceptie, atunci programul Java se opre¸te cu un a ¸ s mesaj de eroare (ˆ cazul exemplului de mai sus mesajul ”Aici nu se mai ın ajunge...” nu va fi afi¸at). s Atentie ¸ In Java tratarea erorilor nu mai este o optiune ci o constrˆngere. In ¸ a aproape toate situatile, o secvent˘ de cod care poate provoca exceptii trebuie ¸ ¸a ¸ s˘ specifice modalitatea de tratare a acestora. a 3.2 ”Prinderea” ¸i tratarea exceptiilor s ¸ Tratarea exceptiilor se realizeaz˘ prin intermediul blocurilor de instructiuni ¸ a ¸ try, catch ¸i finally. O secvent˘ de cod care trateaz˘ anumite exceptii s ¸a a ¸ trebuie s˘ arate astfel: a try { // Instructiuni care pot genera exceptii } catch (TipExceptie1 variabila) { // Tratarea exceptiilor de tipul 1
  • 80. 3.2. ”PRINDEREA” SI TRATAREA EXCEPTIILOR ¸ ¸ 79 } catch (TipExceptie2 variabila) { // Tratarea exceptiilor de tipul 2 } . . . finally { // Cod care se executa indiferent // daca apar sau nu exceptii } S˘ consider˘m urm˘torul exemplu: citirea unui fi¸ier octet cu octet ¸i a a a s s afisarea lui pe ecran. F˘r˘ a folosi tratarea exceptiilor metoda responsabil˘ aa ¸ a cu citirea fi¸ierului ar ar˘ta astfel: s a public static void citesteFisier(String fis) { FileReader f = null; // Deschidem fisierul System.out.println("Deschidem fisierul " + fis); f = new FileReader(fis); // Citim si afisam fisierul caracter cu caracter int c; while ( (c=f.read()) != -1) System.out.print((char)c); // Inchidem fisierul System.out.println("nInchidem fisierul " + fis); f.close(); } Aceast˘ secvent˘ de cod va furniza erori la compilare deoarece ˆ Java a ¸a ın tratarea erorilor este obligatorie. Folosind mecanismul exceptiilor metoda ¸ citeste ˆsi poate trata singur˘ erorile care pot surveni pe parcursul executiei ı¸ a ¸ sale. Mai jos este codul complte ¸i corect al unui program ce afi¸eaz˘ pe ecran s s a continutul unui fi¸ier al c˘rui nume este primit ca argument de la linia de ¸ s a comand˘. Tratarea exceptiilor este realizat˘ complet chiar de c˘tre metoda a ¸ a a citeste.
  • 81. 80 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ Listing 3.1: Citirea unui fisier - corect import java . io .*; public class CitireFisier { public static void citesteFisier ( String fis ) { FileReader f = null ; try { // Deschidem fisierul System . out . println ( " Deschidem fisierul " + fis ) ; f = new FileReader ( fis ) ; // Citim si afisam fisierul caracter cu caracter int c ; while ( ( c = f . read () ) != -1) System . out . print (( char ) c ) ; } catch ( File Not F o u n d E x c e p t i o n e ) { // Tratam un tip de exceptie System . err . println ( " Fisierul nu a fost gasit ! " ) ; System . err . println ( " Exceptie : " + e . getMessage () ) ; System . exit (1) ; } catch ( IOException e ) { // Tratam alt tip de exceptie System . out . println ( " Eroare la citirea din fisier ! " ) ; e . printStackTrace () ; } finally { if ( f != null ) { // Inchidem fisierul System . out . println ( " nInchidem fisierul . " ) ; try { f . close () ; } catch ( IOException e ) { System . err . println ( " Fisierul nu poate fi inchis ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } } } public static void main ( String args []) { if ( args . length > 0) citesteFisier ( args [0]) ; else
  • 82. 3.2. ”PRINDEREA” SI TRATAREA EXCEPTIILOR ¸ ¸ 81 System . out . println ( " Lipseste numele fisierului ! " ) ; } } Blocul ”try” contine instructiunile de deschidere a unui fi¸ier ¸i de citire ¸ s s dintr-un fi¸ier, ambele putˆnd produce exceptii. Exceptiile provocate de s a ¸ ¸ aceste instructiuni sunt tratate ˆ cele dou˘ blocuri ”catch”, cˆte unul pen- ¸ ın a a tru fiecare tip de exceptie. Inchiderea fi¸ierului se face ˆ blocul ”finally”, ¸ s ın deoarece acesta este sigur c˘ se va executa F˘r˘ a folosi blocul ”finally”, a aa ˆ ınchiderea fi¸ierului ar fi trebuit facut˘ ˆ fiecare situatie ˆ care fi¸ierul ar fi s a ın ¸ ın s fost deschis, ceea ce ar fi dus la scrierea de cod redundant. try { ... // Totul a decurs bine. f.close(); } ... catch (IOException e) { ... // A aparut o exceptie la citirea din fisier f.close(); // cod redundant } O problem˘ mai delicat˘ care trebuie semnalata ˆ aceasta situatie este a a ın ¸ faptul c˘ metoda close, responsabil˘ cu ˆ a a ınchiderea unui fi¸ier, poate provoca s la rˆndul s˘u exceptii, de exemplu atunci cˆnd fi¸ierul mai este folosit ¸i de a a ¸ a s s alt proces ¸i nu poate fi ˆ s ınchis. Deci, pentru a avea un cod complet corect trebuie s˘ trat˘m ¸i posibilitatea aparitiei unei exceptii la metoda close. a a s ¸ ¸ Atentie ¸ Obligatoriu un bloc de instructiuni ”try” trebuie s˘ fie urmat de unul ¸ a sau mai multe blocuri ”catch”, ˆ functie de exceptiile provocate de acele ın ¸ ¸ instructiuni sau (optional) de un bloc ”finally”. ¸ ¸
  • 83. 82 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ 3.3 ”Aruncarea” exceptiilor ¸ In cazul ˆ care o metod˘ nu ˆsi asum˘ responsabilitatea trat˘rii uneia sau ın a ı¸ a a mai multor exceptii pe care le pot provoca anumite instructiuni din codul ¸ ¸ s˘u atunci ea poate s˘ ”arunce” aceste exceptii c˘tre metodele care o ape- a a ¸ a leaz˘, urmˆnd ca acestea s˘ implementeze tratarea lor sau, la rˆndul lor, s˘ a a a a a ”arunce” mai departe exceptiile respective. ¸ Acest lucru se realizeaz˘ prin specificarea ˆ declaratia metodei a clauzei a ın ¸ throws: [modificatori] TipReturnat metoda([argumente]) throws TipExceptie1, TipExceptie2, ... { ... } Atentie ¸ O metod˘ care nu trateaz˘ o anumit˘ exceptie trebuie obligatoriu s˘ o a a a ¸ a ”arunce”. In exemplul de mai sus dac˘ nu facem tratarea exceptiilor ˆ cadrul a ¸ ın metodei citeste atunci metoda apelant˘ (main) va trebui s˘ fac˘ acest lucru: a a a Listing 3.2: Citirea unui fisier import java . io .*; public class CitireFisier { public static void citesteFisier ( String fis ) throws FileNotFoundException , IOException { FileReader f = null ; f = new FileReader ( fis ) ; int c ; while ( ( c = f . read () ) != -1) System . out . print (( char ) c ) ; f . close () ; }
  • 84. 3.3. ”ARUNCAREA” EXCEPTIILOR ¸ 83 public static void main ( String args []) { if ( args . length > 0) { try { citesteFisier ( args [0]) ; } catch ( File NotFo undE x c ep ti on e ) { System . err . println ( " Fisierul nu a fost gasit ! " ) ; System . err . println ( " Exceptie : " + e ) ; } catch ( IOException e ) { System . out . println ( " Eroare la citirea din fisier ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } else System . out . println ( " Lipseste numele fisierului ! " ) ; } } Observati c˘, ˆ acest caz, nu mai putem diferentia exceptiile provocate de ¸ a ın ¸ ¸ citirea din fi¸ier s de inchiderea fi¸ierului, ambele fiind de tipul IOException. s s De asemenea, inchiderea fi¸ierului nu va mai fi facut˘ ˆ situatia ˆ care s a ın ın apare o exceptie la citirea din fi¸ier. Este situatia ˆ care putem folosi blocul ¸ s ¸ ın finally f˘r˘ a folosi nici un bloc catch: aa public static void citesteFisier(String fis) throws FileNotFoundException, IOException { FileReader f = null; try { f = new FileReader(numeFisier); int c; while ( (c=f.read()) != -1) System.out.print((char)c); } finally { if (f!=null) f.close(); } }
  • 85. 84 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ Metoda apelant˘ poate arunca la rˆndul sˆu exceptiile mai departe c˘tre a a a ¸ a metoda care a apelat-o la rˆndul ei. Aceast˘ ˆ antuire se termin˘ cu metoda a a ınl˘ ¸ a main care, dac˘ va arunca exceptiile ce pot ap˘rea ˆ corpul ei, va determina a ¸ a ın trimiterea exceptiilor c˘tre ma¸ina virtual˘ Java. ¸ a s a public void metoda3 throws TipExceptie { ... } public void metoda2 throws TipExceptie { metoda3(); } public void metoda1 throws TipExceptie { metoda2(); } public void main throws TipExceptie { metoda1(); } Tratarea exceptiilor de c˘tre JVM se face prin terminarea programului ¸i ¸ a s afi¸area informatiilor despre exceptia care a determinat acest lucru. Pentru s ¸ ¸ exemplul nostru, metoda main ar putea fi declarat˘ astfel: a public static void main(String args[]) throws FileNotFoundException, IOException { citeste(args[0]); } Intotdeauna trebuie g˘sit compromisul optim ˆ a ıntre tratarea local˘ a exceptiilor a ¸ ¸i aruncarea lor c˘tre nivelele superioare, astfel ˆ at codul s˘ fie cˆt mai clar s a ıncˆ a a ¸i identificarea locului ˆ care a ap˘rut exceptia s˘ fie cˆt mai u¸or de f˘cut. s ın a ¸ a a s a Aruncarea unei exceptii se poate face ¸i implicit prin instructiunea throw ¸ s ¸ ce are formatul: throw exceptie, ca ˆ exemplele de mai jos: ın throw new IOException("Exceptie I/O"); ... if (index >= vector.length) throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(); ...
  • 86. ˘ 3.4. AVANTAJELE TRATARII EXCEPTIILOR ¸ 85 catch(Exception e) { System.out.println("A aparut o exceptie); throw e; } Aceast˘ instructiune este folosit˘ mai ales la aruncarea exceptiilor proprii. a ¸ a ¸ (vezi ”Crearea propriilor exceptii”) ¸ 3.4 Avantajele trat˘rii exceptiilor a ¸ Prin modalitatea sa de tratare a exceptiilor, Java are urm˘toarele avantaje ¸ a fat˘ de mecanismul traditional de tratare a erorilor: ¸a ¸ • Separarea codului pentru tratarea unei erori de codul ˆ care ea poate ın s˘ apar˘. a a • Propagarea unei erori pˆn˘ la un analizor de exceptii corespunz˘tor. a a ¸ a • Gruparea erorilor dup˘ tipul lor. a 3.4.1 Separarea codului pentru tratarea erorilor In programarea traditional˘ tratarea erorilor se combin˘ cu codul ce poate ¸ a a produce aparitia lor producˆnd a¸a numitul ”cod spaghetti”. S˘ consider˘m ¸ a s a a urm˘torul exemplu: o functie care ˆ a ¸ ıncarc˘ un fi¸ier ˆ memorie: a s ın citesteFisier { deschide fisierul; determina dimensiunea fisierului; aloca memorie; citeste fisierul in memorie; inchide fisierul; } Problemele care pot ap˘rea la aceasta functie, aparent simpl˘, sunt de a ¸ a genul: ”Ce se ˆ ampl˘ dac˘: ... ?” ıntˆ a a • fi¸ierul nu poate fi deschis s • nu se poate determina dimensiunea fi¸ierului s
  • 87. 86 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ • nu poate fi alocat˘ suficient˘ memorie a a • nu se poate face citirea din fi¸ier s • fi¸ierul nu poate fi ˆ s ınchis Un cod traditional care s˘ trateze aceste erori ar ar˘ta astfel: ¸ a a int citesteFisier() { int codEroare = 0; deschide fisierul; if (fisierul s-a deschis) { determina dimensiunea fisierului; if (s-a determinat dimensiunea) { aloca memorie; if (s-a alocat memorie) { citeste fisierul in memorie; if (nu se poate citi din fisier) { codEroare = -1; } } else { codEroare = -2; } } else { codEroare = -3; } inchide fisierul; if (fisierul nu s-a inchis && codEroare == 0) { codEroare = -4; } else { codEroare = codEroare & -4; } } else { codEroare = -5; } return codEroare; } // Cod "spaghetti" Acest stil de progamare este extrem de susceptibil la erori ¸i ˆ s ıngreuneaz˘ a extrem de mult ˆ ¸telegerea sa. In Java, folosind mecansimul exceptiilor, ınt ¸ codul ar arata, schematizat, astfel:
  • 88. ˘ 3.4. AVANTAJELE TRATARII EXCEPTIILOR ¸ 87 int citesteFisier() { try { deschide fisierul; determina dimensiunea fisierului; aloca memorie; citeste fisierul in memorie; inchide fisierul; } catch (fisierul nu s-a deschis) {trateaza eroarea;} catch (nu s-a determinat dimensiunea) {trateaza eroarea;} catch (nu s-a alocat memorie) {trateaza eroarea} catch (nu se poate citi din fisier) {trateaza eroarea;} catch (nu se poate inchide fisierul) {trateaza eroarea;} } Diferenta de claritate este evident˘. a 3.4.2 Propagarea erorilor Propagarea unei erori se face pˆn˘ la un analizor de exceptii corespunz˘tor. a a ¸ a S˘ presupunem c˘ apelul la metoda citesteFisier este consecinta unor a a ¸ apeluri imbricate de metode: int metoda1() { metoda2(); ... } int metoda2() { metoda3; ... } int metoda3 { citesteFisier(); ...
  • 89. 88 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ } S˘ presupunem de asemenea c˘ dorim s˘ facem tratarea erorilor doar a a a ˆ metoda1. Traditional, acest lucru ar trebui f˘cut prin propagarea erorii ın ¸ a produse de metoda citesteFisier pˆn˘ la metoda1: a a int metoda1() { int codEroare = metoda2(); if (codEroare != 0) //proceseazaEroare; ... } int metoda2() { int codEroare = metoda3(); if (codEroare != 0) return codEroare; ... } int metoda3() { int codEroare = citesteFisier(); if (codEroare != 0) return codEroare; ... } Dup˘ cum am vazut, Java permite unei metode s˘ arunce exceptiile a a ¸ ap˘rute ˆ cadrul ei la un nivel superior, adic˘ functiilor care o apeleaz˘ a ın a ¸ a sau sistemului. Cu alte cuvinte, o metod˘ poate s˘ nu ˆsi asume responsabil- a a ı¸ itatea trat˘rii exceptiilor ap˘rute ˆ cadrul ei: a ¸ a ın int metoda1() { try { metoda2(); } catch (TipExceptie e) { //proceseazaEroare; } ... }
  • 90. ˘ 3.4. AVANTAJELE TRATARII EXCEPTIILOR ¸ 89 int metoda2() throws TipExceptie { metoda3(); ... } int metoda3() throws TipExceptie { citesteFisier(); ... } 3.4.3 Gruparea erorilor dup˘ tipul lor a In Java exist˘ clase corespunz˘toare tuturor exceptiilor care pot ap˘rea la a a ¸ a executia unui program. Acestea sunt grupate ˆ functie de similarit˘¸ile ¸ ın ¸ at lor ˆıntr-o ierarhie de clase. De exemplu, clasa IOException se ocup˘ cu a exceptiile ce pot ap˘rea la operatii de intrare/iesire ¸i diferentiaz˘ la rˆndul ¸ a ¸ s ¸ a a ei alte tipuri de exceptii, cum ar fi FileNotFoundException, EOFException, ¸ etc. La rˆndul ei, clasa IOException se ˆ a ıncadreaz˘ ˆ a ıntr-o categorie mai larg˘ de a exceptii ¸i anume clasa Exception. ¸ s Radacin˘ acestei ierarhii este clasa Throwable (vezi ”Ierarhia claselor ce de- a scriu exceptii”). ¸ Pronderea unei exceptii se poate face fie la nivelul clasei specifice pen- ¸ tru acea exceptie, fie la nivelul uneia din superclasele sale, ˆ functie de ¸ ın ¸ necesit˘¸ile programului, ˆ a, cu cˆt clasa folosit˘ este mai generic˘ cu atˆt at ıns˘ a a a a tratarea exceptiilor programul ˆsi pierde din flexibilitate. ¸ ı¸ try { FileReader f = new FileReader("input.dat"); /* Acest apel poate genera exceptie de tipul FileNotFoundException Tratarea ei poate fi facuta in unul din modurile de mai jos: */ } catch (FileNotFoundException e) { // Exceptie specifica provocata de absenta // fisierului ’input.dat’ } // sau
  • 91. 90 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ catch (IOException e) { // Exceptie generica provocata de o operatie IO } // sau catch (Exception e) { // Cea mai generica exceptie soft } //sau catch (Throwable e) { // Superclasa exceptiilor } 3.5 Ierarhia claselor ce descriu exceptii ¸ R˘d˘cina claselor ce descriu exceptii este clasa Throwable iar cele mai impor- a a ¸ tante subclase ale sale sunt Error, Exception ¸i RuntimeException, care s sunt la rˆndul lor superclase pentru o serie ˆ a ıntreag˘ de tipuri de exceptii. a ¸ Erorile, obiecte de tip Error, sunt cazuri speciale de exceptii generate ¸ de functionarea anormal˘ a echipamentului hard pe care ruleaz˘ un pro- ¸ a a gram Java ¸i sunt invizibile programatorilor. Un program Java nu trebuie s˘ s a trateze aparitia acestor erori ¸i este improbabil ca o metod˘ Java s˘ provoace ¸ s a a asemenea erori.
  • 92. 3.6. EXCEPTII LA EXECUTIE ¸ ¸ 91 Exceptiile, obiectele de tip Exception, sunt exceptiile standard (soft) care ¸ ¸ trebuie tratate de c˘tre programele Java. Dup˘ cum am mai zis tratarea aces- a a tor exceptii nu este o optiune ci o constrˆngere. Exceptiile care pot ”sc˘pa” ¸ ¸ a ¸ a netratate descind din subclasa RuntimeException ¸i se numesc exceptii la s ¸ executie. ¸ Metodele care sunt apelate uzual pentru un obiect exceptie sunt definite ¸ ˆ clasa Throwable ¸i sunt publice, astfel ˆ at pot fi apelate pentru orice tip ın s ıncˆ de exceptie. Cele mai uzuale sunt: ¸ • getMessage - afi¸eaz˘ detaliul unei exceptii; s a ¸ • printStackTrace - afi¸eaz˘ informatii complete despre exceptie ¸i lo- s a ¸ ¸ s calizarea ei; • toString - metod˘ mo¸tenit˘ din clasa Object, care furnizeaz˘ reprezentarea a s a a ca ¸ir de caractere a exceptiei. s ¸ 3.6 Exceptii la executie ¸ ¸ In general, tratarea exceptiilor este obligatorie ˆ Java. De la acest principu se ¸ ın sustrag ˆ a a¸a numitele exceptii la executie sau, cu alte cuvinte, exceptiile ıns˘ s ¸ ¸ ¸ care provin strict din vina programatorului ¸i nu generate de o anumit˘ s a situatie extern˘, cum ar fi lipsa unui fi¸ier. ¸ a s Aceste exceptii au o superclas˘ comun˘ RuntimeException ¸i ˆ acesata ¸ a a s ın categorie sunt incluse exceptiile provocate de: ¸ • operatii aritmetice ilegale (ˆ artirea ˆ ¸ ımpˆ ¸ ıntregilor la zero); ArithmeticException • accesarea membrilor unui obiect ce are valoarea null; NullPointerException • accesarea eronat˘ a elementelor unui vector. a ArrayIndexOutOfBoundsException Exceptiile la executie pot ap˘rea uriunde ˆ program ¸i pot fi extrem ¸ ¸ a ın s de numeroare iar ˆ ıncercarea de ”prindere” a lor ar fi extrem de anevoioas˘. a Din acest motiv, compilatorul permite ca aceste exceptii s˘ r˘mˆn˘ netratate, ¸ a a a a tratarea lor nefiind ˆ a ilegal˘. Reamintim ˆ a c˘, ˆ cazul aparitiei oric˘rui ıns˘ a ıns˘ a ın ¸ a tip de exceptie care nu are un analizor corespunz˘tor, programul va fi termi- ¸ a nat.
  • 93. 92 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ int v[] = new int[10]; try { v[10] = 0; } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("Atentie la indecsi!"); e.printStackTrace(); } // Corect, programul continua v[11] = 0; /* Nu apare eroare la compilare dar apare exceptie la executie si programul va fi terminat. */ System.out.println("Aici nu se mai ajunge..."); Imp˘rtirea la 0 va genera o exceptie doar dac˘ tipul numerelor ˆ artite a¸ ¸ a ımp˘ ¸ este aritmetic ˆ ıntreg. In cazul tipurilor reale (float ¸i double) nu va fi s generat˘ nici o exceptie, ci va fi furnizat ca rezultat o constant˘ care poate a ¸ a fi, functie de operatie, Infinity, -Infinity, sau Nan. ¸ int a=1, int b=0; System.out.println(a/b); // Exceptie la executie ! double x=1, y=-1, z=0; System.out.println(x/z); // Infinity System.out.println(y/z); // -Infinity System.out.println(z/z); // NaN 3.7 Crearea propriilor exceptii ¸ Adeseori poate ap˘rea necesitatea cre˘rii unor exceptii proprii pentru a pune a a ¸ ˆ evidenta cazuri speciale de erori provocate de metodele claselor unei libr˘rii, ın ¸ a cazuri care nu au fost prevazute ˆ ierarhia exceptiilor standard Java. ın ¸ O exceptie proprie trebuie s˘ se ˆ ¸ a ıncadreze ˆ a ˆ ierarhia exceptiilor Java, ıns˘ ın ¸ cu alte cuvinte clasa care o implementeaz˘ trebuie s˘ fie subclas˘ a uneia a a a deja existente ˆ aceasta ierarhie, preferabil una apropiat˘ ca semnificatie, ın a ¸ sau superclasa Exception.
  • 94. 3.7. CREAREA PROPRIILOR EXCEPTII ¸ 93 public class ExceptieProprie extends Exception { public ExceptieProprie(String mesaj) { super(mesaj); // Apeleaza constructorul superclasei Exception } } S˘ consider˘m urm˘torul exemplu, ˆ care cre˘m o clas˘ ce descrie partial a a a ın a a ¸ o stiv˘ de numere ˆ a ıntregi cu operatiile de ad˘ugare a unui element, respec- ¸ a tiv de scoatere a elementului din vˆrful stivei. Dac˘ presupunem c˘ stiva a a a poate memora maxim 100 de elemente, ambele operatii pot provoca exceptii. ¸ ¸ Pentru a personaliza aceste exceptii vom crea o clas˘ specific˘ denumit˘ ¸ a a a ExceptieStiva: Listing 3.3: Exceptii proprii class ExceptieStiva extends Exception { public ExceptieStiva ( String mesaj ) { super ( mesaj ) ; } } class Stiva { int elemente [] = new int [100]; int n =0; // numarul de elemente din stiva public void adauga ( int x ) throws ExceptieStiva { if ( n ==100) throw new ExceptieStiva ( " Stiva este plina ! " ) ; elemente [ n ++] = x ; } public int scoate () throws ExceptieStiva { if ( n ==0) throw new ExceptieStiva ( " Stiva este goala ! " ) ; return elemente [n - -]; } } Secventa cheie este extends Exception care specific˘ faptul c˘ noua ¸ a a clas˘ ExceptieStiva este subclas˘ a clasei Exception ¸i deci implementeaz˘ a a s a obiecte ce reprezint˘ exceptii. a ¸
  • 95. 94 CAPITOLUL 3. EXCEPTII ¸ In general, codul ad˘ugat claselor pentru exceptii proprii este nesemnificativ: a ¸ unul sau doi constructori care afi¸eaza un mesaj de eroare la ie¸irea standard. s s Procesul de creare a unei noi exceptii poate fi dus mai departe prin ad˘ugarea ¸ a unor noi metode clasei ce descrie acea exceptie, ˆ a aceasta dezvoltare nu ¸ ıns˘ ˆsi are rostul ˆ majoritatea cazurilor. Exceptiile proprii sunt descrise uzual ı¸ ın ¸ de clase foarte simple, chiar f˘r˘ nici un cod ˆ ele, cum ar fi: aa ın class ExceptieSimpla extends Exception { } Aceast˘ clas˘ se bazeaz˘ pe constructorul implicit creat de compilator a a a ˆ a nu are constructorul ExceptieSimpla(String s). ıns˘
  • 96. Capitolul 4 Intr˘ri ¸i ie¸iri a s s 4.1 Introducere 4.1.1 Ce sunt fluxurile? Majoritatea aplicatiilor necesit˘ citirea unor informatii care se g˘sesc pe ¸ a ¸ a o surs˘ extern˘ sau trimiterea unor informatii c˘tre o destinatie extern˘. a a ¸ a ¸ a Informatia se poate g˘si oriunde: ˆ ¸ a ıntr-un fi¸ier pe disc, ˆ retea, ˆ memorie s ın ¸ ın sau ˆ alt program ¸i poate fi de orice tip: date primitive, obiecte, imagini, ın s sunete, etc. Pentru a aduce informatii dintr-un mediu extern, un progam Java ¸ trebuie s˘ deschid˘ un canal de comunicatie (flux) de la sursa informatiilor a a ¸ ¸ (fi¸ier, memorie, socket, etc) ¸i s˘ citeasc˘ secvential informatiile respective. s s a a ¸ ¸ Similar, un program poate trimite informatii c˘tre o destinatie extern˘ ¸ a ¸ a deschizˆnd un canal de comunicatie (flux) c˘tre acea destinatie ¸i scriind a ¸ a ¸ s secvential informatiile respective. ¸ ¸ Indiferent de tipul informatiilor, citirea/scrierea de pe/c˘tre un mediu ¸ a extern respect˘ urm˘torul algoritm: a a deschide canal comunicatie while (mai sunt informatii) { citeste/scrie informatie; } inchide canal comunicatie; Pentru a generaliza, atˆt sursa extern˘ a unor date cˆt ¸i destinatia lor a a a s ¸ sunt v˘zute ca fiind ni¸te procese care produc, respectiv consum˘ informatii. a s a ¸ 95
  • 97. 96 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ Definitii: ¸ Un flux este un canal de comunicatie unidirectional ˆ ¸ ¸ ıntre dou˘ procese. a Un proces care descrie o surs˘ extern˘ de date se nume¸te proces produc˘tor. a a s a Un proces care descrie o destinatie extern˘ pentru date se nume¸te proces ¸ a s consumator. Un flux care cite¸te date se nume¸te flux de intrare. s s Un flux care scrie date se nume¸te flux de ie¸ire. s s Observatii: ¸ Fluxurile sunt canale de comunicatie seriale pe 8 sau 16 biti. ¸ ¸ Fluxurile sunt unidirectionale, de la produc˘tor la consumator. ¸ a Fiecare flux are un singur proces produc˘tor ¸i un singur proces consumator. a s Intre dou˘ procese pot exista oricˆte fluxuri, orice proces putˆnd fi atˆt pro- a a a a ducator cˆt ¸i consumator ˆ acela¸i timp, dar pe fluxuri diferite. a s ın s Consumatorul ¸i producatorul nu comunic˘ direct printr-o interfat˘ de flux s a ¸a ci prin intermediul codului Java de tratare a fluxurilor. Clasele ¸i intefetele standard pentru lucrul cu fluxuri se g˘sesc ˆ pachetul s ¸ a ın java.io. Deci, orice program care necesit˘ operatii de intrare sau ie¸ire tre- a ¸ s buie s˘ contin˘ instructiunea de import a pachetului java.io: a ¸ a ¸ import java.io.*; 4.1.2 Clasificarea fluxurilor Exist˘ trei tipuri de clasificare a fluxurilor: a • Dup˘ directia canalului de comunicatie deschis fluxurile se ˆ a ¸ ¸ ımpart ˆ ın: – fluxuri de intrare (pentru citirea datelor) – fluxuri de ie¸ire (pentru scrierea datelor) s • Dup˘ tipul de date pe care opereaz˘: a a – fluxuri de octeti (comunicarea serial˘ se realizeaz˘ pe 8 biti) ¸ a a ¸ – fluxuri de caractere (comunicarea serial˘ se realizeaz˘ pe 16 biti) a a ¸
  • 98. 4.1. INTRODUCERE 97 • Dup˘ actiunea lor: a ¸ – fluxuri primare de citire/scriere a datelor (se ocup˘ efectiv cu a citirea/scrierea datelor) – fluxuri pentru procesarea datelor 4.1.3 Ierarhia claselor pentru lucrul cu fluxuri Clasele r˘d˘cin˘ pentru ierarhiile ce reprezint˘ fluxuri de caractere sunt: a a a a • Reader- pentru fluxuri de intrare ¸i s • Writer- pentru fluxuri de ie¸ire. s Acestea sunt superclase abstracte pentru toate clasele ce implementeaz˘ a fluxuri specializate pentru citirea/scrierea datelor pe 16 biti ¸i vor contine ¸ s ¸ metodele comune tuturor. Ca o regul˘ general˘, toate clasele din aceste ierarhii vor avea terminatia a a ¸ Reader sau Writer ˆ functie de tipul lor, cum ar fi ˆ exemplele: FileReader, ın ¸ ın BufferedReader, FileWriter, BufferedWriter, etc. De asemenea, se ob- serv˘ ca o alt˘ regul˘ general˘, faptul c˘ unui flux de intrare XReader ˆ a a a a a ıi corespunde uzual un flux de ie¸ire XWriter, ˆ a acest lucru nu este obliga- s ıns˘ toriu. Clasele radacin˘ pentru ierarhia fluxurilor de octeti sunt: a ¸ • InputStream- pentru fluxuri de intrare ¸i s • OutputStream- pentru fluxuri de ie¸ire. s Acestea sunt superclase abstracte pentru clase ce implementeaz˘ fluxuri a specializate pentru citirea/scrierea datelor pe 8 biti. Ca ¸i ˆ cazul flux- ¸ s ın urilor pe caractere denumirile claselor vor avea terminatia superclasei lor: ¸ FileInputStream, BufferedInputStream, FileOutputStream, BufferedOutputStream, etc., fiec˘rui flux de intrare XInputStream core- a spunzˆndu-i uzual un flux de ie¸ire XOutputStream, f˘r˘ ca acest lucru s˘ a s aa a fie obligatoriu.
  • 99. 98 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ Pˆn˘ la un punct, exist˘ un paralelism ˆ a a a ıntre ierarhia claselor pentru flux- uri de caractere ¸i cea pentru fluxurile pe octeti. Pentru majoritatea pro- s ¸ gramelor este recomandat ca scrierea ¸i citirea datelor s˘ se fac˘ prin inter- s a a mediul fluxurilor de caractere, deoarece acestea permit manipularea carac- terelor Unicode ˆ timp ce fluxurile de octeti permit doar lucrul pe 8 biti - ın ¸ caractere ASCII. 4.1.4 Metode comune fluxurilor Superclasele abstracte Reader ¸i InputStream definesc metode similare pen- s tru citirea datelor. Reader InputStream int read() int read() int read(char buf[]) int read(byte buf[]) ... ... De asemenea, ambele clase pun la dispozitie metode pentru marcarea ¸ unei locatii ˆ ¸ ıntr-un flux, saltul peste un num˘r de pozitii, resetarea pozitiei a ¸ ¸ curente, etc. Acestea sunt ˆ a mai rar folosite ¸i nu vor fi detaliate. ıns˘ s Superclasele abstracte Writer ¸i OutputStream sunt de asemenea paralele, s definind metode similare pentru scrierea datelor: Reader InputStream void write(int c) void write(int c) void write(char buf[]) void write(byte buf[]) void write(String str) - ... ... Inchiderea oric˘rui flux se realizeaz˘ prin metoda close. In cazul ˆ care a a ın aceasta nu este apelat˘ explicit, fluxul va fi automat ˆ a ınchis de c˘tre colectorul a de gunoaie atunci cˆnd nu va mai exista nici o referint˘ la el, ˆ a acest lucru a ¸a ıns˘ trebuie evitat deoarece, la lucrul cu fluxrui cu zon˘ tampon de memorie, a datele din memorie vor fi pierdute la ˆ ınchiderea fluxului de c˘tre gc. a Metodele referitoare la fluxuri pot genera exceptii de tipul IOException ¸ sau derivate din aceast˘ clas˘, tratarea lor fiind obligatorie. a a
  • 100. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 99 4.2 Folosirea fluxurilor A¸a cum am v˘zut, fluxurile pot fi ˆ artite ˆ functie de activitatea lor s a ımp˘ ¸ ın ¸ ˆ fluxuri care se ocup˘ efectiv cu citirea/scrierea datelor ¸i fluxuri pentru ın a s procesarea datelor (de filtrare). In continuare, vom vedea care sunt cele mai importante clase din cele dou˘ categorii ¸i la ce folosesc acestea, precum ¸i a s s modalit˘¸ile de creare ¸i utilizare a fluxurilor. at s 4.2.1 Fluxuri primitive Fluxurile primitive sunt responsabile cu citirea/scrierea efectiv˘ a datelor, a punˆnd la dispozitie implement˘ri ale metodelor de baz˘ read, respectiv a ¸ a a write, definite ˆ superclase. In functie de tipul sursei datelor, ele pot fi ın ¸ ˆ artite astfel: ımp˘ ¸ • Fi¸ier s FileReader, FileWriter FileInputStream, FileOutputStream Numite ¸i fluxuri fi¸ier, acestea sunt folosite pentru citirea datelor s s dintr-un fi¸ier, respectiv scrierea datelor ˆ s ıntr-un fi¸ier ¸i vor fi analizate s s ˆ ıntr-o sectiune separat˘ (vezi ”Fluxuri pentru lucrul cu fi¸iere”). ¸ a s • Memorie CharArrayReader, CharArrayWriter ByteArrayInputStream, ByteArrayOutputStream Aceste fluxuri folosesc pentru scrierea/citirea informatiilor ˆ ¸ ın/din mem- orie ¸i sunt create pe un vector existent deja. Cu alte cuvinte, permit s tratarea vectorilor ca surs˘/destinatie pentru crearea unor fluxuri de a ¸ intrare/ie¸ire. s StringReader, StringWriter Permit tratarea ¸irurilor de caractere aflate ˆ memorie ca surs˘/destinatie s ın a ¸ pentru crearea de fluxuri. • Pipe PipedReader, PipedWriter PipedInputStream, PipedOutputStream Implementeaz˘ componentele de intrare/ie¸ire ale unei conducte de a s
  • 101. 100 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ date (pipe). Pipe-urile sunt folosite pentru a canaliza ie¸irea unui pro- s gram sau fir de executie c˘tre intrarea altui program sau fir de executie. ¸ a ¸ 4.2.2 Fluxuri de procesare Fluxurile de procesare (sau de filtrare) sunt responsabile cu preluarea datelor de la un flux primitiv ¸i procesarea acestora pentru a le oferi ˆ s ıntr-o alt˘ form˘, a a mai util˘ dintr-un anumit punct de vedere. De exemplu, BufferedReader a poate prelua date de la un flux FileReader ¸i s˘ ofere informatia dintr-un s a ¸ fi¸ier linie cu linie. Fiind primitiv, FileReader nu putea citi decˆt caracter s a cu caracter. Un flux de procesare nu poate fi folosit decˆt ˆ a ımpreun˘ cu un a flux primitiv. Clasele ce descriu aceste fluxuri pot fi ˆ ımpartite ˆ functie de tipul de ın ¸ procesare pe care ˆ efectueaza astfel: ıl • ”Bufferizare” BufferedReader, BufferedWriter BufferedInputStream, BufferedOutputStream Sunt folosite pentru a introduce un buffer ˆ procesul de citire/scriere ın a informatiilor, reducˆnd astfel num˘rul de acces˘ri la dispozitivul ce ¸ a a a reprezint˘ sursa/destinatia original˘ a datelor. Sunt mult mai eficiente a ¸ a decˆt fluxurile f˘r˘ buffer ¸i din acest motiv se recomand˘ folosirea lor a aa s a ori de cˆte ori este posibil (vezi ”Citirea ¸i scrierea cu zona tampon”). a s • Filtrare FilterReader, FilterWriter FilterInputStream, FilterOutputStream Sunt clase abstracte ce definesc o interfat˘ comun˘ pentru fluxuri care ¸a a filtreaz˘ automat datele citite sau scrise (vezi ”Fluxuri pentru filtrare”). a • Conversie octeti-caractere ¸ InputStreamReader, OutputStreamWriter Formeaz˘ o punte de legatur˘ ˆ a a ıntre fluxurile de caractere ¸i fluxurile s de octeti. Un flux InputStreamReader cite¸te octeti dintr-un flux ¸ s ¸ InputStream ¸i ˆ converte¸te la caractere, folosind codificarea stan- s ıi s dard a caracterelor sau o codificare specificat˘ de program. Similar, a un flux OutputStreamWriter converte¸te caractere ˆ octeti ¸i trimite s ın ¸ s rezutatul c˘tre un flux de tipul OutputStream. a
  • 102. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 101 • Concatenare SequenceInputStream Concateneaz˘ mai multe fluxuri de intrare ˆ a ıntr-unul singur (vezi ”Con- catenarea fi¸ierelor”). s • Serializare ObjectInputStream, ObjectOutputStream Sunt folosite pentru serializarea obiectelor (vezi ”Serializarea obiectelor”). • Conversie tipuri de date DataInputStream, DataOutputStream Folosite la scrierea/citirea datelor de tip primitiv ˆ ıntr-un format binar, independent de ma¸ina pe care se lucreaz˘ (vezi ”Folosirea claselor s a DataInputStream ¸i DataOutputStream”). s • Num˘rare a LineNumberReader LineNumberInputStream Ofer˘ ¸i posibilitatea de num˘rare automat˘ a liniilor citite de la un as a a flux de intrare. • Citire ˆ avans ın PushbackReader PushbackInputStream Sunt fluxuri de intrare care au un buffer de 1-caracter(octet) ˆ care ın este citit ˆ avans ¸i caracterul (octetul) care urmeaz˘ celui curent citit. ın s a • Afi¸are s PrintWriter PrintStream Ofer˘ metode convenabile pentru afisarea informatiilor. a ¸ 4.2.3 Crearea unui flux Orice flux este un obiect al clasei ce implementeaz˘ fluxul respectiv. Crearea a unui flux se realizeaz˘ a¸adar similar cu crearea obiectelor, prin instructiunea a s ¸ new ¸i invocarea unui constructor corespunz˘tor al clasei respective: s a Exemple:
  • 103. 102 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ //crearea unui flux de intrare pe caractere FileReader in = new FileReader("fisier.txt"); //crearea unui flux de iesire pe caractere FileWriter out = new FileWriter("fisier.txt"); //crearea unui flux de intrare pe octeti FileInputStream in = new FileInputStream("fisier.dat"); //crearea unui flux de iesire pe octeti FileOutputStrem out = new FileOutputStream("fisier.dat"); A¸adar, crearea unui flux primitiv de date care cite¸te/scrie informatii de s s ¸ la un dispozitiv extern are formatul general: FluxPrimitiv numeFlux = new FluxPrimitiv(dispozitivExtern); Fluxurile de procesare nu pot exista de sine st˘t˘toare ci se suprapun pe aa un flux primitiv de citire/scriere a datelor. Din acest motiv, constructorii claselor pentru fluxurile de procesare nu primesc ca argument un dispozitiv extern de memorare a datelor ci o referinta la un flux primitiv responsabil ¸ cu citirea/scrierea efectiv˘ a datelor: a Exemple: //crearea unui flux de intrare printr-un buffer BufferedReader in = new BufferedReader( new FileReader("fisier.txt")); //echivalent cu FileReader fr = new FileReader("fisier.txt"); BufferedReader in = new BufferedReader(fr); //crearea unui flux de iesire printr-un buffer BufferedWriter out = new BufferedWriter( new FileWriter("fisier.txt"))); //echivalent cu FileWriter fo = new FileWriter("fisier.txt"); BufferedWriter out = new BufferedWriter(fo); A¸adar, crearea unui flux pentru procesarea datelor are formatul general: s
  • 104. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 103 FluxProcesare numeFlux = new FluxProcesare(fluxPrimitiv); In general, fluxurile pot fi compuse ˆ succesiuni oricˆt de lungi: ın a DataInputStream in = new DataInputStream( new BufferedInputStream( new FileInputStream("fisier.dat"))); 4.2.4 Fluxuri pentru lucrul cu fi¸iere s Fluxurile pentru lucrul cu fi¸iere sunt cele mai usor de ˆ s ınteles, ˆ ıntrucˆt a operatia lor de baz˘ este citirea, respectiv scrierea unui caracter sau octet ¸ a dintr-un sau ˆıntr-un fi¸ier specificat uzual prin numele s˘u complet sau relativ s a la directorul curent. Dup˘ cum am v˘zut deja, clasele care implementeaz˘ aceste fluxuri sunt a a a urm˘toarele: a FileReader, FileWriter - caractere FileInputStream, FileOutputStream - octeti Constructorii acestor clase accept˘ ca argument un obiect care s˘ specifice a a un anume fi¸ier. Acesta poate fi un ¸ir de caractere, on obiect de tip File s s sau un obiect de tip FileDesciptor (vezi ”Clasa File”). Constructorii clasei FileReader sunt: public FileReader(String fileName) throws FileNotFoundException public FileReader(File file) throws FileNotFoundException public FileReader(FileDescriptor fd) Constructorii clasei FileWriter: public FileWriter(String fileName) throws IOException public FileWriter(File file) throws IOException public FileWriter(FileDescriptor fd) public FileWriter(String fileName, boolean append) throws IOException
  • 105. 104 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ Cei mai uzuali constructori sunt cei care primesc ca argument numele fi¸ierului. Ace¸tia pot provoca exceptii de tipul FileNotFoundException ˆ s s ¸ ın cazul ˆ care fi¸ierul cu numele specificat nu exist˘. Din acest motiv orice ın s a creare a unui flux de acest tip trebuie f˘cut˘ ˆ a a ıntr-un bloc try-catch sau metoda ˆ care sunt create fluxurile respective trebuie s˘ arunce exceptiile ın a ¸ de tipul FileNotFoundException sau de tipul superclasei IOException. S˘ consider˘m ca exemplu un program care copie continutul unui fi¸ier a a ¸ s cu numele ”in.txt” ˆ ıntr-un alt fi¸ier cu numele ”out.txt”. Ambele fi¸iere sunt s s considerate ˆ directorul curent. ın Listing 4.1: Copierea unui fisier import java . io .*; public class Copiere { public static void main ( String [] args ) { try { FileReader in = new FileReader ( " in . txt " ) ; FileWriter out = new FileWriter ( " out . txt " ) ; int c ; while (( c = in . read () ) != -1) out . write ( c ) ; in . close () ; out . close () ; } catch ( IOException e ) { System . err . println ( " Eroare la operatiile cu fisiere ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } } In cazul ˆ care vom lansa aplicatia iar ˆ directorul curent nu exist˘ un ın ¸ ın a fi¸ier cu numele ”in.txt”, va fi generat˘ o exceptie de tipul s a ¸ FileNotFoundException. Aceasta va fi prins˘ de program deoarece, IOException a este superclas˘ pentru FileNotFoundException. a Dac˘ exist˘ fi¸ierul ”in.txt”, aplicatia va crea un nou fi¸ier ”out.txt” ˆ care a a s ¸ s ın va fi copiat continutul primului. Dac˘ exist˘ deja fi¸ierul ”out.txt” el va fi re- ¸ a a s
  • 106. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 105 scris. Dac˘ doream s˘ facem operatia de ad˘ugare(append) ¸i nu de rescriere a a ¸ a s pentru fi¸ierul ”out.txt” foloseam: s FileWriter out = new FileWriter("out.txt", true); 4.2.5 Citirea ¸i scrierea cu buffer s Clasele pentru citirea/scrierea cu zona tampon sunt: BufferedReader, BufferedWriter - caractere BufferedInputStream, BufferedOutputStream - octeti Sunt folosite pentru a introduce un buffer (zon˘ de memorie) ˆ proce- a ın sul de citire/scriere a informatiilor, reducˆnd astfel numarul de acces˘ri ale ¸ a a dispozitivului ce reprezint˘ sursa/destinatia atelor. Din acest motiv, sunt a ¸ mult mai eficiente decˆt fluxurile f˘r˘ buffer ¸i din acest motiv se recomand˘ a aa s a folosirea lor ori de cˆte ori este posibil. a Clasa BufferedReader cite¸te ˆ avans date ¸i le memoreaz˘ ˆ s ın s a ıntr-o zon˘a tampon. Atunci cˆnd se execut˘ o operatie de citire, caracterul va fi pre- a a ¸ luat din buffer. In cazul ˆ care buffer-ul este gol, citirea se face direct din ın flux ¸i, odat˘ cu citirea caracterului, vor fi memorati ˆ buffer ¸i caracterele s a ın s care ˆ urmeaz˘. Evident, BufferedInputStream functioneaz˘ dup˘ acela¸i ıi a ¸ a a s principiu, singura diferent˘ fiind faptul c˘ sunt cititi octeti. ¸a a ¸ ¸ Similar lucreaza ¸i clasele BufferedWriter ¸i BufferedOutputStream. s s La operatiile de scriere datele scrise nu vor ajunge direct la destinatie, ci vor ¸ ¸ fi memorate jntr-un buffer de o anumit˘ dimensiune. Atunci cˆnd bufferul a a este plin, continutul acestuia va fi transferat automat la destinatie. ¸ ¸ Fluxurile de citire/scriere cu buffer sunt fluxuri de procesare ¸i sunt s folosite prin suprapunere cu alte fluxuri, dintre care obligatoriu unul este primitiv. BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream( new FileOutputStream("out.dat"), 1024) //1024 este dimensiunea bufferului Constructorii cei mai folositi ai acestor clase sunt urm˘torii: ¸ a BufferedReader(Reader in) BufferedReader(Reader in, int dim_buffer) BufferedWriter(Writer out)
  • 107. 106 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ BufferedWriter(Writer out, int dim_buffer) BufferedInputStream(InputStream in) BufferedInputStream(InputStream in, int dim_buffer) BufferedOutputStream(OutputStream out) BufferedOutputStream(OutputStream out, int dim_buffer) In cazul constructorilor ˆ care dimensiunea buffer-ului nu este specificat˘, ın a aceasta prime¸te valoarea implicit˘ de 512 octeti (caractere). s a ¸ Metodele acestor clase sunt cele uzuale de tipul read ¸i write. Pe lˆnga s a acestea, clasele pentru scriere prin buffer mai au ¸i metoda flush care gole¸te s s explicit zona tampon, chiar dac˘ aceasta nu este plin˘. a a BufferedWriter out = new BufferedWriter( new FileWriter("out.dat"), 1024) //am creat un flux cu buffer de 1024 octeti for(int i=0; i<1000; i++) out.write(i); //bufferul nu este plin, in fisier nu s-a scris nimic out.flush(); //bufferul este golit, datele se scriu in fisier Metoda readLine Este specific˘ fluxurilor de citire cu buffer ¸i permite citirea linie cu linie a a s datelor de intrare. O linie reprezint˘ o succesiune de caractere terminat˘ cu a a simbolul pentru sfˆr¸it de linie, dependent de platforma de lucru. Acesta as este reprezentat ˆ Java prin secventa escape ’n’; ın ¸ BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("in")) String linie; while ((linie = br.readLine()) != null) { ... //proceseaza linie } br.close(); }
  • 108. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 107 4.2.6 Concatenarea fluxurilor Clasa SequenceInputStream permite unei aplicatii s˘ combine serial mai a multe fluxuri de intrare astfel ˆ at acestea s˘ apar˘ ca un singur flux de ıncˆ a a intrare. Citirea datelor dintr-un astfel de flux se face astfel: se cite¸te din s primul flux de intrare specificat pˆna cˆnd se ajunge la sfˆrsitul acestuia, a a a dup˘ care primul flux de intrare este ˆ a ınchis ¸i se deschide automat urm˘torul s a flux de intrare din care se vor citi ˆ continuare datele, dup˘ care procesul se ın a repet˘ pˆna la terminarea tuturor fluxurilor de intrare. a a Constructorii acestei clase sunt: SequenceInputStream(Enumeration e) SequenceInputStream(InputStream s1, InputStream s2) Primul construieste un flux secvential dintr-o multime de fluxuri de in- ¸ trare. Fiecare obiect ˆ enumerarea primit˘ ca parametru trebuie s˘ fie de ın a a tipul InputStream. Cel de-al doilea construie¸te un flux de intrare care combin˘ doar dou˘ fluxuri s a a s1 ¸i s2, primul flux citit fiind s1. s Exemplul cel mai elocvent de folosirea a acestei clase este concatenarea a dou˘ sau mai multor fi¸iere: a s Listing 4.2: Concatenarea a dou˘ fi¸iere a s /* Concatenarea a doua fisiere ale caror nume sunt primite de la linia de comanda . Rezultatul concatenarii este afisat pe ecran . */ import java . io .*; public class Concatenare { public static void main ( String args []) { if ( args . length <= 1) { System . out . println ( " Argumente insuficiente ! " ) ; System . exit ( -1) ; } try { FileInputStream f1 = new FileInputStream ( args [0]) ; FileInputStream f2 = new FileInputStream ( args [1]) ; SequenceInputStream s = new S eq u e nc e I np u tS t r ea m ( f1 , f2 ) ; int c ; while (( c = s . read () ) != -1) System . out . print (( char ) c ) ;
  • 109. 108 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ s . close () ; // f1 si f2 sunt inchise automat } catch ( IOException e ) { e . printStackTrace () ; } } } Pentru concatenarea mai multor fi¸iere exist˘ dou˘ variante: s a a • folosirea unei enumer˘ri - primul constructor (vezi ”Colectii”); a ¸ • concatenarea pe rˆnd a acestora folosind al 2-lea constructor; con- a catenarea a 3 fi¸iere va construi un flux de intrare astfel: s FileInputStream f1 = new FileInputStream(args[0]); FileInputStream f2 = new FileInputStream(args[1]); FileInputStream f3 = new FileInputStream(args[2]); SequenceInputStream s = new SequenceInputStream( f1, new SequenceInputStream(f2, f3)); 4.2.7 Fluxuri pentru filtrarea datelor Un flux de filtrare se ata¸eaz˘ altui flux pentru a filtra datele care sunt s a citite/scrise de c˘tre acel flux. Clasele pentru filtrarea datelor superclasele a abstracte: • FilterInputStream - pentru filtrarea fluxurilor de intrare ¸i s • FilterOutputStream - pentru filtrarea fluxurilor de ie¸ire. s Cele mai importante fluxruri pentru filtrarea datelor sunt implementate de clasele: DataInputStream, DataOutputStream BufferedInputStream, BufferedOutputStream LineNumberInputStream PushbackInputStream PrintStream
  • 110. 4.2. FOLOSIREA FLUXURILOR 109 Observati c˘ toate aceste clase descriu fluxuri de octeti. ¸ a ¸ Filtrarea datelor nu trebuie v˘zut˘ ca o metod˘ de a elimina anumiti a a a ¸ octeti dintr-un flux ci de a transforma ace¸ti octeti ˆ date care s˘ poat˘ fi s ¸ ın a a interpretate sub alt˘ form˘. A¸a cum am v˘zut la citirea/scrierea cu zon˘ a a s a a tampon, clasele de filtrare BufferedInputStream ¸i BufferedOutputStream s colecteaz˘ datele unui flux ˆ a ıntr-un buffer, urmˆnd ca citirea/scrierea s˘ se a a fac˘ prin intermediu acelui buffer. a A¸adar, fluxurile de filtrare nu elimin˘ date citite sau scrise de un anumit s a flux, ci introduc o noua modalitate de manipulare a lor, ele mai fiind numite ¸i fluxuri de procesare. Din acest motiv, fluxurile de filtrare vor contine s ¸ anumite metode specializate pentru citirea/scrierea datelor, altele decˆt cele a comune tuturor fluxurilor. De exemplu, clasa BufferedInputStream pune la dispozitie metoda readLine pentru citirea unei linii din fluxul de intrare. ¸ Folosirea fluxurilor de filtrare se face prin ata¸area lor de un flux care se s ocup˘ efectiv de citirea/scrierea datelor: a FluxFiltrare numeFlux = new FluxFiltrare(referintaAltFlux); 4.2.8 Clasele DataInputStream ¸i DataOutputStream s Aceste clase ofer˘ metode prin care un flux nu mai este v˘zut ca o ˆ a a ınsiruire de octeti, ci de date primitive. Prin urmare, vor furniza metode pentru ¸ citirea ¸i scrierea datelor la nivel de tip primitiv ¸i nu la nivel de octet. s s Clasele care ofer˘ un astfel de suport implementeaz˘ interfetele DataInput, a a ¸ respectiv DataOutput. Acestea definesc metodele pe care trebuie s˘ le pun˘ la a a dispozitie ˆ vederea citireii/scrierii datelor de tip primitiv. Cele mai folosite ¸ ın metode, altele decˆt cele comune tuturor fluxurilor, sunt date ˆ tabelul de a ın mai jos:
  • 111. 110 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ DataInputStream DataOutputStream readBoolean writeBoolean readByte writeByte readChar writeChar readDouble writeDouble readFloat writeFloat readInt writeInt readLong writeLong readShort writeShort readUTF writeUTF Aceste metode au denumirile generice de readXXX ¸i writeXXX, specifi- s cate de interfetele DataInput ¸i DataOutput ¸i pot provoca exceptii de tipul s s ¸ IOException. Denumirile lor sunt sugestive pentru tipul de date pe care ˆ ıl prelucreaz˘. mai putin readUTF ¸i writeUTF care se ocup˘ cu obiecte de tip a ¸ s a String, fiind singurul tip referint˘ permis de aceste clase. ¸a Scrierea datelor folosind fluxuri de acest tip se face ˆ format binar, ceea ın ce ˆınseamn˘ c˘ un fi¸ier ˆ care au fost scrise informatii folosind metode a a s ın ¸ writeXXX nu va putea fi citit decˆt prin metode readXXX. a Transformarea unei valori ˆ format binar se nume¸te serializare. Clasele ın s DataInputStream ¸i DataOutputStream permit serializarea tipurilor prim- s itive ¸i a ¸irurilor de caractere. Serializarea celorlalte tipuri referint˘ va fi s s ¸a f˘cut˘ prin intermediul altor clase, cum ar fi ObjectInputStream ¸i a a s ObjectOutputStream (vezi ”Serializarea obiectelor”). 4.3 Intr˘ri ¸i ie¸iri formatate a s s Incepˆnd cu versiunea 1.5, limbajul Java pune la dispozitii modalit˘¸i sim- a ¸ at plificate pentru afi¸area formatat˘ a unor informatii, respectiv pentru citirea s a ¸ de date formatate de la tastatur˘. a 4.3.1 Intr˘ri formatate a Clasa java.util.Scanner ofer˘ o solutie simpl˘ pentru formatarea unor informatii a ¸ a ¸ citite de pe un flux de intrare fie pe octeti, fie pe caractere, sau chiar dintr-un ¸ obiect de tip File. Pentru a citi de la tastatur˘ vom specifica ca argument a al constructorului fluxul System.in:
  • 112. 4.4. FLUXURI STANDARD DE INTRARE SI IESIRE ¸ ¸ 111 Scanner s = Scanner.create(System.in); String nume = s.next(); int varsta = s.nextInt(); double salariu = s.nextDouble(); s.close(); 4.3.2 Ie¸iri formatate s Clasele PrintStream ¸i PrintWriter pun la dispozitiile, pe lˆng˘ metodele s ¸ a a print, println care ofereau posibilitatea de a afi¸a un ¸ir de caractere, ¸i s s s metodele format, printf (echivalente) ce permit afi¸area formatat˘ a unor s a variabile. System.out.printf("%s %8.2f %2d %n", nume, salariu, varsta); Formatarea ¸irurilor de caractere se bazeaz˘ pe clasa java.util.Formatter. s a 4.4 Fluxuri standard de intrare ¸i ie¸ire s s Mergˆnd pe linia introdus˘ de sistemul de operare UNIX, orice program Java a a are : • o intrare standard • o ie¸ire standard s • o ie¸ire standard pentru erori s In general, intrarea standard este tastatura iar ie¸irea standard este ecranul. s Intrarea ¸i ie¸irea standard sunt reprezentate de obiecte pre-create ce s s descriu fluxuri de date care comunic˘ cu dispozitivele standard ale sistemului. a Aceste obiecte sunt definite publice ˆ clasa System ¸i sunt: ın s • System.in - fluxul standar de intrare, de tip InputStream • System.out - fluxul standar de ie¸ire, de tip PrintStream s • System.err - fluxul standar pentru erori, de tip PrintStream
  • 113. 112 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ 4.4.1 Afisarea informatiilor pe ecran ¸ Am v˘zut deja numeroase exemple de utilizare a fluxului standard de ie¸ire, a s el fiind folosit la afi¸area oric˘ror rezultate pe ecran (ˆ modul consola): s a ın System.out.print (argument); System.out.println(argument); System.out.printf (format, argumente...); System.out.format (format, argumente...); Fluxul standard pentru afi¸area erorilor se folose¸te similar ¸i apare uzual s s s ˆ secventele de tratare a exceptiilor. Implicit, este acela¸i cu fluxul standard ın ¸ ¸ s de ie¸ire. s catch(Exception e) { System.err.println("Exceptie:" + e); } Fluxurile de ie¸ire pot fi folosite a¸adar f˘r˘ probleme deoarece tipul lor s s aa este PrintStream, clas˘ concret˘ pentru scrierea datelor. In schimb, fluxul a a standard de intrare System.out este de tip InputStream, care este o clas˘ a abstract˘, deci pentru a-l putea utiliza eficient va trebui sa-l folosim ˆ a ımpreuna cu un flux de procesare(filtrare) care s˘ permit˘ citirea facil˘ a datelor. a a a 4.4.2 Citirea datelor de la tastatur˘ a Uzual, vom dori s˘ folosim metoda readLine pentru citirea datelor de la a tastatura ¸i din acest motiv vom folosi intrarea standard ˆ s ımpreun˘ cu o clas˘ a a de procesare care ofer˘ aceast˘ metod˘. Exemplul tipic este: a a a BufferedReader stdin = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("Introduceti o linie:"); String linie = stdin.readLine() System.out.println(linie); In exemplul urm˘tor este prezentat un program care afi¸eaza liniile intro- a s duse de la tastatur˘ pˆn˘ ˆ momentul ˆ care se introduce linia ”exit” sau a a a ın ın o linie vid˘ ¸i mentioneaz˘dac˘ ¸irul respectiv reprezint˘ un num˘r sau nu. as ¸ a as a a
  • 114. 4.4. FLUXURI STANDARD DE INTRARE SI IESIRE ¸ ¸ 113 Listing 4.3: Citirea datelor de la tastatur˘ a /* Citeste siruri de la tastatura si verifica daca reprezinta numere sau nu */ import java . io .*; public class EsteNumar { public static void main ( String [] args ) { BufferedReader stdin = new BufferedReader ( new InputStreamReader ( System . in ) ) ; try { while ( true ) { String s = stdin . readLine () ; if ( s . equals ( " exit " ) || s . length () ==0) break ; System . out . print ( s ) ; try { Double . parseDouble ( s ) ; System . out . println ( " : DA " ) ; } catch ( Numb erFor ma t E x c e p t i o n e ) { System . out . println ( " : NU " ) ; } } } catch ( IOException e ) { System . err . println ( " Eroare la intrarea standard ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } } Incepˆnd cu versiunea 1.5, varianta cea mai comod˘ de citire a datelor a a de la tastatur˘ este folosirea clasei java.util.Scanner. a 4.4.3 Redirectarea fluxurilor standard Redirectarea fluxurilor standard presupune stabilirea unei alte surse decˆt a tastatura pentru citirea datelor, respectiv alte destinatii decˆt ecranul pentru ¸ a cele dou˘ fluxuri de ie¸ire. In clasa System exist˘ urm˘toarele metode statice a s a a care realizeaz˘ acest lucru: a setIn(InputStream) - redirectare intrare setOut(PrintStream) - redirectare iesire setErr(PrintStream) - redirectare erori
  • 115. 114 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ Redirectarea ie¸irii este util˘ ˆ special atunci cˆnd sunt afi¸ate foarte multe s a ın a s date pe ecran. Putem redirecta afisarea c˘tre un fi¸ier pe care s˘-l citim dup˘ a s a a executia programului. Secventa clasic˘ de redirectare a ie¸irii este c˘tre un ¸ ¸ a s a fi¸ier este: s PrintStream fis = new PrintStream( new FileOutputStream("rezultate.txt"))); System.setOut(fis); Redirectarea erorilor ˆ ıntr-un fi¸ier poate fi de asemenea util˘ ¸i se face ˆ s as ıntr-o manier˘ similar˘: a a PrintStream fis = new PrintStream( new FileOutputStream("erori.txt"))); System.setErr(fis); Redirectarea intr˘rii poate fi folositoare pentru un program ˆ mod con- a ın sol˘ care prime¸te mai multe valori de intrare. Pentru a nu le scrie de la a s tastatur˘ de fiecare dat˘ ˆ timpul test˘rii programului, ele pot fi puse ˆ a a ın a ıntr- un fi¸ier, redirectˆnd intrarea standard c˘tre acel fi¸ier. In momentul cˆnd s a a s a testarea programului a luat sfˆrsit redirectarea poate fi eliminat˘, datele fiind a a cerute din nou de la tastatur˘. a Listing 4.4: Exemplu de folosire a redirect˘rii: a import java . io .*; class Redirectare { public static void main ( String [] args ) { try { BufferedInputS t r ea m in = new B uf f e re d I np u tS t r ea m ( new FileInputStream ( " intrare . txt " ) ) ; PrintStream out = new PrintStream ( new FileOutputStream ( " rezultate . txt " ) ) ; PrintStream err = new PrintStream ( new FileOutputStream ( " erori . txt " ) ) ; System . setIn ( in ) ; System . setOut ( out ) ; System . setErr ( err ) ; BufferedReader br = new BufferedReader ( new InputStream Reader ( System . in ) ) ;
  • 116. 4.4. FLUXURI STANDARD DE INTRARE SI IESIRE ¸ ¸ 115 String s ; while (( s = br . readLine () ) != null ) { /* Liniile vor fi citite din fisierul intrare . txt si vor fi scrise in fisierul rezultate . txt */ System . out . println ( s ) ; } // Aruncam fortat o exceptie throw new IOException ( " Test " ) ; } catch ( IOException e ) { /* Daca apar exceptii , ele vor fi scrise in fisierul erori . txt */ System . err . println ( " Eroare intrare / iesire ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } } 4.4.4 Analiza lexical˘ pe fluxuri (clasa StreamTokenizer) a Clasa StreamTokenizer proceseaz˘ un flux de intrare de orice tip ¸i ˆ ˆ a s ıl ımparte ˆ ”atomi lexicali”. Rezultatul va consta ˆ faptul c˘ ˆ loc s˘ se citeasc˘ ın ın a ın a a octeti sau caractere, se vor citi, pe rˆnd, atomii lexicali ai fluxului respectiv. ¸ a Printr-un atom lexical se ˆın]elege ˆ general: ın • un identificator (un ¸ir care nu este ˆ s ıntre ghilimele) • un numar • un ¸ir de caractere s • un comentariu • un separator Atomii lexicali sunt desp˘rtiti ˆ a ¸ ıntre ei de separatori. Implicit, ace¸ti separa- s tori sunt cei obi¸nuti: spatiu, tab, virgul˘, punct ¸i virgula, etc., ˆ a pot fi s ¸ ¸ a s ıns˘ schimbati prin diverse metode ale clasei. ¸ Constructorii clasei sunt:
  • 117. 116 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ public StreamTokenizer(Reader r) public StreamTokenizer(InputStream is) Identificarea tipului ¸i valorii unui atom lexical se face prin intermediul s variabilelor: • TT EOF - atom ce marcheaz˘ sfˆar¸itul fluxului a a s • TT EOL - atom ce marcheaz˘ sfˆr¸itul unei linii a as • TT NUMBER - atom de tip num˘r a • TT WORD- atom de tip cuvˆnt a • ttype- tipul ultimului atom citit din flux • nval- valoarea unui atom numeric • sval - valoarea unui atom de tip cuvˆnt a Citirea atomilor din flux se face cu metoda nextToken(), care returnez˘ a tipul atomului lexical citit ¸i scrie ˆ variabilele nval sau sval valoarea core- s ın spunzato˘re atomului. a Exemplul tipic de folosire a unui analizor lexical este citirea unei secvente ¸ de numere ¸i ¸iruri aflate ˆ s s ıntr-un fi¸ier sau primite de la tastatur˘: s a Listing 4.5: Citirea unor atomi lexicali dintr-un fisier /* Citirea unei secvente de numere si siruri dintr - un fisier specificat si afisarea tipului si valorii lor */ import java . io .*; public class CitireAtomi { public static void main ( String args []) throws IOException { BufferedReader br = new BufferedReader ( new FileReader ( " fisier . txt " ) ) ; StreamTokenizer st = new StreamTokenizer ( br ) ; int tip = st . nextToken () ; // Se citeste primul atom lexical
  • 118. 4.5. CLASA RANDOMACCESFILE (FISIERE CU ACCES DIRECT) ¸ 117 while ( tip != StreamTokenizer . TT_EOF ) { switch ( tip ) { case StreamTokenizer . TT_WORD : System . out . println ( " Cuvant : " + st . sval ) ; break ; case StreamTokenizer . TT_NUMBER : System . out . println ( " Numar : " + st . nval ) ; } tip = st . nextToken () ; // Trecem la urmatorul atom } } } A¸adar, modul de utilizare tipic pentru un analizor lexical este ˆ s ıntr-o bu- cla ”while”, ˆ care se citesc atomii unul cˆte unul cu metoda nextToken, ın a pˆna se ajunge la sfˆrsitul fluxului (TT EOF). In cadrul buclei ”while” se deter- a a min˘ tipul atomul curent curent (ˆ a ıntors de metoda nextToken) ¸i apoi se afl˘ s a valoarea numeric˘ sau ¸irul de caractere corespunz˘tor atomului respectiv. a s a In cazul ˆ care tipul atomilor nu ne intereseaz˘, este mai simplu s˘ ın a a citim fluxul linie cu linie ¸i s˘ folosim clasa StringTokenizer, care realizeaz˘ s a a ˆ artirea unui ¸ir de caractere ˆ atomi lexicali, sau metoda split a clasei ımp˘ ¸ s ın String. 4.5 Clasa RandomAccesFile (fi¸iere cu acces di- s rect) Dup˘ cum am v˘zut, fluxurile sunt procese secventiale de intrare/ie¸ire. a a ¸ s Acestea sunt adecvate pentru lucrul cu medii secventiale de memorare a ¸ datelor, cum ar fi banda magnetic˘ sau pentru transmiterea informatiilor a ¸ prin retea, desi sunt foarte utile ¸i pentru dispozitive ˆ care informatia poate ¸ s ın ¸ fi accesat˘ direct. a Clasa RandomAccesFile are urm˘toarele caracteristici: a • permite accesul nesecvential (direct) la continutul unui fi¸ier; ¸ ¸ s • este o clas˘ de sine st˘t˘toare, subclas˘ direct˘ a clasei Object; a aa a a • se g˘se¸te ˆ pachetul java.io; a s ın
  • 119. 118 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ • implementeaz˘ interfetele DataInput ¸i DataOutput, ceea ce ˆ a ¸ s ınseamna ca sunt disponibile metode de tipul readXXX, writeXXX, ˆ ıntocmai ca la clasele DataInputStream ¸i DataOutputStream; s • permite atˆt citirea cˆt ¸i scriere din/in fi¸iere cu acces direct; a a s s • permite specificarea modului de acces al unui fi¸ier (read-only, read- s write). Constructorii acestei clase sunt: RandomAccessFile(StringnumeFisier, StringmodAcces) throws IOException RandomAccessFile(StringnumeFisier, StringmodAcces) throws IOException unde modAcces poate fi: • ”r” - fi¸ierul este deschis numai pentru citire (read-only) s • ”rw” - fi¸ierul este deschis pentru citire ¸i scriere (read-write) s s Exemple: RandomAccesFile f1 = new RandomAccessFile("fisier.txt", "r"); //deschide un fisier pentru citire RandomAccesFile f2 = new RandomAccessFile("fisier.txt", "rw"); //deschide un fisier pentru scriere si citire Clasa RandomAccesFile suport˘ notiunea de pointer de fi¸ier. Acesta este a ¸ s un indicator ce specific˘ pozitia curent˘ ˆ fi¸ier. La deschiderea unui fi¸ier a ¸ a ın s s pointerul are valoarea 0, indicˆnd ˆ a ınceputul fi¸ierului. Apeluri la metodele s de citire/scrirere deplaseaz˘ pointerul fi¸ierului cu num˘rul de octeti cititi a s a ¸ ¸ sau scri¸i de metodele respective. s In plus fat˘de metodele de tip read ¸i write clasa pune la dispozitie ¸i ¸a s s metode pentru controlul pozitiei pointerului de fi¸ier. Acestea sunt: ¸ s • skipBytes - mut˘ pointerul fi¸ierului ˆ a s ınainte cu un num˘r specificat de a octeti ¸ • seek - pozitioneaza pointerului fi¸ierului ˆ ¸ s ınaintea unui octet specificat • getFilePointer - returneaz˘ pozitia pointerului de fi¸ier. a ¸ s
  • 120. 4.6. CLASA FILE 119 4.6 Clasa File Clasa File nu se refer˘ doar la un fi¸ier ci poate reprezenta fie un fi¸ier a s s anume, fie multimea fi¸ierelor dintr-un director. s Specificarea unui fi¸ier/director se face prin specificarea c˘ii absolute spre s a acel fi¸ier sau a c˘ii relative fat˘ de directorul curent. Acestea trebuie s˘ re- s a ¸a a specte conventiile de specificare a c˘ilor ¸i numelor fi¸ierelor de pe platforma ¸ a s s de lucru. Utilitate clasei File const˘ ˆ furnizarea unei modalit˘¸i de a abstractiza a ın at dependentele cailor ¸i numelor fi¸ierelor fat˘de ma¸ina gazd˘, precum ¸i ¸ s s ¸a s a s punerea la dispozitie a unor metode pentru lucrul cu fisere ¸i directoare la ¸ s nivelul sistemului de operare. Astfel, ˆ aceast˘ clas˘ vom g˘si metode pentru testarea existentei, ¸tergerea, ın a a a ¸ s redenumirea unui fi¸ier sau director, crearea unui director, listarea fi¸ierelor s s dintr-un director, etc. Trebuie mentionat ¸i faptul c˘ majoritatea constructorilor fluxurilor care ¸ s a permit accesul la fi¸iere accept˘ ca argument un obiect de tip File ˆ locul s a ın unui ¸ir ce reprezint˘ numele fi¸ierului respectiv. s a s File f = new File("fisier.txt"); FileInputStream in = new FileInputStream(f) Cel mai uzual constructor al clasei File este: public File(String numeFisier) Metodele mai importante ale clasei File au denumiri sugestive ¸i vor fi s prezentate prin intermediul exemplului urm˘tor care listeaz˘ fi¸ierele ¸i sub- a a s s directoarele unui director specificat ¸i, pentru fiecare din ele afi¸eaz˘ diverse s s a informatii: ¸ Listing 4.6: Listarea continutului unui director ¸ /* Programul listeaza fisierele si subdirectoarele unui director . Pentru fiecare din ele vor fi afisate diverse informatii . Numele directorului este primit ca argument de la linia de comanda , sau este directorul curent . */ import java . io .*;
  • 121. 120 ˘ CAPITOLUL 4. INTRARI SI IESIRI ¸ ¸ import java . util .*; public class ListareDirector { private static void info ( File f ) { // Afiseaza informatii despre un fisier sau director String nume = f . getName () ; if ( f . isFile () ) System . out . println ( " Fisier : " + nume ) ; else if ( f . isDirectory () ) System . out . println ( " Director : " + nume ) ; System . out . println ( " Cale absoluta : " + f . getAbsolutePath () + " n Poate citi : " + f . canRead () + " n Poate scrie : " + f . canWrite () + " n Parinte : " + f . getParent () + " n Cale : " + f . getPath () + " n Lungime : " + f . length () + " n Data ultimei modificari : " + new Date ( f . lastModified () ) ) ; System . out . println ( " - - - - - - - - - - - - - - " ) ; } public static void main ( String [] args ) { String nume ; if ( args . length == 0) nume = " . " ; // directorul curent else nume = args [0]; try { File director = new File ( nume ) ; File [] continut = director . listFiles () ; for ( int i = 0; i < continut . length ; i ++) info ( continut [ i ]) ; } catch ( Exception e ) { e . printStackTrace () ; } } }
  • 122. Capitolul 5 Interfete ¸ 5.1 Introducere 5.1.1 Ce este o interfat˘ ? ¸a Interfetele duc conceptul de clas˘ abstract˘ cu un pas ˆ ¸ a a ınainte prin eliminarea oric˘ror implement˘ri de metode, punˆnd ˆ practic˘ unul din conceptele a a a ın a program˘rii orientate obiect ¸i anume cel de separare a modelului unui obiect a s (interfat˘) de implementarea sa. A¸adar, o interfat˘ poate fi privita ca un ¸a s ¸a protocol de comunicare ˆıntre obiecte. O interfat˘ Java define¸te un set de metode dar nu specific˘ nici o imple- ¸a s a mentare pentru ele. O clas˘ care implementeaz˘ o interfat˘ trebuie obligato- a a ¸a riu s˘ specifice implement˘ri pentru toate metodele interfetei, supunˆndu-se a a ¸ a a¸adar unui anumit comportament. s Definitie ¸ O interfat˘ este o colectie de metode f˘r˘ implementare ¸i declaratii de ¸a ¸ aa s ¸ constante. Interfetele permit, al˘turi de clase, definirea unor noi tipuri de date. ¸ a 121
  • 123. 122 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ 5.2 Folosirea interfetelor ¸ 5.2.1 Definirea unei interfete ¸ Definirea unei interfete se face prin intermediul cuvˆntului cheie interface: ¸ a [public] interface NumeInterfata [extends SuperInterfata1, SuperInterfata2...] { /* Corpul interfetei: Declaratii de constane Declaratii de metode abstracte */ } O interfat˘ poate avea un singur modificator ¸i anume public. O interfat˘ ¸a s ¸a public˘ este accesibil˘ tuturor claselor, indiferent de pachetul din care fac a a parte, implicit nivelul de acces fiind doar la nivelul pachetului din care face parte interfata. ¸ O interfat˘ poate extinde oricˆte interfete. Acestea se numesc superinterfete ¸a a ¸ ¸ ¸i sunt separate prin virgul˘. (vezi ”Mo¸tenirea multipl˘ prin intermediul s a s a interfetelor”). ¸ Corpul unei interfete poate contine: ¸ ¸ • constante: acestea pot fi sau nu declarate cu modificatorii public, static ¸i final care sunt impliciti, nici un alt modificator neputˆnd s ¸ a ap˘rea ˆ declaratia unei variabile dintr-o interfat˘. Constantele unei a ın ¸ ¸a interfete trebuie obligatoriu initializate. ¸ ¸ interface Exemplu { int MAX = 100; // Echivalent cu: public static final int MAX = 100; int MAX; // Incorect, lipseste initializarea private int x = 1; // Incorect, modificator nepermis }
  • 124. 5.2. FOLOSIREA INTERFETELOR ¸ 123 • metode f˘r˘ implementare: acestea pot fi sau nu declarate cu mod- a a ificatorul public, care este implicit; nici un alt modificator nu poate ap˘rea ˆ declaratia unei metode a unei interfete. a ın ¸ ¸ interface Exemplu { void metoda(); // Echivalent cu: public void metoda(); protected void metoda2(); // Incorect, modificator nepermis Atentie ¸ • Variabilele unei interfete sunt implicit publice chiar dac˘ nu sunt declarate ¸ a cu modificatorul public. • Variabilele unei interfete sunt implicit constante chiar dac˘ nu sunt ¸ a declarate cu modificatorii static ¸i final. s • Metodele unei interfete sunt implicit publice chiar dac˘ nu sunt declarate ¸ a cu modificatorul public. • In variantele mai vechi de Java era permis ¸i modificatorul abstract s ˆ declaratia interfetei ¸i ˆ declaratiile metodelor, ˆ a acest lucru nu ın ¸ s ın ¸ ıns˘ mai este valabil, deoarece atˆt interfata cˆt ¸i metodele sale nu pot fi a ¸ a s altfel decˆt abstracte. a 5.2.2 Implementarea unei interfete ¸ Implementarea uneia sau mai multor interfete de c˘tre o clas˘ se face prin ¸ a a intermediul cuvˆntului cheie implements: a class NumeClasa implements NumeInterfata sau class NumeClasa implements Interfata1, Interfata2, ...
  • 125. 124 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ O clas˘ poate implementa oricˆte interfete sau poate s˘ nu implementeze a a ¸ a nici una. In cazul ˆ care o clas˘ implementeaz˘ o anumit˘ interfat˘, atunci tre- ın a a a ¸a buie obligatoriu s˘ specifice cod pentru toate metodele interfetei. Din acest a ¸ motiv, odat˘ creata ¸i folosit˘ la implementarea unor clase, o interfat˘ nu a s a ¸a mai trebuie modificat˘, ˆ sensul c˘ ad˘ugarea unor metode noi sau schim- a ın a a barea signaturii metodelor existente vor duce la erori ˆ compilarea claselor ın care o implementeaz˘. Evident, o clas˘ poate avea ¸i alte metode ¸i variabile a a s s membre ˆ afar˘ de cele definite ˆ interfat˘. ın a ın ¸a Atentie ¸ Modificarea unei interfete implic˘ modificarea tuturor claselor care im- ¸ a plementeaz˘ acea interfat˘. a ¸a O interfat˘ nu este o clas˘, dar orice referint˘ de tip interfat˘ poate primi ¸a a ¸a ¸a ca valoare o referinta la un obiect al unei clase ce implementeaz˘ interfata ¸ a ¸ respectiv˘. Din acest motiv, interfetele pot fi privite ca tipuri de date ¸i vom a ¸ s spune adesea c˘ un obiect are tipul X, unde X este o interfat˘, dac˘ acesta a ¸a a este o instant˘ a unei clase ce implementeaz˘ interfata X. ¸a a ¸ Implementarea unei interfete poate s˘ fie ¸i o clas˘ abstract˘. ¸ a s a a 5.2.3 Exemplu: implementarea unei stive S˘ consider˘m urm˘torul exemplu. Dorim s˘ implement˘m un nou tip de a a a a a date numit Stack, care s˘ modeleze notiunea de stiv˘ de obiecte. Obiectele a ¸ a de tip stiv˘, indiferent de implementarea lor, vor trebui s˘ contin˘ metodele: a a ¸ a • push - adaug˘ un nou element in stıv˘ a a • pop - elimin˘ elementul din vˆrful stivei a a • peek - returneaz˘ varful stivei a • empty - testeaz˘ dac˘ stiva este vid˘ a a a • toString - returneaz˘ continutul stivei sub forma unui ¸ir de caractere. a ¸ s
  • 126. 5.2. FOLOSIREA INTERFETELOR ¸ 125 Din punctul de vedere al structurii interne, o stiv˘ poate fi implementat˘ a a folosind un vector sau o list˘ ˆ antuit˘, ambele solutii avˆnd avantaje ¸i a ınl˘ ¸ a ¸ a s dezavantaje. Prima solutie este mai simplu de ˆ ¸eles, ˆ timp ce a doua este ¸ ınt ın mai eficient˘ din punctul de vedere al folosirii memoriei. Deoarece nu dorim a s˘ leg˘m tipul de date Stack de o anumit˘ implementare structural˘, ˆ vom a a a a ıl defini prin intermediul unei interfete. Vom vedea imediat avantajele acestei ¸ abord˘ri. a Listing 5.1: Interfata ce descrie stiva ¸ public interface Stack { void push ( Object item ) throws StackException ; void pop () throws StackException ; Object peek () throws StackException ; boolean empty () ; String toString () ; } Pentru a trata situatiile anormale care pot ap˘rea atunci cˆnd ˆ ¸ a a ıncerc˘ma s˘ punem un element ˆ stiv˘ ¸i nu este posibil din lips˘ de memorie, sau a ın a s a ˆ ıncerc˘m s˘ acces˘m vˆrful stivei ¸i aceasta este vid˘, vom defini o exceptie a a a a s a ¸ proprie StackException: Listing 5.2: Tipul de exceptie generat de stiv˘ ¸ a public class StackException extends Exception { public StackException () { super () ; } public StackException ( String msg ) { super ( msg ) ; } } D˘m ˆ continuare prima implementare a stivei, folosind un vector: a ın Listing 5.3: Implementarea stivei folosind un vector // Implementarea stivei folosind un vector de obiecte . public class StackImpl1 implements Stack { private Object items []; // Vectorul ce contine obiectele
  • 127. 126 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ private int n =0; // Numarul curent de elemente din stiva public StackImpl1 ( int max ) { // Constructor items = new Object [ max ]; } public StackImpl1 () { this (100) ; } public void push ( Object item ) throws StackException { if ( n == items . length ) throw new StackException ( " Stiva este plina ! " ) ; items [ n ++] = item ; } public void pop () throws StackException { if ( empty () ) throw new StackException ( " Stiva este vida ! " ) ; items [ - - n ] = null ; } public Object peek () throws StackException { if ( empty () ) throw new StackException ( " Stiva este vida ! " ) ; return items [n -1]; } public boolean empty () { return ( n ==0) ; } public String toString () { String s = " " ; for ( int i =n -1; i >=0; i - -) s += items [ i ]. toString () + " " ; return s ; } } Remarcati c˘, de¸i ˆ interfat˘ metodele nu sunt declarate explicit cu ¸ a s ın ¸a modificatorul public, ele sunt totu¸i publice ¸i trebuie declarate ca atare ˆ s s ın clas˘. a Trebuie remarcat ¸i faptul c˘ metoda toString este definit˘ deja ˆ clasa s a a ın Object, deci clasa noastr˘ o are deja implementat˘ ¸i nu am fi obtinut nici a as ¸ o eroare la compilare dac˘ nu o implementam explicit. Ceea ce facem acum a este de fapt supradefinirea ei.
  • 128. 5.2. FOLOSIREA INTERFETELOR ¸ 127 O alt˘ observatie important˘ se refer˘ la faptul c˘ trebuie s˘ declar˘m ˆ a ¸ a a a a a ın cadrul interfetei ¸i exceptiile aruncate de metode, ce trebuie obligatoriu ¸ s ¸ tratate. S˘ vedem acum modalitatea de implementare a stivei folosind o list˘ a a ˆ antuit˘: ınl˘ ¸ a Listing 5.4: Implementarea stivei folosind o list˘ a // Implementarea stivei folosind o lista inlantuita . public class StackImpl2 implements Stack { class Node { // Clasa interna ce reprezinta un nod al listei Object item ; // informatia din nod Node link ; // legatura la urmatorul nod Node ( Object item , Node link ) { this . item = item ; this . link = link ; } } private Node top = null ; // Referinta la varful stivei public void push ( Object item ) { Node node = new Node ( item , top ) ; top = node ; } public void pop () throws StackException { if ( empty () ) throw new StackException ( " Stiva este vida ! " ) ; top = top . link ; } public Object peek () throws StackException { if ( empty () ) throw new StackException ( " Stiva este vida ! " ) ; return top . item ; } public boolean empty () { return ( top == null ) ; } public String toString () { String s = " " ; Node node = top ; while ( node != null ) {
  • 129. 128 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ s += ( node . item ) . toString () + " " ; node = node . link ; } return s ; } } Singura observatie pe care o facem aici este c˘, de¸i metoda push din ¸ a s interfat˘ declar˘ aruncarea unor exceptii de tipul StackException, nu este ¸a a ¸ obligatoriu ca metoda din clas˘ s˘ specifice ¸i ea acest lucru, atˆt timp cˆt a a s a a nu genereaz˘ exceptii de acel tip. Invers este ˆ a obligatoriu. a ¸ ıns˘ In continuare este prezentat˘ o mic˘ aplicatie demonstrativ˘ care folose¸te a a ¸ a s tipul de date nou creat ¸i cele dou˘ implement˘ri ale sale: s a a Listing 5.5: Folosirea stivei public class TestStiva { public static void afiseaza ( Stack s ) { System . out . println ( " Continutul stivei este : " + s ) ; } public static void main ( String args []) { try { Stack s1 = new StackImpl1 () ; s1 . push ( " a " ) ; s1 . push ( " b " ) ; afiseaza ( s1 ) ; Stack s2 = new StackImpl2 () ; s2 . push ( new Integer (1) ) ; s2 . push ( new Double (3.14) ) ; afiseaza ( s2 ) ; } catch ( StackException e ) { System . err . println ( " Eroare la lucrul cu stiva ! " ) ; e . printStackTrace () ; } } } Observati folosirea interfetei Stack ca un tip de date, ce aduce flexibilitate ¸ ¸ sporit˘ ˆ manevrarea claselor ce implementeaz˘ tipul respectiv. Metoda a ın a
  • 130. 5.3. INTERFETE SI CLASE ABSTRACTE ¸ ¸ 129 afiseaza accept˘ ca argument orice obiect al unei clase ce implementeaz˘ a a Stack. Observatie¸ In pachetul java.util exist˘ clasa Stack care modeleaz˘ notiune de stiv˘ a a ¸ a de obiecte ¸i, evident, aceasta va fi folosit˘ ˆ aplicatiile ce au nevoie de acest s a ın ¸ tip de date. Exemplu oferit de noi nu are leg˘tur˘ cu aceast˘ clas˘ ¸i are rol a a a as pur demonstrativ. 5.3 Interfete ¸i clase abstracte ¸ s La prima vedere o interfat˘ nu este altceva decˆt o clas˘ abstract˘ ˆ care ¸a a a a ın toate metodele sunt abstracte (nu au nici o implementare). A¸adar, o clas˘ abstract˘ nu ar putea ˆ s a a ınlocui o interfat˘ ? ¸a Raspunsul la intrebare depinde de situatie, ˆ a ˆ general este ’Nu’. ¸ ıns˘ ın Deosebirea const˘ ˆ faptul c˘ unele clase sunt fortate s˘ extind˘ o anumit˘ a ın a ¸ a a a clas˘ (de exemplu orice applet trebuie s˘ fie subclasa a clasei Applet) ¸i nu ar a a s mai putea sa extind˘ o alt˘ clas˘, deoarece ˆ Java nu exista decˆt mo¸tenire a a a ın a s simpla. Fara folosirea interfetelor nu am putea forta clasa respectiv˘ s˘ ¸ ¸ a a respecte diverse tipuri de protocoale. La nivel conceptual, diferenta const˘ ˆ ¸ a ın: • extinderea unei clase abstracte forteaz˘ o relatie ˆ ¸ a ¸ ıntre clase; • implementarea unei interfete specific˘ doar necesitatea implement˘rii ¸ a a unor anumie metode. In multe situatii interfetele ¸i clasele abstracte sunt folosite ˆ ¸ ¸ s ımpreun˘a pentru a implementa cˆt mai flexibil ¸i eficient o anumit˘ ierarhie de clase. Un a s a exemplu sugestiv este dat de clasele ce descriu colectii. Ca sa particulariz˘m, ¸ a exist˘: a • interfata List care impune protocolul pe care trebuie s˘ ˆ respecte o ¸ a ıl clas˘ de tip list˘, a a • clasa abstract˘ AbstractList care implementeaz˘ interfata List ¸i a a ¸ s ofer˘ implement˘ri concrete pentru metodele comune tuturor tipurilor a a de list˘, a
  • 131. 130 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ • clase concrete, cum ar fi LinkedList, ArrayList care extind AbstractList. 5.4 Mo¸tenire multipl˘ prin interfete s a ¸ Interfetele nu au nici o implementare ¸i nu pot fi instantiate. Din acest motiv, ¸ s ¸ nu reprezint˘ nici o problem˘ ca anumite clase s˘ implementeze mai multe a a a interfete sau ca o interfat˘ s˘ extind˘ mai multe interfete (s˘ aib˘ mai multe ¸ ¸a a a ¸ a a superinterfete) ¸ class NumeClasa implements Interfata1, Interfata2, ... interface NumeInterfata extends Interfata1, Interfata2, ... O interfat˘ mosteneste atˆt constantele cˆt ¸i declaratiile de metode de la ¸a a a s ¸ superinterfetele sale. O clas˘ mo¸teneste doar constantele unei interfete ¸i ¸ a s ¸ s responsabilitatea implement˘rii metodelor sale. a S˘ consider˘m un exemplu de clasa care implementeaza mai multe interfete: a a ¸ interface Inotator { void inoata(); } interface Zburator { void zboara(); } interface Luptator { void lupta(); } class Erou implements Inotator, Zburator, Luptator { public void inoata() {} public void zboara() {} public void lupta() {} } Exemplu de interfat˘ care extinde mai multe interfete: ¸a ¸ interface Monstru { void ameninta(); } interface MonstruPericulos extends Monstru { void distruge();
  • 132. ¸ ˘ 5.4. MOSTENIRE MULTIPLA PRIN INTERFETE ¸ 131 } interface Mortal { void omoara(); } interface Vampir extends MonstruPericulos, Mortal { void beaSange(); } class Dracula implements Vampir { public void ameninta() {} public void distruge() {} public void omoara()() {} public void beaSange() {} } Evident, pot ap˘rea situatii de ambiguitate, atunci cˆnd exist˘ constante a ¸ a a sau metode cu acelea¸i nume ˆ mai multe interfete, ˆ a acest lucru trebuie s ın ¸ ıns˘ ˆ ıntotdeauna evitat, deoarece scrierea unui cod care poate fi confuz este un stil prost de programare. In cazul in care acest lucru se ˆ ampl˘, compilatorul ıntˆ a nu va furniza eroare decˆt dac˘ se ˆ a a ıncearc˘ referirea constantelor ambigue a f˘r˘ a le prefixa cu numele interfetei sau dac˘ metodele cu acela¸i nume nu aa ¸ a s pot fi deosbite, cum ar fi situatia cˆnd au aceea¸i list˘ de argumente dar ¸ a s a tipuri returnate incompatibile. interface I1 { int x=1; void metoda(); } interface I2 { int x=2; void metoda(); //corect //int metoda(); //incorect } class C implements I1, I2 { public void metoda() { System.out.println(I1.x); //corect System.out.println(I2.x); //corect System.out.println(x); //ambiguitate
  • 133. 132 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ } } S˘ recapitul˘m cˆteva lucruri legate de clase ¸i interfete: a a a s ¸ • O clas˘ nu poate avea decˆt o superclas˘. a a a • O clas˘ poate implementa oricˆte interfete. a a ¸ • O clas˘ trebuie obligatoriu s˘ trateze metodele din interfetele pe care a a ¸ la implementeaz˘. a • Ierarhia interfetelor este independent˘ de ierarhia claselor care le im- ¸ a plementeaz˘.a 5.5 Utilitatea interfetelor ¸ Dup˘ cum am v˘zut, o interfat˘ define¸te un protocol ce poate fi implementat a a ¸a s de orice clas˘, indiferent de ierarhia de clase din care face parte. Interfetele a ¸ sunt utile pentru: • definirea unor similaritati ˆ ıntre clase independente f˘r˘ a forta artificial aa ¸ o legatur˘ ˆ a ıntre ele; • asigur˘ c˘ toate clasele care implementeaz˘ o interfat˘ pun la dipozitie a a a ¸a ¸ metodele specificate ˆ interfat˘ - de aici rezult˘ posibilitatea imple- ın ¸a a ment˘rii unor clase prin mai multe modalit˘¸i ¸i folosirea lor ˆ a at s ıntr-o manier˘ unitar˘; a a • definirea unor grupuri de constante; • transmiterea metodelor ca parametri; 5.5.1 Crearea grupurilor de constante Deoarece orice variabil˘ a unei interfete este implicit declarat˘ cu public, a ¸ a static si final, interfetele reprezint˘ o metod˘ convenabil˘ de creare a unor ¸ a a a grupuri de constante care s˘ fie folosite global ˆ a ıntr-o aplicatie: ¸
  • 134. 5.5. UTILITATEA INTERFETELOR ¸ 133 public interface Luni { int IAN=1, FEB=2, ..., DEC=12; } Folosirea acestor constante se face prin expresii de genul NumeInterfata.constanta, ca ˆ exemplul de mai jos: ın if (luna < Luni.DEC) luna ++ else luna = Luni.IAN; 5.5.2 Transmiterea metodelor ca parametri Deoarece nu exist˘ pointeri propriu-zi¸i, transmiterea metodelor ca parametri a s este realizat˘ ˆ Java prin intermediul interfetelor. Atunci cˆnd o metod˘ a ın ¸ a a trebuie s˘ primeasc˘ ca argument de intrare o referint˘ la o alt˘ functie a a ¸a a ¸ necesar˘ executiei sale, cunoscut˘ doar la momentul executiei, atunci argu- a ¸ a ¸ mentul respectiv va fi declarat de tipul unei interfete care contine metoda ¸ ¸ respectiv˘. La executie metoda va putea primi ca parametru orice obiect ce a ¸ implementeaz˘ interfata respectiv˘ ¸i deci contine ¸i codul functiei respective, a ¸ as ¸ s ¸ aceasta urmˆnd s˘ fie apelat˘ normal pentru a obtine rezultatul dorit. a a a ¸ Aceast˘ tehnic˘, denumit˘ ¸i call-back, este extrem de folosit˘ ˆ Java a a a s a ın ¸i trebuie neap˘rat ˆ ¸eleas˘. S˘ consider˘m mai multe exemple pentru a s a ınt a a a clarifica lucrurile. Primul exemplu se refer˘ la explorarea nodurilor unui graf. In fiecare a nod trebuie s˘ se execute prelucrarea informatiei din nodul respectiv prin a ¸ intermediul unei functii primite ca parametru. Pentru aceasta, vom defini o ¸ interfata Functie care va specifica metoda trimis˘ ca parametru. ¸˘ a interface Functie { public void executa(Nod u); } class Graf { //... void explorare(Functie f) { //...
  • 135. 134 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ if (explorarea a ajuns in nodul v) { f.executa(v); //... } } } //Definim doua functii class AfisareRo implements Functie { public void executa(Nod v) { System.out.println("Nodul curent este: " + v); } } class AfisareEn implements Functie { public void executa(Nod v) { System.out.println("Current node is: " + v); } } public class TestCallBack { public static void main(String args[]) { Graf G = new Graf(); G.explorare(new AfisareRo()); G.explorare(new AfisareEn()); } } Al doilea xemplu va fi prezentat ˆ sectiunea urm˘toare, ˆ ın ¸ a ıntrucˆt face a parte din API-ul standard Java ¸i vor fi puse ˆ evident˘, prin intermediul s ın ¸a s˘u, ¸i alte tehnici de programare. a s 5.6 Interfata FilenameFilter ¸ Instantele claselor ce implementeaz˘ aceasta interfat˘ sunt folosite pentru a ¸ a ¸a crea filtre pentru fi¸iere ¸i sunt primite ca argumente de metode care listeaz˘ s s a continutul unui director, cum ar fi metoda list a clasei File. ¸ A¸adar, putem spune c˘ metoda list prime¸te ca argument o alt˘ functie s a s a ¸ care specific˘ dac˘ un fi¸ier va fi returnat sau nu (criteriul de filtrare). a a s
  • 136. 5.6. INTERFATA FILENAMEFILTER ¸ 135 Interfata FilenameFilter are o singur˘ metod˘: accept care specific˘ ¸ a a a criteriul de filtrare ¸i anume, testeaz˘ dac˘ numele fi¸ierului primit ca para- s a a s metru ˆ ındepline¸te conditiile dorite de noi. s ¸ Definitia interfetei este: ¸ ¸ public interface FilenameFilter { public boolean accept(File dir, String numeFisier); } A¸adar, orice clas˘ de specificare a unui filtru care implementez˘ interfata s a a ¸ FilenameFilter trebuie s˘ implementeze metoda accept a acestei interfete. a ¸ Aceste clase mai pot avea ¸i alte metode, de exemplu un constructor care s˘ s a primeasca criteriul de filtrare. In general, o clas˘ de specificare a unui filtru a are urm˘torul format: a class FiltruFisiere implements FilenameFilter { String filtru; // Constructorul FiltruFisiere(String filtru) { this.filtru = filtru; } // Implementarea metodei accept public boolean accept(File dir, String nume) { if (filtrul este indeplinit) return true; else return false; } } Metodele cele mai uzuale ale clasei String folosite pentru filtrarea fi¸ierelor s sunt: • endsWith - testeaz˘ dac˘ un ¸ir are o anumit˘ terminatie a a s a ¸ • indexOf - testeaz˘ dac˘ un ¸ir contine un anumit sub¸ir, returnˆnd a a s ¸ s a pozitia acestuia, sau 0 ˆ caz contrar. ¸ ın
  • 137. 136 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ Instantele claselor pentru filtrare sunt primite ca argumente de metode ¸ de listare a continutului unui director. O astfel de metod˘ este list din ¸ a clasa File: String[] list (FilenameFilter filtru) Observati c˘ aici interfata este folosit˘ ca un tip de date, ea fiind substi- a ¸ a tuit˘ cu orice clas˘ care o implementeaz˘. Acesta este un exemplu tipic de a a a transmitere a unei functii (functia de filtrare accept) ca argument al unei ¸ ¸ metode. S˘ consider˘m exemplul complet ˆ care dorim s˘ list˘m fi¸ierele din di- a a ın a a s rectorul curent care au o anumit˘ extensie. a Listing 5.6: Listarea fi¸ierelor cu o anumit˘ extensie s a /* Listarea fisierelor din directorul curent care au anumita extensie primita ca argument . Daca nu se primeste nici un argument , vor fi listate toate . */ import java . io .*; class Listare { public static void main ( String [] args ) { try { File director = new File ( " . " ) ; String [] list ; if ( args . length > 0) list = director . list ( new Filtru ( args [0]) ) ; else list = director . list () ; for ( int i = 0; i < list . length ; i ++) System . out . println ( list [ i ]) ; } catch ( Exception e ) { e . printStackTrace () ; } } } class Filtru implements FilenameFilter { String extensie ; Filtru ( String extensie ) { this . extensie = extensie ;
  • 138. 5.6. INTERFATA FILENAMEFILTER ¸ 137 } public boolean accept ( File dir , String nume ) { return ( nume . endsWith ( " . " + extensie ) ) ; } } 5.6.1 Folosirea claselor anonime In cazul ˆ care nu avem nevoie de clasa care reprezint˘ filtrul pentru listarea ın a fi¸ierelor dintr-un director decˆt o singur˘ dat˘, pentru a evita crearea unei s a a a noi clase de sine st˘t˘toare care s˘ fie folosit˘ pentru instantierea unui singur aa a a ¸ obiect, putem folosi clas˘ intern˘ anonim˘, aceast˘ situatie fiind un exemplu a a a a ¸ tipic de folosire a acestora. Listing 5.7: Folosirea unei clase anonime /* Listarea fisierelor din directorul curent folosind o clasa anonima pentru filtru . */ import java . io .*; class Listare { public static void main ( String [] args ) { try { File director = new File ( " . " ) ; String [] list ; if ( args . length > 0) { final String extensie = args [0]; list = director . list ( new FilenameFilter () { // Clasa interna anonima public boolean accept ( File dir , String nume ) { return ( nume . endsWith ( " . " + extensie ) ) ; } }) ; } else list = director . list () ; for ( int i = 0; i < list . length ; i ++) System . out . println ( list [ i ]) ; } catch ( Exception e ) { e . printStackTrace () ; }
  • 139. 138 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ } } A¸adar, o modalitate uzual˘ de folosire a claselor anonime pentru instantierea s a ¸ unui obiect care trebuie s˘ respecte o interfat˘ este: a ¸a metoda(new Interfata() { // Implementarea metodelor interfetei }); 5.7 Compararea obiectelor Am v˘zut ˆ primul capitol c˘ o solutie facil˘ ¸i eficient˘ de sortare a unui a ın a ¸ as a vector este folosirea metodei sort din clasa java.util.Arrays. int v[]={3, 1, 4, 2}; java.util.Arrays.sort(v); // Sorteaza vectorul v // Acesta va deveni {1, 2, 3, 4} In cazul ˆ care elementele din vector sunt de tip primitiv, ca in exem- ın plul de mai sus, nu exist˘ nici o problem˘ ˆ a determina ordinea fireasc˘ a a ın a a elementelor. Ce se ˆ ampl˘ ˆ a atunci cˆnd vectorul contine referinte la ınt˘ a ıns˘ a ¸ ¸ obiecte de un anumit tip ? S˘ consider˘m urm˘torul exemplu, ˆ care dorim a a a ın s˘ sort˘m un vector format din instante ale clasei Persoana, definit˘ mai jos: a a ¸ a Listing 5.8: Clasa Persoana (f˘r˘ suport pentru comparare) aa class Persoana { int cod ; String nume ; public Persoana ( int cod , String nume ) { this . cod = cod ; this . nume = nume ; } public String toString () { return cod + " t " + nume ; } }
  • 140. 5.7. COMPARAREA OBIECTELOR 139 Programul urm˘tor ar trebui s˘ sorteze un vector de persoane: a a Listing 5.9: Sortarea unui vector de tip referint˘ ¸a class Sortare { public static void main ( String args []) { Persoana p [] = new Persoana [4]; p [0] = new Persoana (3 , " Ionescu " ) ; p [1] = new Persoana (1 , " Vasilescu " ) ; p [2] = new Persoana (2 , " Georgescu " ) ; p [3] = new Persoana (4 , " Popescu " ) ; java . util . Arrays . sort ( p ) ; System . out . println ( " Persoanele ordonate dupa cod : " ) ; for ( int i =0; i < p . length ; i ++) System . out . println ( p [ i ]) ; } } La executia acestei aplicatii va fi obtinut˘ o exceptie, deoarece metoda ¸ ¸ ¸ a ¸ sort nu ¸tie care este ordinea natural˘ a obiectelor de tip Persoana. Va s a trebui, ˆ ıntr-un fel sau altul, s˘ specific˘m acest lucru. a a 5.7.1 Interfata Comparable ¸ Interfata Comparable impune o ordine total˘ asupra obiectelor unei clase ce ¸ a o implementeaz˘. Aceast˘ ordine se nume¸te ordinea natural˘ a clasei ¸i este a a s a s specificat˘ prin intermediul metodei compareTo. Definitia interfetei este: a ¸ ¸ public interface Comparable { int compareTo(Object o); } A¸adar, o clas˘ ale c˘rei instante trebuie s˘ fie comparabil va implementa s a a ¸ a metoda compareTo care trebuie s˘ returneze: a • o valoare strict negativ˘: dac˘ obiectul curent (this) este mai mic a a decˆ obiectul primit ca argument; a • zero: dac˘ obiectul curent este egal decˆ obiectul primit ca argument; a a
  • 141. 140 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ • o valoare strict pozitiv˘: dac˘ obiectul curent este mai mare decˆ a a a obiectul primit ca argument. Reamintim c˘ metoda equals, mo¸tenit˘ din Object de toate clasele, a s a determin˘ dac˘ dou˘ obiecte sunt egale (au aceea¸i valoare). Spunem c˘ a a a s a ordinea natural˘ a unei clase C este consitent˘ cu equals dac˘ ¸i numai a a a s dac˘ (e1.compareTo((Object)e2) == 0) are aceeas¸i valoare logic˘ cu a s a e1.equals((Object)e2, pentru orice e1, e2 instante ale lui C. ¸ null nu este instant˘ a nici unei clase ¸i e.compareTo(null) trebuie s˘ ¸a s a arunce o exceptie de tip NullPointerException chiar dac˘ e.equals(null) ¸ a returneaz˘ false. a S˘ presupunem c˘ dorim ca ordinea natural˘ a persoanelor s˘ fie dup˘ a a a a a codul lor intern. Listing 5.10: Clasa Persoana cu suport pentru comparare class Persoana implements Comparable { int cod ; String nume ; public Persoana ( int cod , String nume ) { this . cod = cod ; this . nume = nume ; } public String toString () { return cod + " t " + nume ; } public boolean equals ( Object o ) { if (!( o instanceof Persoana ) ) return false ; Persoana p = ( Persoana ) o ; return ( cod == p . cod ) && ( nume . equals ( p . nume ) ) ; } public int compareTo ( Object o ) { if ( o == null ) throw new Null P o i n t e r E x c e p t i o n () ; if (!( o instanceof Persoana ) ) throw new Clas sCas tExce ptio n ( " Nu pot compara ! " ) ; Persoana p = ( Persoana ) o ;
  • 142. 5.7. COMPARAREA OBIECTELOR 141 return ( cod - p . cod ) ; } } Observati folosirea operatorului instanceof, care verific˘ dac˘ un obiect ¸ a a este instant˘ a unei anumite clase. Metoda compareTo va arunca o exceptie ¸a ¸ de tipul ClassCastException dac˘ se ˆ a ıncearc˘ compararea unui obiect de a tip Persoana cu un obiect de alt tip. Metoda equals va returna, pur ¸i s simplu, false. 5.7.2 Interfata Comparator ¸ In cazul ˆ care dorim s˘ sort˘m elementele unui vector ce contine referinte ın a a ¸ ¸ dup˘ alt criteriu decˆt ordinea natural˘ a elemenetelor, avem nevoie de o alt˘ a a a a solutie. Aceasta este oferit˘ tot de metoda sort din clasa java.util.Arrays, ¸ a dar ˆ varianta ˆ care, pe lˆng˘ vectorul ce trebuie sortat, vom transmite ın ın a a un argument de tip Comparator care s˘ specifice modalitatea de comparare a a elementelor. Interfata java.util.Comparator contine metoda compare, care impune ¸ ¸ o ordine total˘ asupra elementelor unei colectii. Aceasta returneaz˘ un ˆ a ¸ a ıntreg cu aceea¸i semnificatie ca la metoda compareTo a interfetei Comparator ¸i s ¸ ¸ s are urm˘toarea definitie: int compare(Object o1, Object o2); a ¸ S˘ presupunem c˘ dorim s˘ sort˘m persoanele ordonate dup˘ numele lor. a a a a a Pentru definirea comparatorului vom folosi o clas˘ anonim˘. a a Listing 5.11: Sortarea unui vector folosind un comparator import java . util .*; class Sortare { public static void main ( String args []) { Persoana p [] = new Persoana [4]; p [0] = new Persoana (3 , " Ionescu " ) ; p [1] = new Persoana (1 , " Vasilescu " ) ; p [2] = new Persoana (2 , " Georgescu " ) ; p [3] = new Persoana (4 , " Popescu " ) ; Arrays . sort (p , new Comparator () { public int compare ( Object o1 , Object o2 ) { Persoana p1 = ( Persoana ) o1 ; Persoana p2 = ( Persoana ) o2 ; return ( p1 . nume . compareTo ( p2 . nume ) ) ;
  • 143. 142 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸ } }) ; System . out . println ( " Persoanele ordonate dupa nume : " ) ; for ( int i =0; i < p . length ; i ++) System . out . println ( p [ i ]) ; } } Observati cum compararea a dou˘ ¸iruri de caractere se face tot cu metoda ¸ as compareTo, clasa String implemenˆnd interfata Comparable. a ¸ 5.8 Adaptori In cazul ˆ care o interfat˘ contine mai multe metode ¸i, la un moment ın ¸a ¸ s dat, avem nevoie de un obiect care implementeaz˘ interfata respectiv dar nu a ¸ specific˘ cod decˆt pentru o singur˘ metod˘, el trebui totu¸i s˘ implementeze a a a a s a toate metodele interfetei, chiar dac˘ nu specific˘ nici un cod. ¸ a a interface X { void metoda_1(); void metoda_2(); ... void metoda_n(); } ... // Avem nevoie de un obiect de tip X // ca argument al unei functii functie(new X() { public void metoda_1() { // Singura metoda care ne intereseaza ... } // Trebuie sa apara si celelalte metode // chiar daca nu au implementare efectiva public void metoda_2() {} public void metoda_3() {} ... public void metoda_n() {}
  • 144. 5.8. ADAPTORI 143 }); Aceast˘ abordare poate fi nepl˘cut˘ dac˘ avem frecvent nevoie de obiecte a a a a ale unor clase ce implementeaz˘ interfata X. Solutia la aceast˘ problem˘ este a ¸ ¸ a a folosirea adaptorilor. Definitie ¸ Un adaptor este o clas˘ abstract˘ care implementeaz˘ o anumit˘ interfat˘ a a a a ¸a f˘r˘ a specifica cod nici unei metode a interfetei. aa ¸ public abstract class XAdapter implements X { public void metoda_1() {} public void metoda_2() {} ... public void metoda_n() {} } In situatia cˆnd avem nevoie de un obiect de tip X vom folosi clasa ¸ a abstract˘, supradefinind doar metoda care ne intereseaz˘: a a functie(new XAdapter() { public void metoda_1() { // Singura metoda care ne intereseaza ... } }); Mai multe exemple de folosire a adaptorilor vor fi date ˆ capitolul ”Interfata ın ¸ grafic˘ cu utilizatorul”. a
  • 145. 144 CAPITOLUL 5. INTERFETE ¸
  • 146. Capitolul 6 Organizarea claselor 6.1 Pachete Definitie ¸ Un pachet este o colectie de clase ¸i interfete ˆ ¸ s ¸ ınrudite din punctul de vedere al functionalit˘¸ii lor. Sunt folosite pentru g˘sirea ¸i utilizarea mai ¸ at a s u¸oar˘ a claselor, pentru a evita conflictele de nume ¸i pentru a controla s a s accesul la anumite clase. In alte limbaje de programare pachetele se mai numesc libr˘rii sau bibilioteci. a 6.1.1 Pachetele standard (J2SDK) Platforma standard de lucru Java se bazeaz˘ pe o serie de pachete cu ajutorul a c˘rora se pot construi ˆ a ıntr-o manier˘ simplificat˘ aplicatiile. Exist˘ deci un a a ¸ a set de clase deja implementate care modeleaz˘ structuri de date, algoritmi sau a diverse notiuni esentiale ˆ dezvoltarea unui program. Cele mai importante ¸ ¸ ın pachete ¸i suportul oferit de lor sunt: s • java.lang - clasele de baz˘ ale limbajului Java a • java.io - intr˘ri/ie¸iri, lucrul cu fi¸iere a s s • java.util - clase ¸i interfete utile s ¸ • java.applet - dezvoltarea de appleturi 145
  • 147. 146 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR • java.awt - interfata grafic˘ cu utilizatorul ¸ a • java.awt.event - mecanismele de tratare e evenimentelor generate de utilizator • java.beans - scrierea de componente reutilizabile • java.net - programare de retea ¸ • java.sql - lucrul cu baze de date • java.rmi - executie la distant˘ Remote Message Interface ¸ ¸a • java.security - mecanisme de securitate: criptare, autentificare • java.math - operatii matematice cu numere mari ¸ • java.text - lucrul cu texte, date ¸i numere independent de limb˘ s a • java.lang.reflect - introspectie ¸ • javax.swing - interfata grafic˘ cu utilizatorul, mult ˆ ¸ a ımbog˘¸it˘ fat˘ de at a ¸a AWT. • ... 6.1.2 Folosirea membrilor unui pachet Conform specificatiilor de acces ale unei clase ¸i ale mebrilor ei, doar clasele ¸ s publice ¸i membrii declarati publici ai unei clase sunt accesibili ˆ afara pa- s ¸ ın chetului ˆ care se g˘sesc. Dup˘ cum am v˘zut ˆ sectiunea ”Specificatori ın a a a ın ¸ de acces pentru membrii unei clase”, accesul implicit ˆ Java este la nivel de ın pachet. Pentru a folosi o clas˘ public˘ dintr-un anumit pachet, sau pentru a apela a a o metod˘ public˘ a unei clase publice a unui pachet, exist˘ trei solutii: a a a ¸ • specificarea numelui complet al clasei • importul clasei respective • importul ˆ ıntregului pachet ˆ care se g˘se¸te clasa. ın a s
  • 148. 6.1. PACHETE 147 Specificarea numelui complet al clasei se face prin prefixarea numelui scurt al clasei cu numele pachetului din care face parte: numePachet.NumeClasa. Button - numele scurt al clasei java.awt - pachetul din care face parte java.awt.Button - numele complet al clasei Aceast˘ metod˘ este recomandat˘ doar pentru cazul ˆ care folosirea a a a ın acelei clase se face o singur˘ dat˘ sau foarte rar. a a De exemplu, ar fi extrem de nepl˘cut s˘ scriem de fiecare dat˘ cˆnd vrem a a a a s˘ declar˘m un obiect grafic secvente de genul: a a ¸ java.awt.Button b1 = new java.awt.Button("OK"); java.awt.Button b2 = new java.awt.Button("Cancel"); java.awt.TextField tf1 = new java.awt.TextField("Neplacut"); java.awt.TextField tf2 = new java.awt.TextField("Tot neplacut"); In aceste situatii, vom importa ˆ aplicatia noastr˘ clasa respectiv˘, sau ¸ ın ¸ a a ˆ ıntreg pachetul din care face parte. Acest lucru se realizeaz˘ prin instructiunea a ¸ import, care trebuie s˘ apar˘ la ˆ a a ınceputul fi¸ierelor surs˘, ˆ s a ınainte de declararea vreunei clase sau interfete. ¸ 6.1.3 Importul unei clase sau interfete ¸ Se face prin instructiunea import ˆ care specific˘m numele complet al clasei ¸ ın a sau interfetei pe care dorim s˘ o folosim dintr-un anumit pacehet: ¸ a import numePachet.numeClasa; //Pentru exemplul nostru: import java.awt.Button; import java.awt.TextField; Din acest moment, vom putea folosi ˆ clasele fi¸ierului ˆ care am plasat ın s ın instructiunea de import numele scurt al claselor Button ¸i TextField: ¸ s Button b1 = new Button("OK"); Button b2 = new Button("Cancel"); TextField tf1 = new TextField("Placut"); TextField tf2 = new TextField("Foarte placut");
  • 149. 148 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR Aceast˘ abordare este eficient˘ ¸i recomandat˘ ˆ cazul ˆ care nu avem a as a ın ın nevoie decˆt de cˆteva clase din pachetul respectiv. Dac˘ ˆ exemplul nostru a a a ın am avea nevoie ¸i de clasele Line, Point, Rectangle, Polygon, ar trebui s˘ s a avem cˆte o instructiune de import pentru fiecare dintre ele: a ¸ import java.awt.Button; import java.awt.TextField; import java.awt.Rectangle; import java.awt.Line; import java.awt.Point; import java.awt.Polygon; In aceast˘ situatie ar fi mai simplu s˘ folosim importul la cerere din ˆ a ¸ a ıntregul pachet ¸i nu al fiec˘rei clase ˆ parte. s a ın 6.1.4 Importul la cerere dintr-un pachet Importul la cerere dintr-un anumit pachet se face printr-o instructiune import ¸ ˆ care specific˘m numele pachetului ale c˘rui clase ¸i interfete dorim s˘ le ın a a s ¸ a folosim, urmat de simbolul *. Se nume¸te import la cerere deoarece ˆ arcarea s ınc˘ claselor se face dinamic, ˆ momentul apel˘rii lor. ın a import numePachet.*; //Pentru exemplul nostru: import java.awt.*; Din acest moment, vom putea folosi ˆ clasele fi¸ierului ˆ care am plasat ın s ın instructiunea de import numele scurt al tuturor claselor pachetului importat: ¸ Button b = new Button("OK"); Point p = new Point(0, 0); Atentie ¸ * nu are semnificatia uzual˘ de la fi¸iere de wildcard (masc˘) ¸i nu poate fi ¸ a s a s folosit decˆt ca atare. O expresie de genul import java.awt.C*; va produce a o eroare de compilare.
  • 150. 6.1. PACHETE 149 In cazul ˆ care sunt importate dou˘ sau mai multe pachete care contin ın a ¸ clase (interfete) cu acela¸i nume, atunci referirea la ele trebuie f˘cut˘ doar ¸ s a a folosind numele complet, ˆ caz contrar fiind semnalat˘ o ambiguitate de ın a c˘tre compilator. a import java.awt.*; // Contine clasa List import java.util.*; // Contine interfata List ... List x; //Declaratie ambigua java.awt.List a = new java.awt.List(); //corect java.util.List b = new ArrayList(); //corect Sunt considerate importate automat, pentru orice fi¸ier surs˘, urm˘toarele s a a pachete: • pachetul java.lang import java.lang.*; // Poate sau nu sa apara // Mai bine nu... • pachetul curent • pachetul implicit (f˘r˘ nume) aa 6.1.5 Importul static Aceast˘ facilitate, introdus˘ ˆ a a ıncepˆnd cu versiunea 1.5, permite referirea con- a stantelor statice ale unei clase f˘r˘ a mai specifica numele complet al aces- aa teia ¸i este implementat˘ prin ad˘ugarea cuvˆntului cheie static dup˘ cel de s a a a a import: import static numePachet.NumeClasa.*; Astfel, ˆ loc s˘ ne referim la constantele clasei cu expresii de tipul ın a NumeClasa.CONSTANTA, putem folosi doar numele constantei.
  • 151. 150 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR // Inainte de versiuna 1.5 import java.awt.BorderLayout.*; ... fereastra.add(new Button(), BorderLayout.CENTER); // Incepand cu versiunea 1.5 import java.awt.BorderLayout.*; import static java.awt.BorderLayout.*; ... fereastra.add(new Button(), CENTER); Atentie ¸ Importul static nu import˘ decˆt constantele statice ale unei clase, nu ¸i a a s clasa ˆ sine. ın 6.1.6 Crearea unui pachet Toate clasele ¸i interfetele Java apartin la diverse pachete, grupate dup˘ s ¸ a functionalitatea lor. Dup˘ cum am v˘zut clasele de baz˘ se g˘sesc ˆ pa- ¸ a a a a ın chetul java.lang, clasele pentru intr˘ri/ie¸iri sunt ˆ java.io, clasele pentru a s ın interfata grafic˘ ˆ java.awt, etc. ¸ a ın Crearea unui pachet se realizeaz˘ prin scriere la ˆ a ınceputul fi¸ierelor surs˘ s a ce contin clasele ¸i interfetele pe care dorim s˘ le grup˘m ˆ ¸ s ¸ a a ıntr-un pachet a instructiunii: package numePachet; ¸ S˘ consider˘m un exemplu: presupunem c˘ avem dou˘ fi¸iere surs˘ Graf.java a a a a s a ¸i Arbore.java. s //Fisierul Graf.java package grafuri; class Graf {...} class GrafPerfect extends Graf {...} //Fisierul Arbore.java package grafuri; class Arbore {...}
  • 152. 6.1. PACHETE 151 class ArboreBinar extends Arbore {...} Clasele Graf, GrafPerfect, Arbore, ArboreBinar vor face parte din acela¸i pachet grafuri. s Instructiunea package actioneaz˘ asupra ˆ ¸ ¸ a ıntregului fi¸ier surs˘ la ˆ s a ınceputul c˘ruia apare. Cu alte cuvinte nu putem specifica faptul c˘ anumite clase a a dintr-un fi¸ier surs˘ apartin unui pachet, iar altele altui pachet. s a ¸ Dac˘ nu este specificat un anumit pachet, clasele unui fi¸ier surs˘ vor face a s a parte din pachetul implicit (care nu are nici un nume). In general, pachetul implicit este format din toate clasele ¸i intefetele directorului curent de lucru. s ¸ Este recomandat ˆ a ca toate clasele ¸i intefetele s˘ fie plasate ˆ pachete, ıns˘ s a ın pachetul implicit fiind folosit doar pentru aplicatii mici sau prototipuri. ¸ 6.1.7 Denumirea unui pachet Exist˘ posibilitatea ca doi programatori care lucreaz˘ la un proiect comun a a s˘ foloseasc˘ acela¸i nume pentru unele din clasele lor. De asemenea, se a a s poate ca una din clasele unei aplicatii s˘ aib˘ acela¸i nume cu o clas˘ a ¸ a a s a mediului Java. Acest lucru este posibil atˆt timp cˆt clasele cu acela¸i nume a a s se gasesc ˆ pachete diferite, ele fiind diferentiate prin prefixarea lor cu numele ın ¸ pachetelor. Ce se ˆ ampl˘ ˆ a cˆnd doi programatori care lucreaz˘ la un proiect ıntˆ a ıns˘ a a comun folosesc clase cu acela¸i nume, ce se gasesc ˆ pachete cu acela¸i nume s ın s ? Pentru a evita acest lucru, companiile folosesc inversul domeniului lor Internet ˆ denumirea pachetelor implementate ˆ cadrul companiei, cum ın ın ar fi ro.companie.numePachet. In cadrul aceleiasi companii, conflictele de nume vor fi rezolvate prin diverse conventii de uz intern, cum ar fi folosirea ¸ numelui de cont al programatorilor ˆ denumirea pachetelor create de ace¸tia. ın s De exemplu, programatorul cu numele Ion al companiei XSoft, avˆnd contul a ion@xsoft.ro, ˆsi va prefixa pachetele cu ro.xsoft.ion, pentru a permite ı¸ identificarea ˆ mod unic a claselor sale, indiferent de contextul ˆ care acestea ın ın vor fi integrate.
  • 153. 152 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR 6.2 Organizarea fi¸ierelor s 6.2.1 Organizarea fi¸ierelor surs˘ s a Orice aplicatie nebanal˘ trebuie s˘ fie construit˘ folosind o organizare ier- ¸ a a a arhic˘ a componentelor sale. Este recomandat ca strategia de organizare a a fi¸ierelor surs˘ s˘ respecte urm˘toarele conventii: s a a a ¸ • Codul surs˘ al claselor ¸i interfetelor s˘ se gaseasc˘ ˆ fi¸iere ale c˘ror a s ¸ a a ın s a nume s˘ fie chiar numele lor scurt ¸i care s˘ aib˘ extensia .java. a s a a Atentie ¸ Este obligatoriu ca o clas˘/interfat˘ public˘ s˘ se gaseasc˘ ˆ a ¸a a a a ıntr-un fi¸ier avˆnd numele clasei(interfetei) ¸i extenisa .java, sau compilatorul s a ¸ s va furniza o eroare. Din acest motiv, ˆ ıntr-un fi¸ier surs˘ nu pot exista s a dou˘ clase sau interfete publice. Pentru clasele care nu sunt publice a ¸ acest lucru nu este obligatoriu, ci doar recomandat. Intr-un fi¸ier surs˘ s a pot exista oricˆte clase sau interfete care nu sunt publice. a ¸ • Fi¸ierele surs˘ trebuie s˘ se g˘seasc˘ ˆ directoare care s˘ reflecte nu- s a a a a ın a mele pachetelor ˆ care se g˘sesc clasele ¸i interfetele din acele fi¸iere. ın a s ¸ s Cu alte cuvinte, un director va contine surse pentru clase ¸i interfete ¸ s ¸ din acela¸i pachet iar numele directorului va fi chiar numele pachetu- s lui. Dac˘ numele pachetelor sunt formate din mai multe unit˘¸i lexicale a at separate prin punct, atunci acestea trebuie de asemenea s˘ corespund˘ a a unor directoare ce vor descrie calea spre fi¸ierele surs˘ ale c˘ror clase s a a ¸i interfete fac parte din pachetele respective. s ¸ Vom clarifica modalitatea de organizare a fi¸ierelor surs˘ ale unei aplicatii s a printr-un exemplu concret. S˘ presupunem c˘ dorim crearea unor compo- a a nente care s˘ reprezinte diverse notiuni matematice din domenii diferite, a ¸ cum ar fi geometrie, algebr˘, analiz˘, etc. Pentru a simplifica lucrurile, s˘ a a a presupunem c˘ dorim s˘ cre˘m clase care s˘ descrie urm˘toarele notiuni: a a a a a poligon, cerc, poliedru, sfer˘, grup, functie. a ¸ O prim˘ variant˘ ar fi s˘ construim cˆte o clas˘ pentru fiecare ¸i s˘ le plas˘m a a a a a s a a
  • 154. 6.2. ORGANIZAREA FISIERELOR ¸ 153 ˆ acela¸i director ˆ ın s ımpreuna cu un program care s˘ le foloseasca, ˆ a, avˆnd a ıns˘ a ˆ vedere posibila extindere a aplicatiei cu noi reprezent˘ri de notiuni matem- ın ¸ a ¸ atice, aceast˘ abordare ar fi ineficient˘. a a O abordare elegant˘ ar fi aceea ˆ care clasele care descriu notiuni din a ın ¸ acela¸i domeniu sa se gaseasca ˆ pachete separate ¸i directoare separate. s ın s Ierarhia fi¸ierelor sursa ar fi: s /matematica /surse /geometrie /plan Poligon.java Cerc.java /spatiu Poliedru.java Sfera.java /algebra Grup.java /analiza Functie.java Matematica.java Clasele descrise ˆ fi¸ierele de mai sus trebuie declarate ˆ pachete denu- ın s ın mite corespunzator cu numele directoarelor ˆ care se gasesc: ın // Poligon.java package geometrie.plan; public class Poligon { . . . } // Cerc.java package geometrie.plan; public class Cerc { . . . } // Poliedru.java package geometrie.spatiu; public class Poliedru { . . . }
  • 155. 154 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR // Sfera.java package geometrie.spatiu; public class Sfera { . . . } // Grup.java package algebra; public class Grup { . . . } // Functie.java package analiza; public class Functie { . . . } Matematica.java este clasa principal˘ a aplicatiei. a ¸ Dup˘ cum se observ˘, numele lung al unei clase trebuie s˘ descrie calea spre a a a acea clas˘ ˆ cadrul fi¸ierelor surs˘, relativ la directorul ˆ care se g˘se¸te a ın s a ın a s aplicatia. ¸ 6.2.2 Organizarea unit˘¸ilor de compilare (.class) at In urma compil˘rii fi¸ierelor surs˘ vor fi generate unit˘¸i de compilare pentru a s a at fiecare clas˘ ¸i interfat˘ din fi¸ierele surs˘. Dup˘ cum ¸tim acestea au extensia as ¸a s a a s .class ¸i numele scurt al clasei sau interfetei respective. s ¸ Spre deosebire de organizarea surselor, un fi¸ier .class trebuie s˘ se s a gaseasca ˆ ıntr-o ierarhie de directoare care s˘ reflecte numele pachetului din a care face parte clasa respectiv˘.a Implicit, ˆ urma compil˘rii fi¸ierele surs˘ ¸i unit˘¸ile de compilare se ın a s a s at g˘sesc ˆ acela¸i director, ˆ a ele pot fi apoi organizate separat. Este reco- a ın s ıns˘ mandatˆ a ca aceast˘ separare s˘ fie f˘cut˘ automat la compilare. ıns˘ a a a a Revenind la exemplul de mai sus, vom avea urm˘toarea organizare: a /matematica /clase /geometrie /plan Poligon.class Cerc.class /spatiu
  • 156. 6.2. ORGANIZAREA FISIERELOR ¸ 155 Poliedru.class Sfera.class /algebra Grup.class /analiza Functie.class Matematica.class Crearea acestei structuri ierarhice este facut˘ automat de c˘tre compilator. a a In directorul aplicatiei (matematica) cre˘m subdirectorul clase ¸i d˘m co- a s a manda: javac -sourcepath surse surse/Matematica.java -d clase sau javac -classpath surse surse/Matematica.java -d clase Optiunea -d specific˘ directorul r˘d˘cin˘ al ierarhiei de clase. In lipsa ¸ a a a a lui, fiecare unitate de compilare va fi plasat˘ ˆ acela¸i director cu fi¸ierul s˘u a ın s s a surs˘. a Deoarece compil˘m clasa principal˘ a plicatiei, vor fi compilate ˆ cascad˘ a a ¸ ın a toate clasele referite de aceasta, dar numai acestea. In cazul ˆ care dorim s˘ ın a compil˘m explicit toate fi¸ierele java dintr-un anumit director, de exemplu a s surse/geometrie/plan, putem folosi expresia: javac surse/geometrie/plan/*.java -d clase 6.2.3 Necesitatea organiz˘rii fi¸ierelor a s Organizarea fi¸ierelor surs˘ este necesar˘ deoarece ˆ momentul cˆnd compi- s a a ın a latorul ˆ alneste un nume de clas˘ el trebuie s˘ poat˘ identifica acea clas˘, ıntˆ a a a a ceea ce ˆınseamna c˘ trebuie s˘ gaseasc˘ fi¸erul surs˘ care o contine. a a a s a ¸ Similar, unit˘¸ile de compilare sunt organizate astfel pentru a da posibil- at itatea interpretorului s˘ gaseasc˘ ¸i s˘ ˆ a a s a ıncarce ˆ memorie o anumit˘ clas˘ ˆ ın a a ın timpul executiei programului. ¸ Ins˘ aceast˘ organizare nu este suficient˘ deoarece specific˘ numai partea a a a a final˘ din calea c˘tre fi¸ierele .java ¸i .class, de exemplu a a s s /matematica/clase/geometrie/plan/Poligon.class. Pentru aceasta, atˆt a la compilare cˆt ¸i la interpretare trebuie specificat˘ lista de directoare r˘d˘cin˘ a s a a a a
  • 157. 156 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR ˆ care se g˘sesc fi¸ierele aplicatiei. Aceast˘ list˘ se nume¸te cale de cautare ın a s ¸ a a s (classpath). Definitie¸ O cale de c˘utare este o list˘ de directoare sau arhive ˆ care vor fi c˘utate a a ın a fi¸ierele necesare unei aplicatii. Fiecare director din calea de cautare este s ¸ directorul imediat superior structurii de directoare corespunz˘toare numelor a pachetelor ˆ care se g˘sesc clasele din directorul respectiv, astfel ˆ at compi- ın a ıncˆ latorul ¸i interpretorul s˘ poat˘ construi calea complet˘ spre clasele aplicatiei. s a a a ¸ Implicit, calea de c˘utare este format˘ doar din directorul curent. a a S˘ consider˘m clasa principal˘ a aplicatiei Matematica.java: a a a ¸ import geometrie.plan.*; import algebra.Grup; import analiza.Functie; public class Matematica { public static void main(String args[]) { Poligon a = new Poligon(); geometrie.spatiu.Sfera = new geometrie.spatiu.Sfera(); //... } } Identificarea unei clase referite ˆ program se face ˆ felul urm˘tor: ın ın a • La directoarele aflate ˆ calea de c˘utare se adaug˘ subdirectoarele ın a a specificate ˆ import sau ˆ numele lung al clasei ın ın • In directoarele formate este c˘utat un fi¸ier cu numele clasei. In cazul a s ˆ care nu este g˘sit nici unul sau sunt g˘site mai multe va fi semnalat˘ ın a a a o eroare. 6.2.4 Setarea c˘ii de c˘utare (CLASSPATH) a a Setarea c˘ii de c˘utare se poate face ˆ dou˘ modalit˘¸i: a a ın a at • Setarea variabilei de mediu CLASSPATH - folosind aceast˘ variant˘ a a toate aplicatiile Java de pe ma¸ina respectiv˘ vor c˘uta clasele necesare ¸ s a a ˆ directoarele specificate ˆ variabila CLASSPATH. ın ın
  • 158. 6.3. ARHIVE JAR 157 UNIX: SET CLASSPATH = cale1:cale2:... DOS shell (Windows 95/NT/...): SET CLASSPATH = cale1;cale2;... • Folosirea optiunii -classpath la compilarea ¸i interpretarea programelor ¸ s - directoarele specificate astfel vor fi valabile doar pentru comanda curent˘: a javac - classpath <cale de cautare> <surse java> java - classpath <cale de cautare> <clasa principala> Lansarea ˆ executie a aplicatiei noastre, din directorul matematica, se ın ¸ va face astfel: java -classpath clase Matematica In concluzie, o organizare eficient˘ a fi¸ierelor aplicatiei ar ar˘ta astfel: a s ¸ a /matematica /surse /clase compile.bat (javac -sourcepath surse surse/Matematica.java -d clase) run.bat (java -classpath clase Matematica) 6.3 Arhive JAR Fi¸ierele JAR (Java Archive) sunt arhive ˆ format ZIP folosite pentru s ın ˆ ımpachetarea aplicatiilor Java. Ele pot fi folosite ¸i pentru comprim˘ri ¸ s a obi¸nuite, diferenta fat˘ de o arhiv˘ ZIP obi¸nuit˘ fiind doar existenta unui s ¸ ¸a a s a ¸ director denumit META-INF, ce contine diverse informatii auxiliare legate de ¸ ¸ aplicatia sau clasele arhivate. ¸ Un fi¸ier JAR poate fi creat folosind utilitarul jar aflat ˆ distributia s ın ¸ J2SDK, sau metode ale claselor suport din pachetul java.util.jar. Dintre beneficiile oferite de arhivele JAR amintim: • portabilitate - este un format de arhivare independent de platform˘; a
  • 159. 158 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR • compresare - dimensiunea unei aplicatii ˆ forma sa final˘ este redus˘; ¸ ın a a • minimizarea timpului de ˆ ıncarcare a unui applet: dac˘ appletul (fi¸iere a s class, resurse, etc) este compresat ˆ ıntr-o arhiv˘ JAR, el poate fi ˆ arcat a ınc˘ ˆ ıntr-o singur˘ tranzactie HTTP, f˘r˘ a fi deci nevoie de a deschide cˆte a ¸ aa a o conexiune nou˘ pentru fiecare fi¸ier; a s • securitate - arhivele JAR pot fi ”semnate” electronic • mecanismul pentru lucrul cu fi¸iere JAR este parte integrata a plat- s formei Java. 6.3.1 Folosirea utilitarului jar Arhivatorul jar se g˘se¸te ˆ subdirectorul bin al directorului ˆ care este a s ın ın instalat kitul J2SDK. Mai jos sunt prezentate pe scurt operatiile uzuale: ¸ • Crearea unei arhive jar cf arhiva.jar fi¸ier(e)-intrare s • Vizualizare continutului ¸ jar tf nume-arhiva • Extragerea continutului ¸ jar xf arhiva.jar • Extragerea doar a unor fi¸iere s jar xf arhiva.jar fi¸ier(e)-arhivate s • Executarea unei aplicatii ¸ java -jar arhiva.jar • Deschiderea unui applet arhivat <applet code=A.class archive="arhiva.jar" ...> Exemple: • Arhivarea a dou˘ fi¸iere class: a s jar cf classes.jar A.class B.class • arhivarea tuturor fi¸ierelor din directorul curent: s jar cvf allfiles.jar *
  • 160. 6.3. ARHIVE JAR 159 6.3.2 Executarea aplicatiilor arhivate ¸ Pentru a rula o aplicatie ˆ ¸ ımpachetat˘ ˆ a ıntr-o arhiv˘ JAR trebuie s˘ facem a a cunoscut˘ interpretorului numele clasei principale a aplicatiei. S˘ consider˘m a ¸ a a urm˘torul exemplu, ˆ care dorim s˘ arhiv˘m clasele aplicatiei descrise mai a ın a a ¸ sus, ˆ care clasa principal˘ era Matematica.java. Din directorul clase vom ın a lansa comanda: jar cvf mate.jar geometrie analiza algebra Matematica.class In urma acestei comenzi vom obtine arhiva mate.jar. Dac˘ vom ˆ a ıncerca s˘ lans˘m ˆ executie aceast˘ arhiv˘ prin comanda java -jar mate.jar a a ın ¸ a a vom obtine urm˘toarea eroare: ”Failed to load Main-Class manifest from ¸ a mate.jar”. Aceasta ˆ ınseamna c˘ ˆ fiserul Manifest.mf ce se gase¸te ˆ di- a ın s ın rectorul META-INF trebuie s˘ ˆ a ınregistr˘m clasa principal˘ a aplicatiei. Acest a a ¸ lucru ˆ vom face ˆ doi pa¸i: ıl ın s • se creeaz˘ un fi¸ier cu un nume oarecare, de exemplu manifest.txt, a s ˆ care vom scrie: ın Main-Class: Matematica • adaug˘m aceast˘ informatie la fi¸ierul manifest al arhivei mate.jar: a a ¸ s jar uvfm mate.jar manifest.txt Ambele operatii puteau fi executate ˆ ¸ ıntr-un singur pas: jar cvfm mate.jar manifest.txt geometrie analiza algebra Matematica.class Pe sistemele Win32, platforma Java 2 va asocia extensiile .jar cu inter- pretorul Java, ceea ce ˆ ınseamn˘ c˘ facˆnd dublu-click pe o arhiv˘ JAR va fi a a a a lansat˘ ˆ executie aplicatia ˆ a ın ¸ ¸ ımpachetat˘ ˆ acea arhiv˘ (dac˘ exist˘ o clas˘ a ın a a a a principal˘). a
  • 161. 160 CAPITOLUL 6. ORGANIZAREA CLASELOR
  • 162. Capitolul 7 Colectii ¸ 7.1 Introducere O colectie este un obiect care grupeaz˘ mai multe elemente ˆ ¸ a ıntr-o singur˘a unitate. Prin intermediul colectiilor vom avea acces la diferite tipuri de ¸ date cum ar fi vectori, liste ˆ antuite, stive, multimi matematice, tabele de ınl˘ ¸ ¸ dispersie, etc. Colectiile sunt folosite atˆt pentru memorarea ¸i manipularea ¸ a s datelor, cˆt ¸i pentru transmiterea unor informatii de la o metod˘ la alta. a s ¸ a Tipul de date al elementelor dintr-o colectie este Object, ceea ce ˆ ¸ ınseamn˘ a c˘ multimile reprezentate sunt eterogene, putˆnd include obiecte de orice tip. a ¸ a Incepˆnd cu versiunea 1.2, ˆ Java colectiile sunt tratate ˆ a ın ¸ ıntr-o manier˘ a unitar˘, fiind organizate ˆ a ıntr-o arhitectur˘ foarte eficient˘ ¸i flexibil˘ ce cuprinde: a as a • Interfete: tipuri abstracte de date ce descriu colectiile ¸i permit uti- ¸ ¸ s lizarea lor independent de detaliile implement˘rilor. a • Implement˘ri: implement˘ri concrete ale interfetelor ce descriu colectii. a a ¸ ¸ Aceste clase reprezint˘ tipuri de date reutilizabile. a • Algoritmi: metode care efectueaz˘ diverse operatii utile cum ar fi a ¸ c˘utarea sau sortarea, definite pentru obiecte ce implementeaz˘ interfetele a a ¸ ce descriu colectii. Ace¸ti algoritmi se numesc ¸i polimorfici deoarece ¸ s s pot fi folositi pe implement˘ri diferite ale unei colectii, reprezentˆnd ¸ a ¸ a elementul de functionalitate reutilizabil˘. ¸ a Utilizarea colectiilor ofer˘ avantaje evidente ˆ procesul de dezvoltare a ¸ a ın unei aplicatii. Cele mai importante sunt: ¸ 161
  • 163. 162 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ • Reducerea efortului de programare: prin punerea la dispozitia ¸ programatorului a unui set de tipuri de date ¸i algoritmi ce modeleaz˘ s a structuri ¸i operatii des folosite ˆ aplicatii. s ¸ ın ¸ • Cre¸terea vitezei ¸i calit˘¸ii programului: implement˘rile efective s s at a ale colectiilor sunt de ˆ ¸ ınalt˘ performant˘ ¸i folosesc algoritmi cu timp a ¸a s de lucru optim. Astfel, la scrierea unei aplicatii putem s˘ ne concentr˘m eforturile asupra ¸ a a problemei ˆ sine ¸i nu asupra modului de reprezentare ¸i manipulare a ın s s informatiilor. ¸ 7.2 Interfete ce descriu colectii ¸ ¸ Interfetele reprezint˘ nucleul mecanismului de lucru cu colectii, scopul lor ¸ a ¸ fiind de a permite utilizarea structurilor de date independent de modul lor de implementare. Collection modeleaz˘ o colectie la nivelul cel mai general, descriind un a ¸ grup de obiecte numite ¸i elementele sale. Unele implement˘ri ale acestei s a interfete permit existenta elementelor duplicate, alte implement˘ri nu. Un- ¸ ¸ a ele au elementele ordonate, altele nu. Platforma Java nu ofer˘ nici o im- a plementare direct˘ a acestei interfete, ci exist˘ doar implement˘ri ale unor a ¸ a a subinterfete mai concrete, cum ar fi Set sau List. ¸ public interface Collection { // Metode cu caracter general int size(); boolean isEmpty(); void clear(); Iterator iterator(); // Operatii la nivel de element boolean contains(Object element); boolean add(Object element); boolean remove(Object element);
  • 164. 7.2. INTERFETE CE DESCRIU COLECTII ¸ ¸ 163 // Operatii la nivel de multime boolean containsAll(Collection c); boolean addAll(Collection c); boolean removeAll(Collection c); boolean retainAll(Collection c); // Metode de conversie in vector Object[] toArray(); Object[] toArray(Object a[]); } Set modeleaz˘ notiunea de multime ˆ sens matematic. O multime nu a ¸ ¸ ın ¸ poate avea elemente duplicate, mai bine zis nu poate contine dou˘ obiecte o1 ¸ a ¸i o2 cu proprietatea o1.equals(o2). Mo¸tene¸te metodele din Collection, s s s f˘r˘ a avea alte metode specifice. aa Dou˘ dintre clasele standard care ofer˘ implement˘ri concrete ale acestei a a a interfete sunt HashSet ¸i TreeSet. ¸ s SortedSet este asem˘n˘toare cu interfata Set, diferenta principal˘ constˆnd a a ¸ ¸ a a ˆ faptul c˘ elementele dintr-o astfel de colectie sunt ordonate ascendent. ın a ¸ Pune la dispozitie operatii care beneficiaz˘ de avantajul ordon˘rii elementelor. ¸ ¸ a a Ordonarea elementelor se face conform ordinii lor naturale, sau conform cu ordinea dat˘ de un comparator specificat la crearea colectiei ¸i este mentinut˘ a ¸ s ¸ a automat la orice operatie efectuat˘ asupra multimii. Singura condittie este ¸ a ¸ ¸ ca, pentru orice dou˘ obiecte o1, o2 ale colectiei, apelul o1.compareT o(o2) a ¸ (sau comparator.compare(o1, o2), dac˘ este folosit un comparator) trebuie a s˘ fie valid ¸i s˘ nu provoace exceptii. a s a ¸ Fiind subclas˘ a interfetei Set, mo¸tene¸te metodele acesteia, oferind a ¸ s s metode suplimentare ce ¸in cont de faptul c˘ multimea este sortat˘: t a ¸ a public interface SortedSet extends Set { // Subliste SortedSet subSet(Object fromElement, Object toElement); SortedSet headSet(Object toElement);
  • 165. 164 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ SortedSet tailSet(Object fromElement); // Capete Object first(); Object last(); Comparator comparator(); } Clasa care implementeaz˘ aceast˘ interfat˘ este TreeSet. a a ¸a List descrie liste (secvente) de elemente indexate. Listele pot contine ¸ duplicate ¸i permit un control precis asupra pozitiei unui element prin in- s ¸ termediul indexului acelui element. In plus, fat˘de metodele definite de ¸a interfata Collection, avem metode pentru acces pozitional, c˘utare ¸i it- ¸ ¸ a s erare avansat˘. Definitia interfetei este: a ¸ ¸ public interface List extends Collection { // Acces pozitional Object get(int index); Object set(int index, Object element); void add(int index, Object element); Object remove(int index); abstract boolean addAll(int index, Collection c); // Cautare int indexOf(Object o); int lastIndexOf(Object o); // Iterare ListIterator listIterator(); ListIterator listIterator(int index); // Extragere sublista List subList(int from, int to); }
  • 166. 7.2. INTERFETE CE DESCRIU COLECTII ¸ ¸ 165 Clase standard care implementeaz˘ aceast˘ interfat˘ sunt: ArrayList, a a ¸a LinkedList, Vector. Map descrie structuri de date ce asociaz˘ fiecarui element o cheie unic˘, a a dup˘ care poate fi reg˘sit. Obiectele de acest tip nu pot contine chei dupli- a a ¸ cate ¸i fiecare cheie este asociat˘ la un singur element. Ierarhia interfetelor s a ¸ derivate din Map este independent˘ de ierarhia derivat˘ din Collection. a a Definittai interfetei este prezentat˘ mai jos: ¸ ¸ a public interface Map { // Metode cu caracter general int size(); boolean isEmpty(); void clear(); // Operatii la nivel de element Object put(Object key, Object value); Object get(Object key); Object remove(Object key); boolean containsKey(Object key); boolean containsValue(Object value); // Operatii la nivel de multime void putAll(Map t); // Vizualizari ale colectiei public Set keySet(); public Collection values(); public Set entrySet(); // Interfata pentru manipularea unei inregistrari public interface Entry { Object getKey(); Object getValue(); Object setValue(Object value); } }
  • 167. 166 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ Clase care implementeaz˘ interfat˘ Map sunt HashMap, TreeMap ¸i a ¸a s Hashtable. SortedMap este asem˘n˘toare cu interfata Map, la care se adaug˘ fap- a a ¸ a tul c˘ multimea cheilor dintr-o astfel de colectie este mentinut˘ ordonat˘ a ¸ ¸ ¸ a a ascendent conform ordinii naturale, sau conform cu ordinea dat˘ de un com- a parator specificat la crearea colectiei. Este subclasa a interfetei Map, oferind ¸ ¸ metode suplimentare pentru: extragere de subtabele, aflarea primei/ultimei chei, aflarea comparatorului folosit pentru ordonare. Definitia interfetei este dat˘ mai jos: ¸ ¸ a public interface SortedMap extends Map { // Extragerea de subtabele SortedMap subMap(Object fromKey, Object toKey); SortedMap headMap(Object toKey); SortedMap tailMap(Object fromKey); // Capete Object first(); Object last(); // Comparatorul folosit pentru ordonare Comparator comparator(); } Clasa care implementeaz˘ aceast˘ interfat˘ este TreeMap. a a ¸a 7.3 Implement˘ri ale colectiilor a ¸ Inainte de versiunea 1.2, exista un set de clase pentru lucrul cu colectii, ˆ a ¸ ıns˘ acestea nu erau organizate pe ierarhia de interfete prezentat˘ ˆ sectiunea ¸ a ın ¸ anterioar˘. Aceste clase sunt ˆ continuare disponibile ¸i multe dintre ele a ın s au fost adaptate ˆ a¸a fel ˆ at s˘ se integreze ˆ noua abordare. Pe lˆng˘ ın s ıncˆ a ın a a acestea au fost create noi clase corespunz˘toare interfetelor definite, chiar a ¸ dac˘ functionalitatea lor era aproape identic˘ cu cea a unei clase anterioare. a ¸ a
  • 168. ˘ 7.3. IMPLEMENTARI ALE COLECTIILOR ¸ 167 Clasele de baz˘ care implementeaz˘ interfete ce descriu colectii au numele a a ¸ ¸ de forma < Implementare >< Interf ata >, unde ’implementare’ se refer˘ la a structura intern˘ folosit˘ pentru reprezentarea multimii, ¸i sunt prezentate a a ¸ s ˆ tabelul de mai jos, ˆ ın ımpreun˘ cu interfetele corespunz˘toare (clasele din a ¸ a vechiul model sunt trecute pe rˆndul de jos): a Interfata ¸ Clasa Set HashSet SortedSet TreeSet List ArrayList, LinkedList Vector Map HashMap Hashtable SortedMap TreeMap A¸adar se observ˘ existenta unor clase care ofer˘ aceea¸i functionalite, s a ¸ a s ¸ cum ar fi ArrayList ¸i Vector, HashMap ¸i Hashtable. s s Pe lˆng˘ organizarea ierarhic˘ a interfetelor implementate, clasele ce de- a a a ¸ scriu colectii sunt de asemenea concepute ˆ ¸ ıntr-o manier˘ ierarhic˘, ca ˆ figura a a ın de mai jos: AbstractCollection - AbstractSet, AbstractList - HashSet, TreeSet... Vector-Stack AbstractMap - HashMap, TreeMap, HashTable In vechea ierarhie: Dictionary - Hashtable - Properties Evident, implementarea interfetelor este explicit realizat˘ la nivelul super- ¸ a claselor abstracte, acestea oferind de altfel ¸i implement˘ri concrete pentru s a multe din metodele definite de interfete. ¸ In general, clasele care descriu colectii au unele tr˘saturi comune, cum ar ¸ a fi: • permit elementul null, • sunt serializabile, • au definit˘ metoda clone, a
  • 169. 168 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ • au definit˘ metoda toString, care returneaz˘ o reprezentare ca ¸ir de a a s caractere a colectiei respective, ¸ • permit crearea de iteratori pentru parcurgere, • au atˆt constructor f˘r˘ argumente cˆt ¸i un constructor care accept˘ a aa a s a ca argument o alt˘ colectie a ¸ • exceptˆnd clasele din arhitectura veche, nu sunt sincronizate (vezi ”Fire a de executie). ¸ 7.4 Folosirea eficient˘ a colectiilor a ¸ Dup˘ cum am vazut, fiecare interfat˘ ce descrie o colectie are mai multe a ¸a ¸ implement˘ri. De exemplu, interfata List este implementat˘ de clasele a ¸ a ArrayList ¸i LinkedList, prima fiind ˆ general mult mai folosit˘. De ce s ın a exist˘ atunci ¸i clasa LinkedList ? Raspunsul const˘ ˆ faptul c˘ folosind a s a ın a reprezent˘ri diferite ale multimii gestionate putem obtine performante mai a ¸ ¸ bune ˆ functie de situatie, prin realizarea unor compromisuri ˆ ın ¸ ¸ ıntre spatiul ¸ necesar pentru memorarea datelor, rapiditatea reg˘sirii acestora ¸i timpul a s necesar actualiz˘rii colectiei ˆ cazul unor modific˘ri. a ¸ ın a S˘ consider˘m un exemplu ce creeaza o list˘ folosind ArrayList, respectiv a a a LinkedList ¸i execut˘ diverse operatii pe ea, cronometrˆnd timpul necesar s a ¸ a realiz˘rii acestora: a Listing 7.1: Comparare ArrayList - LinkedList import java . util .*; public class TestEficienta { final static int N = 100000; public static void testAdd ( List lst ) { long t1 = System . curre ntTimeM illis () ; for ( int i =0; i < N ; i ++) lst . add ( new Integer ( i ) ) ; long t2 = System . curre ntTimeM illis () ; System . out . println ( " Add : " + ( t2 - t1 ) ) ; }
  • 170. ˘ 7.4. FOLOSIREA EFICIENTA A COLECTIILOR ¸ 169 public static void testGet ( List lst ) { long t1 = System . curre ntTimeMillis () ; for ( int i =0; i < N ; i ++) lst . get ( i ) ; long t2 = System . curre ntTimeMillis () ; System . out . println ( " Get : " + ( t2 - t1 ) ) ; } public static void testRemove ( List lst ) { long t1 = System . currentTimeM illis () ; for ( int i =0; i < N ; i ++) lst . remove (0) ; long t2 = System . currentTimeM illis () ; System . out . println ( " Remove : " + ( t2 - t1 ) ) ; } public static void main ( String args []) { System . out . println ( " ArrayList " ) ; List lst1 = new ArrayList () ; testAdd ( lst1 ) ; testGet ( lst1 ) ; testRemove ( lst1 ) ; System . out . println ( " LinkedList " ) ; List lst2 = new LinkedList () ; testAdd ( lst2 ) ; testGet ( lst2 ) ; testRemove ( lst2 ) ; } } Timpii aproximativi de rulare pe un calculator cu performante medii, ¸ exprimati ˆ secunde, sunt dati ˆ tabelul de mai jos: ¸ ın ¸ ın ArrayList LinkedList add 0.12 0.14 get 0.01 87.45 remove 12.05 0.01 A¸adar, ad˘ugarea elementelor este rapid˘ pentru ambele tipuri de liste. s a a ArrayList ofer˘ acces ˆ timp constant la elementele sale ¸i din acest motiv a ın s folosirea lui ”get” este rapid˘, ˆ timp ce pentru LinkedList este extrem a ın de lent˘, deoarece ˆ a ıntr-o list˘ ˆ a ınlantuit˘ accesul la un element se face prin ¸ a
  • 171. 170 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ parcurgerea secvential˘ a listei pˆn˘ la elementul respectiv. ¸ a a a La operatiunea de eliminare, folosirea lui ArrayList este lent˘ deoarece el- ¸ a ementele r˘mase sufer˘ un proces de reindexare (shift la stˆnga), ˆ timp a a a ın ce pentru LinkedList este rapid˘ ¸i se face prin simpla schimbare a unei a s leg˘turi. Deci, ArrayList se comport˘ bine pentru cazuri ˆ care avem a a ın nevoie de reg˘sirea unor elemente la pozitii diferite ˆ list˘, iar LinkedList a ¸ ın a functioneaza eficient atunci cˆnd facem multe operatii de modificare (¸tergeri, ¸ a ¸ s inser˘ri). a Concluzia nu este c˘ una din aceste clase este mai ”bun˘” decˆt cealalt˘, a a a a ci c˘ exist˘ diferente substantiale ˆ reprezentarea ¸i comportamentul diferitelor a a ¸ ¸ ın s implement˘ri ¸i c˘ alegerea unei anumite clase pentru reprezentarea unei a s a multimi de elemente trebuie s˘ se fac˘ ˆ functie de natura problemei ce ¸ a a ın ¸ trebuie rezolvat˘.a 7.5 Algoritmi polimorfici Algoritmii polimorfici descri¸i ˆ aceast˘ sectiune sunt metode definite ˆ s ın a ¸ ın clasa Collections care permit efectuarea unor operatii utile cum ar fi c˘utarea, ¸ a sortarea, etc. Caracterisiticile principale ale acestor algoritmi sunt: • sunt metode de clas˘ (statice); a • au un singur argument de tip colectie; ¸ • apelul lor general va fi de forma: Collections.algoritm(colectie, [argumente]); • majoritatea opereaz˘ pe liste dar ¸i pe colectii arbitrare. a s ¸ Metodele mai des folosite din clasa Collections sunt: • sort - sorteaz˘ ascendent o list˘ referitor la ordinea s˘ natural˘ sau la a a a a ordinea dat˘ de un comparator; a • shuffle - amestec˘ elementele unei liste - opusul lui sort; a • binarySearch - efectueaz˘ c˘utarea eficient˘ (binar˘) a unui element a a a a ˆ ıntr-o list˘ ordonat˘; a a
  • 172. 7.6. TIPURI GENERICE 171 • reverse - inverseaz˘ ordinea elementelor dintr-o list˘; a a • fill - populeaza o lista cu un anumit element repetat de un num˘r de a ori; • copy - copie elementele unei liste ˆ alta; ın • min - returneaz˘ minimul dintr-o colectie; a ¸ • max - returneaz˘ maximul dintr-o colectie; a ¸ • swap - interschimb˘ elementele de la dou˘ pozitii specificate ale unei a a ¸ liste; • enumeration - returneaza o enumerare a elementelor dintr-o colectie; ¸ • unmodifiableTipColectie - returneaz˘ o instant˘ care nu poate fi mod- a ¸a ificat˘ a colectiei respective; a ¸ • synchronizedTipColectie - returneaz˘ o instant˘ sincronizat˘ a unei a ¸a a colectii (vezi ”Fire de executie”). ¸ ¸ 7.6 Tipuri generice Tipurile generice, introduse ˆ versiunea 1.5 a limbajului Java, simplific˘ ın a lucrul cu colectii, permitˆnd tipizarea elementelor acestora. Definirea unui ¸ ¸a tip generic se realizeaz˘ prin specificarea ˆ a ıntre paranteze unghiulare a unui tip de date Java, efectul fiind impunerea tipului respectiv pentru toate elementele colectiei: <TipDate>. S˘ consider˘m un exemplu de utilizare a colectiilor ¸ a a ¸ ˆ ınainte ¸i dup˘ introducerea tipurilor generice: s a // Inainte de 1.5 ArrayList list = new ArrayList(); list.add(new Integer(123)); int val = ((Integer)list.get(0)).intValue(); In exemplul de mai sus, lista definit˘ poate contine obiecte de orice tip, de¸i a ¸ s am dori ca elementele s˘ fie doar numere ˆ a ıntregi. Mai mult, trebuie s˘ facem a cast explicit de la tipul Object la Integer atunci cˆnd prelu˘m valoarea a a unui element. Folosind tipuri generice, putem rescrie secventa astfel: ¸
  • 173. 172 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ // Dupa 1.5, folosind tipuri generice ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(new Integer(123)); int val = list.get(0).intValue(); Dac˘ utiliz˘m ¸i mecanismul de autoboxing, obtinem o variant˘ mult sim- a a s ¸ a plificat˘ a secventei initiale: a ¸ ¸ // Dupa 1.5, folosind si autoboxing ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); list.add(123); int val = list.get(0); In cazul folosirii tipurilor generice, ˆ ıncercarea de a utiliza ˆ cadrul unei ın colectii a unui element necorespunz˘tor ca tip va produce o eroare la compi- ¸ a lare, spre deosebire de varianta anterioar˘ ce permitea doara aruncarea unor a exceptie de tipul ClassCastException ˆ cazul folosirii incorecte a tipurilor. ¸ ın 7.7 Iteratori ¸i enumer˘ri s a Enumer˘rile ¸i iteratorii descriu modalit˘¸i pentru parcurgerea secvential˘ a a s at ¸ a unei colectii, indiferent dac˘ aceasta este indexat˘ sau nu. Ei sunt descri¸i ¸ a a s de obiecte ce implementeaz˘ interfetele Enumeration, respectiv Iterator a ¸ sau ListIterator. Toate clasele care implementeaz˘ colectii au metode ce a ¸ returneaz˘ o enumerare sau un iterator pentru parcurgerea elementelor lor. a Deoarece functionalitatea interfetei Enumeration se reg˘se¸te ˆ Iterator, ¸ ¸ a s ın aceasta din urm˘ este preferat˘ ˆ noile implement˘ri ale colectiilor. a a ın a ¸ Metodele uzuale ale acestor interfete sunt prezentate mai jos, ˆ ¸ ımpreun˘ a cu modalitatea lor de folosire, semnificatiile lor fiind evidente: ¸ • Enumeration: hasMoreElements, nextElement // Parcurgerea elementelor unui vector v Enumeration e = v.elements; while (e.hasMoreElements()) { System.out.println(e.nextElement()); } // sau, varianta mai concisa for (Enumeration e = v.elements();
  • 174. ¸ ˘ 7.7. ITERATORI SI ENUMERARI 173 e.hasMoreElements();) { System.out.println(e.nextElement()); } • Iterator: hasNext, next, remove // Parcurgerea elementelor unui vector // si eliminarea elementelor nule for (Iterator it = v.iterator(); it.hasNext();) { Object obj = it.next(); if (obj == null) it.remove(); } • ListIterator: hasNext, hasPrevious, next, previous, remove, add, set // Parcurgerea elementelor unui vector // si inlocuirea elementelor nule cu 0 for (ListIterator it = v.listIterator(); it.hasNext();) { Object obj = it.next(); if (obj == null) it.set(new Integer(0)); } Iteratorii simpli permit eliminarea elementului curent din colectia pe care ¸ o parcurg, cei de tip ListIterator permit ¸i inserarea unui element la pozitia s ¸ curent˘, respectiv modificarea elementului curent, precum ¸i iterarea ˆ am- a s ın bele sensuri. Iteratorii sunt preferati enumer˘rilor datorit˘ posibilit˘¸ii lor ¸ a a at de a actiona asupra colectiei pe care o parcurg prin metode de tip remove, ¸ ¸ add, set dar ¸i prin faptul c˘ denumirile metodelor sunt mai concise. s a Atentie¸ Deoarece colectiile sunt construite peste tipul de date Object, metodele ¸ de tip next sau prev ale iteratorilor vor returna tipul Object, fiind respon- sabilitatea noastr˘ de a face conversie (cast) la alte tipuri de date, dac˘ este a a cazul.
  • 175. 174 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸ In exemplul de mai jos punem ˆ ıntr-un vector numerele de la 1 la 10, le amestec˘m, dup˘ care le parcurgem element cu element folosind un iterator, a a ˆ ınlocuind numerele pare cu 0. Listing 7.2: Folosirea unui iterator import java . util .*; class TestIterator { public static void main ( String args []) { ArrayList a = new ArrayList () ; // Adaugam numerele de la 1 la 10 for ( int i =1; i <=10; i ++) a . add ( new Integer ( i ) ) ; // Amestecam elementele colectiei Collections . shuffle ( a ) ; System . out . println ( " Vectorul amestecat : " + a ) ; // Parcurgem vectorul for ( ListIterator it = a . listIterator () ; it . hasNext () ; ) { Integer x = ( Integer ) it . next () ; // Daca elementul curent este par , il facem 0 if ( x . intValue () % 2 == 0) it . set ( new Integer (0) ) ; } System . out . print ( " Rezultat : " + a ) ; } } Incepˆnd cu versiunea 1.5 a limbajului Java, exist˘ o variant˘ simplificat˘ a a a a de utilizare a iteratorilor. Astfel, o secvent˘ de genul: ¸a ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); for (Iterator i = list.iterator(); i.hasNext();) { Integer val=(Integer)i.next(); // Proceseaza val ...
  • 176. ¸ ˘ 7.7. ITERATORI SI ENUMERARI 175 } poate fi rescris˘ astfel: a ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>(); for (Integer val : list) { // Proceseaza val ... }
  • 177. 176 CAPITOLUL 7. COLECTII ¸
  • 178. Capitolul 8 Serializarea obiectelor 8.1 Folosirea serializ˘rii a Definitie¸ Serializarea este o metod˘ ce permite transformarea unui obiect ˆ a ıntr-o secventa de octeti sau caractere din care s˘ poat˘ fi ref˘cut ulterior obiectul ¸˘ ¸ a a a original. Cu alte cuvinte, serializarea permite salvarea ˆ ıntr-o manier˘ unitar˘ a a a tuturor informatiilor unui obiect pe un mediu de stocare extern programului. ¸ Procesul invers, de citire a unui obiect serializat pentru a-i reface starea original˘, se nume¸te deserializare. Intr-un cadru mai larg, prin serializare a s se ˆ ıntelege procesul de scriere/citire a obiectelor. Tipurile primitive pot fi de asemenea serializate. Utilitatea serializarii const˘ ˆ urm˘toarele aspecte: a ın a • Asigur˘ un mecanism simplu de utilizat pentru salvarea ¸i restaurarea a s a datelor. • Permite persistenta obiectelor, ceea ce ˆ ¸ ınseamna c˘ durata de viata a a ¸ unui obiect nu este determinat˘ de executia unui program ˆ care acesta a ¸ ın este definit - obiectul poate exista ¸i ˆ s ıntre apelurile programelor care ˆ ıl folosesc. Acest lucru se realizeaz˘ prin serializarea obiectului ¸i scrierea a s lui pe disc ˆınainte de terminarea unui program, apoi, la relansarea programului, obiectul va fi citit de pe disc ¸i starea lui refacut˘. Acest s a 177
  • 179. 178 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR tip de persistent˘ a obiectelor se nume¸te persistent˘ u¸oar˘, ˆ ¸a s ¸a s a ıntrucˆt a ea trebuie efectuat˘ explicit de c˘tre programator ¸i nu este realizat˘ a a s a automat de c˘tre sistem. a • Compensarea diferentelor ˆ ¸ ıntre sisteme de operare - transmiterea unor informatii ˆ ¸ ıntre platforme de lucru diferite se realizeaz˘ unitar, inde- a pendent de formatul de reprezentare a datelor, ordinea octetilor sau ¸ alte detalii specifice sistemelor repective. • Transmiterea datelor ˆ retea - Aplicatiile ce ruleaz˘ ˆ retea pot comu- ın ¸ ¸ a ın ¸ nica ˆ ıntre ele folosind fluxuri pe care sunt trimise, respectiv receptionate ¸ obiecte serializate. • RMI (Remote Method Invocation) - este o modalitate prin care metodele unor obiecte de pe o alt˘ ma¸in˘ pot fi apelate ca ¸i cum acestea ar ex- a s a s ista local pe ma¸ina pe care ruleaz˘ aplicatia. Atunci cˆnd este trimis s a ¸ a un mesaj c˘tre un obiect ”remote” (de pe alt˘ ma¸in˘), serializarea a a s a este utilizat˘ pentru transportul argumentelor prin retea ¸i pentru re- a ¸ s turnarea valorilor. • Java Beans - sunt componente reutilizabile, de sine st˘t˘toare ce pot aa fi utilizate ˆ medii vizuale de dezvoltare a aplicatiilor. Orice compo- ın ¸ nent˘ Bean are o stare definit˘ de valorile implicite ale propriet˘¸ilor a a at sale, stare care este specificat˘ ˆ etapa de design a aplicatiei. Mediile a ın ¸ vizuale folosesc mecanismul serializ˘rii pentru asigurarea persistentei a ¸ componentelor Bean. Un aspect important al serializ˘rii este c˘ nu salveaz˘ doar imaginea unui a a a obiect ci ¸i toate referintele la alte obiecte pe care acesta le contine. Acesta s ¸ ¸ este un proces recusiv de salvare a datelor, ˆıntrucˆt celelalte obiectele referite a de obiectul care se serializeaz˘ pot referi la rˆndul lor alte obiecte, ¸i a¸a mai a a s s departe. A¸adar referintele care construiesc starea unui obiect formeaz˘ o s ¸ a ˆ ıntreag˘ retea, ceea ce ˆ a ¸ ınseamn˘ c˘ un algoritm general de salvare a st˘rii a a a unui obiect nu este tocmai facil. In cazul ˆ care starea unui obiect este format˘ doar din valori ale unor ın a variabile de tip primitiv, atunci salvarea informatiilor ˆ ¸ ıncapsulate ˆ acel ın obiect se poate face ¸i prin salvarea pe rˆnd a datelor, folosind clasa s a DataOutputStream, pentru ca apoi s˘ fie restaurate prin metode ale clasei a DataInputStream, dar, a¸a cum am vazut, o asemenea abordare nu este s
  • 180. ˘ 8.1. FOLOSIREA SERIALIZARII 179 ˆ general suficient˘, deoarece pot ap˘rea probleme cum ar fi: variabilele ın a a membre ale obiectului pot fi instante ale altor obiecte, unele cˆmpuri pot ¸ a face referint˘ la acela¸i obiect, etc. ¸a s Serializarea ˆ format binar a tipurilor primitive ¸i a obiectelor se real- ın s izeaz˘ prin intermediul fluxurilor definite de clase specializate ˆ acest scop a ın cu ar fi: ObjectOutputStream pentru scriere ¸i ObjectInputStream pentru restau- s rare. In continuare, prin termenul serializare ne vom referi doar la serializarea ˆ format binar. ın 8.1.1 Serializarea tipurilor primitive Serializarea tipurilor primitive poate fi realizat˘ fie prin intermediul fluxu- a rilor DataOutputStream ¸i DataInputStream, fie cu ObjectOutputStream s ¸i ObjectInputStream. Acestea implementeaz˘ interfetele DataInput, re- s a ¸ spectiv DataOutput ce declar˘ metode de tipul readTipPrimitiv, respectiv a writeTipPrimitiv pentru scrierea/citirea datelor primitive ¸i a ¸irurilor de s s caractere. Mai jos este prezentat un exemplu de serializare folosind clasa DataOutputStream: FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.dat"); DataOutputStream out = new DataOutputStream(fos); out.writeInt(12345); out.writeDouble(12.345); out.writeBoolean(true); out.writeUTF("Sir de caractere"); out.flush(); fos.close(); Citirea informatiilor scrise ˆ exemplul de mai sus se va face astfel: ¸ ın FileInputStream fis = new FileInputStream("test.dat"); DataInputStream in = new DataInputStream(fis); int i = in.readInt(); double d = in.readDouble(); boolean b = in.readBoolean();
  • 181. 180 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR String s = in.readUTF(); fis.close(); 8.1.2 Serializarea obiectelor Serializarea obiectelor se realizeaz˘ prin intermediul fluxurilor definite de a clasele ObjectOutputStream (pentru salvare) ¸i ObjectInputStream s (pentru restaurare). Acestea sunt fluxuri de procesare, ceea ce ˆ ınseamna c˘ vor fi folosite ˆ a ımpreuna cu alte fluxuri pentru scrierea/citirea efectiv˘ a a datelor pe mediul extern pe care va fi salvat, sau de pe care va fi restaurat un obiect serializat. Mecanismul implicit de serializare a unui obiect va salva numele clasei obiectului, signatura clasei ¸i valorile tuturor cˆmpurile serializabile ale obiec- s a tului. Referintele la alte obiecte serializabile din cadrul obiectului curent vor ¸ duce automat la serializarea acestora iar referintele multiple c˘tre un acela¸i ¸ a s obiect sunt codificate utilizˆnd un algoritm care s˘ poat˘ reface ”reteaua de a a a ¸ obiecte” la aceea¸i stare ca atunci cˆnd obiectul original a fost salvat. s a Clasele ObjectInputStream ¸i ObjectOutputStream implementeaz˘ interfetele s a ¸ ObjectInput, respectiv ObjectOutput care extind DataInput, respectiv DataOutput, ceea ce ˆ ınseamn˘ c˘, pe lˆng˘ metodele dedicate serializ˘rii obiectelor, vor a a a a a exista ¸i metode pentru scrierea/citirea datelor primitive ¸i a ¸irurilor de s s s caractere. Metodele pentru serializarea obiectelor sunt: • writeObject, pentru scriere ¸i s • readObject, pentru restaurare. 8.1.3 Clasa ObjectOutputStream Scrierea obiectelor pe un flux de ie¸ire este un proces extrem de simplu, s secventa uzual˘ fiind cea de mai jos: ¸ a ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fluxPrimitiv); out.writeObject(referintaObiect); out.flush(); fluxPrimitiv.close();
  • 182. ˘ 8.1. FOLOSIREA SERIALIZARII 181 Exemplul de mai jos construie¸te un obiect de tip Date ¸i ˆ salveaz˘ ˆ s s ıl a ın fi¸ierul test.ser, ˆ s ımpreun˘ cu un obiect de tip String. Evident, fi¸ierul a s rezultat va contine informatiile reprezentate ˆ format binar. ¸ ¸ ın FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.ser"); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fos); out.writeObject("Ora curenta:"); out.writeObject(new Date()); out.flush(); fos.close(); Deoarece implementeaz˘ interfata DataOutput, pe lˆnga metoda de scriere a ¸ a a obiectelor, clasa pune la dispozitie ¸i metode de tipul writeTipPrimitiv s pentru serializarea tipurilor de date primitive ¸i a ¸irurilor de caractere, ast- s s fel ˆ at apeluri ca cele de mai jos sunt permise : ıncˆ out.writeInt(12345); out.writeDouble(12.345); out.writeBoolean(true); out.writeUTF("Sir de caractere"); Metoda writeObject arunc˘ exceptii de tipul IOException ¸i derivate a ¸ s din aceasta, mai precis NotSerializableException dac˘ obiectul primit ca a argument nu este serializabil, sau InvalidClassException dac˘ sunt prob- a leme cu o clas˘ necesar˘ ˆ procesul de serializare. Vom vedea ˆ continuare a a ın ın c˘ un obiect este serializabil dac˘ este instant˘ a unei clase ce implementeaz˘ a a ¸a a interfata Serializable. ¸ 8.1.4 Clasa ObjectInputStream Odat˘ ce au fost scrise obiecte ¸i tipuri primitive de date pe un flux, citirea a s acestora ¸i reconstruirea obiectelor salvate se va face printr-un flux de intrare s de tip ObjectInputStream. Acesta este de asemenea un flux de procesare ¸i va trebui asociat cu un flux pentru citirea efectiv˘ a datelor, cum ar fi s a FileInputStream pentru date salvate ˆ ıntr-un fi¸ier. Secventa uzual˘ pentru s ¸ a deserializare este cea de mai jos: ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fluxPrimitiv); Object obj = in.readObject(); //sau
  • 183. 182 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR TipReferinta ref = (TipReferinta)in.readObject(); fluxPrimitiv.close(); Citirea informatiilor scrise ˆ exemplul de mai sus se va face astfel: ¸ ın FileInputStream fis = new FileInputStream("test.ser"); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fis); String mesaj = (String)in.readObject(); Date data = (Date)in.readObject(); fis.close(); Trebuie observat c˘ metoda readObject are tipul returnat Object, ceea a ce ˆ ınseamn˘ c˘ trebuie realizat˘ explicit conversia la tipul corespunzator a a a obiectului citit: Date date = in.readObject(); // gresit Date date = (Date)in.readObject(); // corect Atentie¸ Ca ¸i la celelalte fluxuri de date care implemeteaz˘ interfata DataInput s a ¸ citirea dintr-un flux de obiecte trebuie s˘ se fac˘ exact ˆ ordinea ˆ carea a a ın ın acestea au fost scrise, altfel vor ap˘rea evident exceptii ˆ procesul de dese- a ¸ ın rializare. Clasa ObjectInputStream implementeaz˘ interfata DataInput deci, pe a ¸ lˆng˘ metoda de citire a obiectelor, clasa pune la dispozitie ¸i metode de a a ¸ s tipul readTipPrimitiv pentru citirea tipurilor de date primitive ¸i a ¸irurilor s s de caractere. int i = in.readInt(); double d = in.readDouble(); boolean b = in.readBoolean(); String s = in.readUTF();
  • 184. 8.2. OBIECTE SERIALIZABILE 183 8.2 Obiecte serializabile Un obiect este serializabil dac˘ ¸i numai dac˘ clasa din care face parte im- as a plementeaz˘ interfata Serializable. A¸adar, dac˘ dorim ca instantele unei a ¸ s a ¸ clase s˘ poat˘ fi serializate, clasa respectiv˘ trebuie s˘ implementeze, direct a a a a sau indirect, interfata Serializable. ¸ 8.2.1 Implementarea interfetei Serializable ¸ Interfata Serializable nu contine nici o declaratie de metod˘ sau constant˘, ¸ ¸ ¸ a a singurul ei scop fiind de a identifica clasele ale c˘ror obiecte sunt serializabile. a Definitia sa complet˘ este: ¸ a package java.io; public interface Serializable { // Nimic ! } Declararea claselor ale c˘ror instante trebuie s˘ fie serializate este a¸adar a ¸ a s extrem de simpl˘, fiind f˘cut˘ prin simpla implementare a interfetei Serializable: a a a ¸ public class ClasaSerializabila implements Serializable { // Corpul clasei } Orice subclas˘ a unei clase serializabile este la rˆndul ei serializabil˘, a a a ˆ ıntrucˆt implementeaz˘ indirect interfata Serializable. a a ¸ In situatia ˆ care dorim s˘ declar˘m o clas˘ serializabil˘ dar superclasa ¸ ın a a a a sa nu este serializabil˘, atunci trebuie s˘ avem ˆ vedere urm˘toarele lucruri: a a ın a • Variabilele accesibile ale superclasei nu vor fi serializate, fiind respons- abilitatea clasei curente de a asigura un mecanism propriu pentru sal- varea/restaurarea lor. Acest lucru va fi discutat ˆ sectiunea referitoare ın ¸ la personalizarea serializ˘rii. a • Superclasa trebuie s˘ aib˘ obligatoriu un constructor accesibil f˘r˘ ar- a a aa gumente, acesta fiind utilizat pentru initializarea variabilelor mo¸tenite ¸ s ˆ procesul de restaurare al unui obiect. Variabilele proprii vor fi ın initializate cu valorile de pe fluxul de intrare. In lipsa unui constructor ¸ accesibil f˘r˘ argumente pentru superclas˘, va fi generat˘ o exceptie la aa a a ¸ executie. ¸
  • 185. 184 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR In procesul serializ˘rii, dac˘ este ˆ alnit un obiect care nu implementeaz˘ a a ıntˆ a interfata Serializable atunci va fi generat˘ o exceptie de tipul NotSerializableException ¸ a ¸ ce va identifica respectiva clas˘ neserializabil˘. a a 8.2.2 Controlul serializ˘rii a Exist˘ cazuri cˆnd dorim ca unele variabile membre ale unui obiect s˘ nu fie a a a salvate automat ˆ procesul de serializare. Acestea sunt cazuri comune atunci ın cˆnd respectivele cˆmpuri reprezint˘ informatii confidentiale, cum ar fi pa- a a a ¸ ¸ role, sau variabile temporare pe care nu are rost s˘ le salv˘m. Chiar declarate a a private ˆ cadrul clasei aceste cˆmpuri particip˘ la serializare. Pentru ca un ın a a cˆmp s˘ nu fie salvat ˆ procesul de serializare el trebuie declarat cu modi- a a ın ficatorul transient ¸i trebuie s˘ fie ne-static. De exemplu, declararea unei s a variabile membre temporare ar trebui facut˘ astfel: a transient private double temp; // Ignorata la serializare Modificatorul static anuleaz˘ efectul modificatorului transient. Cu a alte cuvinte, variabilele de clas˘ particip˘ obligatoriu la serializare. a a static transient int N; // Participa la serializare In exemplele urm˘toare cˆmpurile marcate ’DA’ particip˘ la serializare, a a a cele marcate ’NU’, nu particip˘ iar cele marcate cu ’Exceptie’ vor provoca a exceptii de tipul NotSerializableException. ¸ Listing 8.1: Modificatorii static ¸i transient s import java . io .*; public class Test1 implements Serializable { int x =1; // DA transient int y =2; // NU transient static int z =3; // DA static int t =4; // DA public String toString () { return x + " , " + y + " , " + z + " , " + t ; } }
  • 186. 8.2. OBIECTE SERIALIZABILE 185 Dac˘ un obiect ce trebuie serializat are referinte la obiecte neserializabile, a ¸ atunci va fi generat˘ o exceptie de tipul NotSerializableException. a ¸ Listing 8.2: Membrii neserializabili import java . io .*; class A { int x =1; } class B implements Serializable { int y =2; } public class Test2 implements Serializable { A a = new A () ; // Exceptie B b = new B () ; // DA public String toString () { return a . x + " , " + b . y ; } } Atunci cˆnd o clas˘ serializabila deriva dintr-o alt˘ clas˘, salvarea cˆmpurilor a a a a a clasei p˘rinte se va face doar dac˘ ¸i aceasta este serializabil˘. In caz contrar, a as a subclasa trebuie s˘ salveze explicit ¸i cˆmpurile mo¸tenite. a s a s Listing 8.3: Serializarea cˆmpurilor mo¸tenite a s import java . io .*; class C { int x =0; // Obligatoriu constructor fara argumente } class D extends C implements Serializable { int y =0; } public class Test3 extends D { public Test3 () { x = 1; // NU y = 2; // DA
  • 187. 186 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR } public String toString () { return x + " , " + y ; } } Mai jos este descrisa o aplicatie care efectueaz˘ salvarea ¸i restaurarea ¸ a s unor obiecte din cele trei clase prezentate mai sus. Listing 8.4: Testarea serializ˘rii a import java . io .*; public class Exemplu { public static void test ( Object obj ) throws IOException { // Salvam FileOutputStream fos = new FileOutputStream ( " fisier . ser " ) ; ObjectOutputStrea m out = new Ob je ct Ou tp utS tr ea m ( fos ) ; out . writeObject ( obj ) ; out . flush () ; fos . close () ; System . out . println ( " A fost salvat obiectul : " + obj ) ; // Restauram FileInputStream fis = new FileInputStream ( " fisier . ser " ) ; ObjectInputStream in = new Obje ctInput Stream ( fis ) ; try { obj = in . readObject () ; } catch ( Cl as sNo t F o u n d E x c e p t i o n e ) { e . printStackTrace () ; } fis . close () ; System . out . println ( " A fost restaurat obiectul : " + obj ) ; } public static void main ( String args []) throws IOException { test ( new Test1 () ) ; try { test ( new Test2 () ) ; } catch ( N o t Se r i a l i z a b l e E x c e p t i o n e ) {
  • 188. ˘ 8.3. PERSONALIZAREA SERIALIZARII OBIECTELOR 187 System . out . println ( " Obiect neserializabil : " + e ) ; } test ( new Test3 () ) ; } } Rezultatul acestui program va fi : A fost salvat obiectul: 1, 2, 3, 4 A fost restaurat obiectul: 1, 0, 3, 4 Obiect neserializabil: java.io.NotSerializableException: A A fost salvat obiectul: 1, 2 A fost restaurat obiectul: 0, 2 8.3 Personalizarea serializ˘rii obiectelor a Dezavantajul mecanismului implicit de serializare este c˘ algoritmul pe care a se beazeaz˘, fiind creat pentru cazul general, se poate comporta ineficient ˆ a ın anumite situatii: poate fi mult mai lent decˆt este cazul sau reprezentarea ¸ a binar˘ generat˘ pentru un obiect poate fi mult mai voluminoas˘ decˆt ar a a a a trebui. In aceste situatii, putem s˘ ˆ ¸ a ınlocuim algoritmul implicit cu unul propriu, particularizat pentru o clas˘ anume. De asemenea, este posibil a s˘ extindem comportamentul implicit, ad˘ugˆnd ¸i alte informatii necesare a a a s ¸ pentru serializarea unor obiecte. In majoritatea cazurilor mecanismul standard este suficient ˆ a, dup˘ cum ıns˘ a am spus, o clas˘ poate avea nevoie de mai mult control asupra serializ˘rii. a a Personalizarea serializarii se realizeaz˘ prin definirea (ˆ a ıntr-o clas˘ serial- a izabil˘!) a metodelor writeObject ¸i readObject avˆnd exact signatura de a s a mai jos: private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream stream) throws IOException private void readObject(java.io.ObjectInputStream stream) throws IOException, ClassNotFoundException Metoda writeObject controleaz˘ ce date sunt salvate iar readObject a controleaz˘ modul ˆ care sunt restaurate obiectele, citind informatiile salvate a ın ¸ ¸i, eventual, modifcˆnd starea obiectelor citite astfel ˆ at ele s˘ corespund˘ s a ıncˆ a a
  • 189. 188 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR anumitor cerinte. In cazul ˆ care nu dorim s˘ ˆ ¸ ın a ınlocuim complet mecanis- mul standard, putem s˘ folosim metodele defaultWriteObject, respectiv a defaultReadObject care descriu procedurile implicite de serializare. Forma general˘ de implementare a metodelor writeObject ¸i readObject a s este: private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException { // Procesarea campurilor clasei (criptare, etc.) ... // Scrierea obiectului curent stream.defaultWriteObject(); // Adaugarea altor informatii suplimentare ... } private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException,ClassNotFoundException { // Restaurarea obiectului curent stream.defaultReadObject(); // Actualizarea starii obiectului (decriptare, etc.) // si extragerea informatiilor suplimentare ... } Metodele writeObject ¸i readObject sunt responsabile cu serializarea s clasei ˆ care sunt definite, serializarea superclasei sale fiind facut˘ automat ın a (¸i implicit). Dac˘ ˆ a o clas˘ trebuie sa-¸i coordoneze serializarea pro- s a ıns˘ a s prie cu serializarea superclasei sale, atunci trebuie s˘ implementeze interfata a ¸ Externalizable. 8.3.1 Controlul versiunilor claselor S˘ presupunem c˘ dorim s˘ realiz˘m o aplicatie care s˘ ¸in˘ evidenta angajatilor a a a a ¸ at a ¸ ¸ unei companii. Evident, vom avean nevoie de o clas˘ care s˘ reprezinte a a
  • 190. ˘ 8.3. PERSONALIZAREA SERIALIZARII OBIECTELOR 189 notiunea de angjat. O variant˘ simplificat˘ a acesteia ar putea ar˘ta astfel: ¸ a a a Listing 8.5: Prima variant˘ a clasei Angajat a import java . io .*; class Angajat implements Serializable { public String nume ; public int salariu ; private String parola ; public Angajat ( String nume , int salariu , String parola ) { this . nume = nume ; this . salariu = salariu ; this . parola = parola ; } public String toString () { return nume + " ( " + salariu + " ) " ; } } Mai jos este prezentat˘ o mic˘ aplicatie care permite introducerea de a a ¸ angajati ¸i salvarea lor ˆ ¸ s ıntr-un fi¸ier. La fiecare pornire a aplicatiei, vor fi s ¸ citite datele din fi¸ier astfel ˆ at programul va actualiza ˆ permanent˘ lista s ıncˆ ın ¸a angajatilor cu noi persoane. ¸ Listing 8.6: Aplicatia de gestionare a angajatilor ¸ ¸ import java . io .*; import java . util .*; public class GestiuneAngajati { // Lista angajatilor ArrayList ang = new ArrayList () ; public void citire () throws IOException { FileInputStream fis = null ; try { fis = new FileInputStream ( " angajati . ser " ) ; ObjectInputStream in = new Obje ctInput Stream ( fis ) ;
  • 191. 190 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR ang = ( ArrayList ) in . readObject () ; } catch ( File NotF o u n d E x c e p t i o n e ) { System . out . println ( " Fisierul nou ... " ) ; } catch ( Exception e ) { System . out . println ( " Eroare la citirea datelor ... " ) ; e . printStackTrace () ; } finally { if ( fis != null ) fis . close () ; } System . out . println ( " Lista angajatilor : n " + ang ) ; } public void salvare () throws IOException { FileOutputStream fos = new FileOutputStream ( " angajati . ser " ) ; ObjectOutputStrea m out = new Ob je ct Ou tp utS tr ea m ( fos ) ; out . writeObject ( ang ) ; } public void adaugare () throws IOException { BufferedReader stdin = new BufferedReader ( new InputStream Reader ( System . in ) ) ; while ( true ) { System . out . print ( " nNume : " ) ; String nume = stdin . readLine () ; System . out . print ( " Salariu : " ) ; int salariu = Integer . parseInt ( stdin . readLine () ) ; System . out . print ( " Parola : " ) ; String parola = stdin . readLine () ; ang . add ( new Angajat ( nume , salariu , parola ) ) ; System . out . print ( " Mai adaugati ? ( D / N ) " ) ; String raspuns = stdin . readLine () . toUpperCase () ; if ( raspuns . startsWith ( " N " ) ) break ; } } public static void main ( String args []) throws IOException { GestiuneAngajati app = new GestiuneAngajati () ;
  • 192. ˘ 8.3. PERSONALIZAREA SERIALIZARII OBIECTELOR 191 // Incarcam angajatii din fisier app . citire () ; // Adaugam noi angajati app . adaugare () ; // Salvam angajatii inapoi fisier app . salvare () ; } } Problema care se pune acum este urm˘toarea. Dup˘ introducerea unui a a num˘r suficient de mare de angajati ˆ fi¸ier, clasa Angajat este modifi- a ¸ ın s cat˘ prin ad˘ugarea unei noi variabil˘ membre care s˘ retina adresa. La a a a a ¸ executia aplicatiei noastre, procedura de citire a angajatilor din fi¸ier nu ¸ ¸ ¸ s va mai functiona, producˆnd o exceptie de tipul InvalidClassException. ¸ a ¸ Aceast˘problem˘ ar fi ap˘rut chiar dac˘ variabila ad˘ugat˘ era declarat˘ de a a a a a a a tip transient. De ce se ˆ amplˆ acest lucru ? ıntˆ a Explicatia const˘ ˆ faptul c˘ mecanismul de serializare Java este foarte ¸ a ın a atent cu signatura claselor serializate. Pentru fiecare obiect serializat este calculat automat un num˘r reprezentat pe 64 de biti, care reprezint˘ un fel de a ¸ a ”amprent˘” a clasei obiectului. Acest num˘r, denumit serialVersionUID, a a este generat pornind de la diverse informatii ale clasei, cum ar fi variabilele ¸ sale membre, (dar nu numai) ¸i este salvat ˆ procesul de serializare ˆ s ın ımpreun˘ a cu celelalte date. In plus, orice modificare semnificativ˘ a clasei, cum ar a fi ad˘ugarea unui nou cˆmp, va determina modificarea num˘rului s˘u de a a a a versiune. La restaurarea unui obiect, num˘rul de versiune salvat ˆ forma serializat˘ a ın a va fi reg˘sit ¸i comparat cu noua semn˘tur˘ a clasei obiectului. In cazul ˆ a s a a ın care acestea nu sunt egale, va fi generat˘ o exceptie de tipul a ¸ InvalidClassException ¸i deserializarea nu va fi f˘cut˘. s a a Aceast˘ abordare extrem de precaut˘ este foarte util˘ pentru prevenirea a a a unor anomalii ce pot ap˘rea cˆnd dou˘ versiuni de clase sunt incompati- a a a bile, dat poate fi sup˘r˘toare atunci cˆnd modific˘rile aduse clasei nu stric˘ aa a a a compatibilitatea cu vechea versiune. In aceast˘ situatie trebuie s˘ comu- a ¸ a nic˘m explicit c˘ cele dou˘ clase sunt compatibile. Acest lucru se realizeaz˘ a a a a prin setarea manual˘ a variabilei serialVersionUID ˆ cadrul clasei dorite, a ın ad˘ugˆnd pur ¸i simplu cˆmpul: a a s a
  • 193. 192 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR static final long serialVersionUID = /* numar_serial_clasa */; Prezenta variabilei serialVersionUID printre membrii unei clase va in- ¸ forma algoritmul de serialzare c˘ nu mai calculeze num˘rul de serie al clasei, a a ci s˘-l foloseasc˘ pe cel specificat de noi. Cum putem afla ˆ a num˘rul de se- a a ıns˘ a rie al vechii clase Angajat care a fost folosit˘ anterior la salvarea angajatilor a ¸ ? Utilitarul serialVer permite generarea num˘rului serialVersionUID pen- a tru o clas˘ specificat˘. A¸adar, trebuie s˘ recompil˘m vechea clas˘ Angajat a a s a a a ¸i s˘-i afl˘m num˘rul de serie astfel: serialVer Angajat. Rezultatul va fi: s a a a Angajat: static final long serialVersionUID = 5653493248680665297L; Vom rescrie noua clas˘ Angajat astfel ˆ at s˘ fie compatibil˘ cu cea a ıncˆ a a veche astfel: Listing 8.7: Variant˘ compatibil˘ a clasei Angajat a a import java . io .*; class Angajat implements Serializable { static final long serialVersionUID = 56 534 93 248 680 665 29 7 L ; public String nume , adresa ; public int salariu ; private String parola ; public Angajat ( String nume , int salariu , String parola ) { this . nume = nume ; this . adresa = " Iasi " ; this . salariu = salariu ; this . parola = parola ; } public String toString () { return nume + " ( " + salariu + " ) " ; } } Aplicatia noastr˘ va functiona acum, ˆ a rubrica adres˘ nu va fi initializat˘ ¸ a ¸ ıns˘ a ¸ a ˆ nici un fel (va fi null), deoarece ea nu exista ˆ formatul original. La noua ın ın
  • 194. ˘ 8.3. PERSONALIZAREA SERIALIZARII OBIECTELOR 193 salvare a datelor, vor fi serializate ¸i informatiile legate de adres˘ (evident, s ¸ a trebuie ˆ a s˘ le citim de la tastatur˘...) ıns˘ a a 8.3.2 Securizarea datelor Dup˘ cum am v˘zut membrii privati, cum ar fi parola din exemplul de mai a a ¸ sus, particip˘ la serializare. Problema const˘ ˆ faptul c˘, de¸i ˆ format a a ın a s ın binar, informatiile unui obiect serializat nu sunt criptate ˆ nici un fel ¸i pot ¸ ın s fi reg˘site cu u¸urint˘, ceea ce poate reprezenta un inconvenient atunci cˆnd a s ¸a a exist˘ cˆmpuri confidentiale. a a ¸ Rezolvarea acestei probleme se face prin modificarea mecanismului im- plicit de serializare, implementˆnd metodele readObject ¸i writeObject, a s precum ¸i prin utilizarea unei functii de criptare a datelor. Varianta secur- s ¸ izat˘ a clasei Angajat din exemplul anterior ar putea ar˘ta astfel: a a Listing 8.8: Varianta securizat˘ a clasei Angajat a import java . io .*; class Angajat implements Serializable { static final long serialVersionUID = 5 65 349 324 868 06 652 97 L ; public String nume , adresa ; public int salariu ; private String parola ; public Angajat ( String nume , int salariu , String parola ) { this . nume = nume ; this . adresa = " Iasi " ; this . salariu = salariu ; this . parola = parola ; } public String toString () { return nume + " ( " + salariu + " ) " ; } static String criptare ( String input , int offset ) { StringBuffer sb = new StringBuffer () ; for ( int n =0; n < input . length () ; n ++) sb . append (( char ) ( offset + input . charAt ( n ) ) ) ; return sb . toString () ;
  • 195. 194 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR } private void writeObject ( Ob je ct Ou tpu tS tr ea m stream ) throws IOException { parola = criptare ( parola , 3) ; stream . defaultWri te Ob je ct () ; parola = criptare ( parola , -3) ; } private void readObject ( O bjectIn putStre am stream ) throws IOException , C l a s s N o t F o u n d E x c e p t i o n { stream . defaultRead Object () ; parola = criptare ( parola , -3) ; } } 8.3.3 Implementarea interfetei Externalizable ¸ Pentru un control complet, explicit, al procesului de serializare, o clas˘ tre- a buie s˘ implementeze interfata Externalizable. Pentru instante ale acestor a ¸ ¸ clase doar numele clasei este salvat automat pe fluxul de obiecte, clasa fiind responsabil˘ cu scrierea ¸i citirea membrilor s˘i ¸i trebuie s˘ se coordoneze a s a s a cu superclasele ei. Definitia interfetei Externalizable este: ¸ ¸ package java.io; public interface Externalizable extends Serializable { public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException; public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException; } A¸adar, aceste clase trebuie s˘ implementeze obligatoriu metodele write- s a External ¸i readExternal ˆ care se va face serializarea complet˘ a obiectelor s ın a ¸i coordonarea cu superclasa ei. s Uzual, interfata Externalizable este folosit˘ ˆ situatii ˆ care se dore¸te ¸ a ın ¸ ın s ˆ ımbun˘t˘¸irea performantelor algoritmului standard, mai exact cre¸terea vitezei a at ¸ s procesului de serializare.
  • 196. ˘ 8.3. PERSONALIZAREA SERIALIZARII OBIECTELOR 195 Mai jos este prezentat˘ o clas˘ simpl˘ ¸i modalitatea de rescriere a sa a a a s folosind interfata Externalizable: ¸ Listing 8.9: Serializare implicit˘ a import java . io .*; class Persoana implements Serializable { int cod ; String nume ; public Persoana ( String nume , int cod ) { this . nume = nume ; this . cod = cod ; } } Listing 8.10: Serializare proprie import java . io .*; class Persoana implements Externalizable { int cod ; String nume ; public Persoana ( String nume , int cod ) { this . nume = nume ; this . cod = cod ; } public void writeExternal ( ObjectOutput s ) throws IOException { s . writeUTF ( nume ) ; s . writeInt ( cod ) ; } public void readExternal ( ObjectInput s ) throws ClassNotFoundException , IOException { nume = s . readUTF () ; cod = s . readInt () ; } }
  • 197. 196 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR 8.4 Clonarea obiectelor Se ¸tie c˘ nu putem copia valoarea unui obiect prin instructiunea de atribuire. s a ¸ O secventa de forma: ¸ TipReferinta o1 = new TipReferinta(); TipReferinta o2 = o1; nu face decˆt s˘ declare o nou˘ variabil˘ o2 ca referinta la obiectul referit de a a a a ¸ o1 ¸i nu creeaz˘ sub nici o form˘ un nou obiect. s a a O posibilitate de a face o copie a unui obiect este folosirea metodei clone definit˘ ˆ clasa Object. Aceasta creeaz˘ un nou obiect ¸i initializeaz˘ toate a ın a s ¸ a variabilele sale membre cu valorile obiectului clonat. TipReferinta o1 = new TipReferinta(); TipReferinta o2 = (TipReferinta) o1.clone(); Deficienta acestei metode este c˘ nu realizeaz˘ duplicarea ˆ ¸ a a ıntregii retele ¸ de obiecte corespunz˘toare obiectului clonat. In cazul ˆ care exist˘ cˆmpuri a ın a a referinta la alte obiecte, obiectele referite nu vor mai fi clonate la rˆndul lor. ¸ a O metod˘ clone care s˘ realizeze o copie efectiv˘ a unui obiect, ˆ a a a ımpreuna cu copierea tuturor obiectelor referite de cˆmpurile acelui obiect poate fi a implementat˘ prin mecanismul serializ˘rii astfel: a a public Object clone() { try { ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(baos); out.writeObject(this); out.close(); byte[] buffer = baos.toByteArray(); ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(buffer); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bais); Object ret = in.readObject(); in.close(); return ret; } catch (Exception e) {
  • 198. 8.4. CLONAREA OBIECTELOR 197 System.out.println(e); return null; } }
  • 199. 198 CAPITOLUL 8. SERIALIZAREA OBIECTELOR
  • 200. Capitolul 9 Interfata grafic˘ cu utilizatorul ¸ a 9.1 Introducere Interfata grafic˘ cu utilizatorul (GUI), este un termen cu ˆ ¸eles larg care ¸ a ınt se refer˘ la toate tipurile de comunicare vizual˘ ˆ a a ıntre un program ¸i utiliza- s torii s˘i. Aceasta este o particularizare a interfetei cu utilizatorul (UI), prin a ¸ care vom ˆ ıntelege conceptul generic de interactiune dintre program ¸i utiliza- ¸ s tori. Limbajul Java pune la dispozitie numeroase clase pentru implementarea ¸ diverselor functionalitati UI, ˆ a ne vom ocupa ˆ continuare de cele care ¸ ıns˘ ın permit realizarea intefetei grafice cu utilizatorul (GUI). ¸ De la aparitia limbajului Java, bibliotecile de clase care ofer˘ servicii ¸ a grafice au suferit probabil cele mai mari schimb˘ri ˆ trecerea de la o ver- a ın siune la alta. Acest lucru se datoreaz˘, pe de o parte dificult˘¸ii legate de a at implementarea notiunii de portabilitate, pe de alt˘ parte nevoii de a integra ¸ a mecanismele GUI cu tehnologii ap˘rute ¸i dezvoltate ulterior, cum ar fi Java a s Beans. In momentul actual, exist˘ dou˘ modalit˘¸i de a crea o aplicatie cu a a at ¸ interfata grafic˘ ¸i anume: ¸˘ as • AWT (Abstract Windowing Toolkit) - este API-ul initial pus la dispozitie ¸ ¸ ˆ ıncepˆnd cu primele versiuni de Java; a • Swing - parte dintr-un proiect mai amplu numit JFC (Java Founda- tion Classes) creat ˆ urma colabor˘rii dintre Sun, Netscape ¸i IBM, ın a s Swing se bazeaz˘ pe modelul AWT, extinzˆnd functionalitatea acestuia a a ¸ ¸i ad˘ugˆnd sau ˆ s a a ınlocuind componente pentru dezvoltarea aplicatiilor ¸ GUI. 199
  • 201. 200 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ A¸adar, este de preferat ca aplicatiile Java s˘ fie create folosind tehnologia s ¸ a Swing, aceasta punˆnd la dispozitie o palet˘ mult mai larg˘ de facilit˘¸i, a ¸ a a at ˆ a nu vom renunta complet la AWT deoarece aici exist˘ clase esentiale, ıns˘ ¸ a ¸ reutilizate ˆ Swing. ın In acest capitol vom prezenta clasele de baz˘ ¸i mecanismul de tratare a as evenimentelor din AWT, deoarece va fi simplificat procesul de ˆ ¸elegere a ınt dezvolt˘rii unei aplicatii GUI, dup˘ care vom face trecerea la Swing. a ¸ a In principiu, crearea unei aplicatii grafice presupune urm˘toarele lucruri: ¸ a • Design – Crearea unei suprafete de afi¸are (cum ar fi o fereastr˘) pe care vor ¸ s a fi a¸ezate obiectele grafice (componente) care servesc la comuni- s carea cu utilizatorul (butoane, controale pentru editarea textelor, liste, etc); – Crearea ¸i a¸ezarea componentelor pe suprafata de afi¸are la pozitiile s s ¸ s ¸ corespunz˘toare; a • Functionalitate ¸ – Definirea unor actiuni care trebuie s˘ se execute ˆ momentul cˆnd ¸ a ın a utilizatorul interactioneaz˘ cu obiectele grafice ale aplicatiei; ¸ a ¸ – ”Ascultarea” evenimentelor generate de obiecte ˆ momentul ın interactiunii cu utilizatorul ¸i executarea actiunilor corespunz˘toare, ¸ s ¸ a a¸a cum au fost ele definite. s 9.2 Modelul AWT Pachetul care ofer˘ componente AWT este java.awt. a Obiectele grafice sunt derivate din Component, cu exceptia meniurilor care ¸ descind din clasa MenuComponent. A¸adar, prin notiunea de component˘ s ¸ a vom ˆ ıntelege ˆ continuare orice obiect care poate avea o reprezentare grafic˘ ın a ¸i care poate interactiona cu utilizatorul. Exemple de componente sunt fere- s strele, butoanele, listele, bare de defilare, etc. Toate componentele AWT sunt definte de clase proprii ce se gasesc ˆ pachetul java.awt, clasa Component ın fiind superclasa abstract˘ a tuturor acestor clase. a Crearea obiectelor grafice nu realizeaz˘ automat ¸i afi¸area lor pe ecran. a s s Mai ˆ ai ele trebuie a¸ezate pe o suprafata de afi¸are, care poate fi o fereastr˘ ıntˆ s s a
  • 202. 9.2. MODELUL AWT 201 sau un applet, ¸i vor deveni vizibile ˆ momentul ˆ care suprafata pe care sunt s ın ın ¸ afi¸ate va fi vizibil˘. O astfel de suprafat˘ pe care sunt plasate componente s a ¸a se mai nume¸te container ¸i reprezint˘ o instant˘ a unei clase derivate din s s a ¸a Container. Clasa Container este o subclas˘ aparte a lui Component, fiind a la rˆndul ei superclasa tuturor suprafetelor de afi¸are Java. a s A¸a cum am v˘zut, interfat˘ grafic˘ serve¸te interactiunii cu utilizatorul. s a ¸a a s ¸ De cele mai multe ori programul trebuie s˘ fac˘ o anumit˘ prelucrare ˆ a a a ın momentul ˆ care utilizatorul a efectuat o actiune ¸i, prin urmare, compo- ın ¸ s nentele trebuie s˘ genereze evenimente ˆ functie de actiunea pe care au a ın ¸ ¸ suferit-o (actiune transmis˘ de la tastatur˘, mouse, etc.). Incepˆnd cu ver- ¸ a a a siunea 1.1 a limbajului Java, evenimentele sunt instante ale claselor derivate ¸ din AWTEvent. A¸adar, un eveniment este produs de o actiune a utilizatorului asupra unui s ¸ obiect grafic, deci evenimentele nu trebuie generate de programator. In schimb, ˆ ıntr-un program trebuie specificat codul care se execut˘ la aparitia a ¸ unui eveniment. Tratarea evenimentelor se realizeaz˘ prin intermediul unor a clase de tip listener (ascult˘tor, consumator de evenimente), clase care sunt a definite ˆ pachetul java.awt.event. In Java, orice component˘ poate ”con- ın a suma” evenimentele generate de o alt˘ component˘ (vezi ”Tratarea eveni- a a mentelor”). S˘ consider˘m un mic exemplu, ˆ care cre˘m o fereastr˘ ce contine dou˘ a a ın a a ¸ a butoane. Listing 9.1: O fereastr˘ cu dou˘ butoane a a import java . awt .*; public class ExempluAWT1 { public static void main ( String args []) { // Crearea ferestrei - un obiect de tip Frame Frame f = new Frame ( " O fereastra " ) ; // Setarea modului de dipunere a componentelor f . setLayout ( new FlowLayout () ) ; // Crearea celor doua butoane Button b1 = new Button ( " OK " ) ; Button b2 = new Button ( " Cancel " ) ; // Adaugarea butoanelor f . add ( b1 ) ;
  • 203. 202 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ f . add ( b2 ) ; f . pack () ; // Afisarea fereastrei f . show () ; } } Dup˘ cum veti observa la executia acestui program, atˆt butoanele ad˘ugate a ¸ ¸ a a de noi cˆt ¸i butonul de ˆ a s ınchidere a ferestrei sunt functionale, adic˘ pot fi ¸ a apasate, dar nu realizeaz˘ nimic. Acest lucru se ˆ ampl˘ deoarece nu am a ıntˆ a specificat nic˘ieri codul care trebuie s˘ se execute la ap˘sarea acestor bu- a a a toane. De asemenea, mai trebuie remarcat c˘ nu am specificat nic˘ieri dimensiu- a a nile ferestrei sau ale butoanelor ¸i nici pozitiile ˆ acestea s˘ fie plasate. Cu s ın a toate acestea ele sunt plasate unul lˆnga celalalt, f˘r˘ s˘ se suprapun˘ iar a aa a a suprafata fereastrei este suficient de mare cˆt s˘ cuprind˘ ambele obiecte. ¸ a a a Aceste ”fenomene” sunt provocate de un obiect special de tip FlowLayout pe care l-am specificat ¸i care se ocup˘ cu gestionarea ferestrei ¸i cu plasarea s a s componentelor ˆ ıntr-o anumit˘ ordine pe suprafata ei. A¸adar, modul de a ¸ s aranjare nu este o caracteristic˘ a suprafetei de afi¸are ci, fiecare container a ¸ s are asociat un obiect care se ocup˘ cu dimensionarea ¸i dispunerea compo- a s nentelor pe suprafata de afi¸are ¸i care se numeste gestionar de pozitionare ¸ s s ¸ (layout manager) (vezi ”Gestionarea pozition˘rii”). ¸ a 9.2.1 Componentele AWT Dup˘ cum am spus deja, toate componentele AWT sunt definte de clase a proprii ce se gasesc ˆ pachetul java.awt, clasa Component fiind superclasa ın abstracta a tuturor acestor clase. • Button - butoane cu eticheta format˘ dintr-un text pe o singur˘ linie; a a • Canvas - suprafat˘ pentru desenare; ¸a • Checkbox - component˘ ce poate avea dou˘ st˘ri; mai multe obiecte a a a de acest tip pot fi grupate folosind clasa CheckBoxGroup; • Choice - liste ˆ care doar elementul selectat este vizibil ¸i care se ın s deschid la ap˘sarea lor; a
  • 204. 9.2. MODELUL AWT 203 • Container - superclasa tuturor suprafetelor de afi¸are (vezi ”Suprafete ¸ s ¸ de afi¸are”); s • Label - etichete simple ce pot contine o singur˘ linie de text needitabil; ¸ a • List - liste cu selectie simpl˘ sau multipl˘; ¸ a a • Scrollbar - bare de defilare orizontale sau verticale; • TextComponent - superclasa componentelor pentru editarea textu- lui: TextField (pe o singur˘ linie) ¸i TextArea (pe mai multe linii). a s Mai multe informatii legate de aceste clase vor fi prezentate ˆ sectiunea ¸ ın ¸ ”Folosirea componentelor AWT”. Din cauza unor diferente esentiale ˆ implementarea meniurilor pe diferite ¸ ın platforme de operare, acestea nu au putut fi integrate ca obiecte de tip Component, superclasa care descrie meniuri fiind MenuComponent (vezi ”Meniuri”). Componentele AWT au peste 100 de metode comune, mo¸tenite din clasa s Component. Acestea servesc uzual pentru aflarea sau setarea atributelor obiectelor, cum ar fi: dimensiune, pozitie, culoare, font, etc. ¸i au formatul ¸ s general getProprietate, respectiv setProprietate. Cele mai folosite, grupate pe tipul propriet˘¸ii gestionate sunt: at • Pozitie ¸ getLocation, getX, getY, getLocationOnScreen setLocation, setX, setY • Dimensiuni getSize, getHeight, getWidth setSize, setHeight, setWidth • Dimensiuni ¸i pozitie s ¸ getBounds setBounds • Culoare (text ¸i fundal) s getForeground, getBackground setForeground, setBackground
  • 205. 204 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ • Font getFont setFont • Vizibilitate setVisible isVisible • Interactivitate setEnabled isEnabled 9.2.2 Suprafete de afi¸are (Clasa Container) ¸ s Crearea obiectelor grafice nu realizeaz˘ automat ¸i afi¸area lor pe ecran. Mai a s s ˆ ai ele trebuie a¸ezate pe o suprafat˘, care poate fi o fereastr˘ sau suprafata ıntˆ s ¸a a ¸ unui applet, ¸i vor deveni vizibile ˆ momentul ˆ care suprafata respectiv˘ s ın ın ¸ a va fi vizibil˘. O astfel de suprafata pe care sunt plasate componentele se a ¸ nume¸te suprafat˘ de afi¸are sau container ¸i reprezint˘ o instanta a unei clase s ¸a s s a ¸ derivat˘ din Container. O parte din clasele a c˘ror p˘rinte este Container a a a este prezentat˘ mai jos: a • Window - este superclasa tututor ferestrelor. Din aceast˘ clas˘ sunt a a derivate: – Frame - ferestre standard; – Dialog - ferestre de dialog modale sau nemodale; • Panel - o suprafat˘ f˘r˘ reprezentare grafic˘ folosit˘ pentru gruparea ¸a a a a a altor componente. Din aceast˘ clas˘ deriv˘ Applet, folosit˘ pentru a a a a crearea appleturilor. • ScrollPane - container folosit pentru implementarea automat˘ a derul˘rii a a pe orizontal˘ sau vertical˘ a unei componente. a a A¸adar, un container este folosit pentru a ad˘uga componente pe suprafata s a ¸ lui. Componentele ad˘ugate sunt memorate ˆ a ıntr-o list˘ iar pozitiile lor din a ¸ aceast˘ list˘ vor defini ordinea de traversare ”front-to-back” a acestora ˆ a a ın cadrul containerului. Dac˘ nu este specificat nici un index la ad˘ugarea unei a a componente, atunci ea va fi adaugat˘ pe ultima pozitie a listei. a ¸
  • 206. 9.2. MODELUL AWT 205 Clasa Container contine metodele comune tututor suprafetelor de afi¸are. ¸ ¸ s Dintre cele mai folosite, amintim: • add - permite ad˘ugarea unei componente pe suprafata de afi¸are. a ¸ s O component˘ nu poate apartine decˆt unui singur container, ceea ce a ¸ a ˆ ınseamn˘ c˘ pentru a muta un obiect dintr-un container ˆ altul trebuie a a ın sa-l eliminam mai ˆ ai de pe containerul initial. ıntˆ • remove - elimin˘ o component˘ de pe container; a a • setLayout - stabile¸te gestionarul de pozitionare al containerului (vezi s ¸ ”Gestionarea pozition˘rii”); ¸ a • getInsets - determin˘ distanta rezervat˘ pentru marginile suprafetei a ¸ a ¸ de afi¸are; s • validate - forteaz˘ containerul s˘ rea¸eze toate componentele sale. ¸ a a s Aceast˘ metod˘ trebuie apelat˘ explicit atunci cˆnd ad˘ug˘m sau elimin˘m a a a a a a a componente pe suprafata de afi¸are dup˘ ce aceasta a devenit vizibil˘. ¸ s a a Exemplu: Frame f = new Frame("O fereastra"); // Adaugam un buton direct pe fereastra Button b = new Button("Hello"); f.add(b); // Adaugam doua componente pe un panel Label et = new Label("Nume:"); TextField text = new TextField(); Panel panel = new Panel(); panel.add(et); panel.add(text); // Adaugam panel-ul pe fereastra // si, indirect, cele doua componente f.add(panel);
  • 207. 206 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ 9.3 Gestionarea pozition˘rii ¸ a S˘ consider˘m mai ˆ ai un exemplu de program Java care afi¸eaz˘ 5 butoane a a ıntˆ s a pe o fereastr˘: a Listing 9.2: Pozitionarea a 5 butoane ¸ import java . awt .*; public class TestLayout { public static void main ( String args []) { Frame f = new Frame ( " Grid Layout " ) ; f . setLayout ( new GridLayout (3 , 2) ) ; // * Button b1 = new Button ( " Button 1 " ) ; Button b2 = new Button ( " 2 " ) ; Button b3 = new Button ( " Button 3 " ) ; Button b4 = new Button ( " Long - Named Button 4 " ) ; Button b5 = new Button ( " Button 5 " ) ; f . add ( b1 ) ; f . add ( b2 ) ; f . add ( b3 ) ; f . add ( b4 ) ; f . add ( b5 ) ; f . pack () ; f . show () ; } } Fereastra afi¸ata de acest program va ar˘ta astfel: s a S˘ modific˘m acum linia marcata cu ’*’ ca mai jos, l˘sˆnd neschimbat a a aa restul programului: Frame f = new Frame("Flow Layout"); f.setLayout(new FlowLayout()); Fereastra afi¸at˘ dup˘ aceast˘ modificare va avea o cu totul altfel de s a a a dispunere a componentelor sale:
  • 208. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 207 Motivul pentru care cele dou˘ ferestre arat˘ atˆt de diferit este c˘ folosesc a a a a gestionari de pozitionare diferiti: GridLayout, respectiv FlowLayout. ¸ ¸ Definitie ¸ Un gestionar de pozitionare (layout manager) este un obiect care con- ¸ troleaz˘ dimensiunea ¸i aranjarea (pozitia) componentelor unui container. a s ¸ A¸adar, modul de aranjare a componentelor pe o suprafata de afi¸are s ¸ s nu este o caracteristic˘ a containerului. Fiecare obiect de tip Container a (Applet, Frame, Panel, etc.) are asociat un obiect care se ocup˘ cu dis- a punerea componentelor pe suprafata sa ¸i anume gestionarul s˘u de pozitionare. ¸ s a ¸ Toate clasele care instantiaza obiecte pentru gestionarea pozition˘rii imple- ¸ ¸ a menteaz˘ interfat˘ LayoutManager. a ¸a La instantierea unui container se creeaz˘ implicit un gestionar de pozitionare ¸ a ¸ asociat acestuia. De exemplu, pentru o fereastr˘ gestionarul implict este de a tip BorderLayout, ˆ timp ce pentru un panel este de tip FlowLayout. ın 9.3.1 Folosirea gestionarilor de pozitionare ¸ A¸a cum am v˘zut, orice container are un gestionar implicit de pozitionare - s a ¸ un obiect care implemeneaz˘ interfata LayoutManager, acesta fiindu-i ata¸at a ¸ s automat la crearea sa. In cazul ˆ care acesta nu corespunde necesit˘¸ilor ın at noastre, el poate fi schimbat cu u¸urint˘. Cei mai utilizati gestionari din s ¸a ¸ pachetul java.awt sunt: • FlowLayout • BorderLayout • GridLayout • CardLayout • GridBagLayout
  • 209. 208 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ Pe lˆng˘ ace¸tia, mai exist˘ ¸i cei din modelul Swing care vor fi prezentati a a s as ¸ ˆ capitolul dedicat dezvolt˘rii de aplicatii GUI folosind Swing. ın a ¸ Ata¸area explicit˘ a unui gestionar de pozitionare la un container se face s a ¸ cu metoda setLayout a clasei Container. Metoda poate primi ca parametru orice instant˘ a unei clase care implementeaz˘ interfat˘ LayoutManager. ¸a a ¸a Secventa de ata¸are a unui gestionar pentru un container, particularizat˘ ¸ s a pentru FlowLayout, este: FlowLayout gestionar = new FlowLayout(); container.setLayout(gestionar); // sau, mai uzual: container.setLayout(new FlowLayout()); Programele nu apeleaz˘ ˆ general metode ale gestionarilor de pozitionare, a ın ¸ dar ˆ cazul cˆnd avem nevoie de obiectul gestionar ˆ putem obtine cu metoda ın a ıl ¸ getLayout din clasa Container. Una din facilit˘¸ile cele mai utile oferite de gestionarii de pozitionare at ¸ este rearanjarea componentele unui container atunci cˆnd acesta este red- a imesionat. Pozitiile ¸i dimensiunile componentelor nu sunt fixe, ele fiind ¸ s ajustate automat de c˘tre gestionar la fiecare redimensionare astfel ˆ at s˘ a ıncˆ a ocupe cˆt mai ”estetic” suprafata de afi¸are. Cum sunt determinate ˆ a a ¸ s ıns˘ dimensiunile implicite ale componentelor ? Fiecare clas˘ derivat˘ din Component poate implementa metodele getPre- a a ferredSize, getMinimumSize ¸i getMaximumSize care s˘ returneze di- s a mensiunea implicit˘ a componentei respective ¸i limitele ˆ afara c˘rora com- a s ın a ponenta nu mai poate fi desenat˘. Gestionarii de pozitionare vor apela aceste a ¸ metode pentru a calcula dimensiunea la care vor afi¸a o component˘. s a Sunt ˆ a situatii cˆnd dorim s˘ plas˘m componentele la anumite pozitii ıns˘ ¸ a a a ¸ fixe iar acestea s˘ ramˆna acolo chiar dac˘ redimension˘m containerul. Folosind a a a a un gestionar aceast˘ pozitionare absolut˘ a componentelor nu este posibil˘ ¸i a ¸ a as deci trebuie cumva s˘ renunt˘m la gestionarea automat˘ a containerul. Acest a ¸a a lucru se realizeaz˘ prin trimitera argumentului null metodei setLayout: a // pozitionare absoluta a componentelor in container container.setLayout(null); Folosind pozitionarea absolut˘, nu va mai fi ˆ a suficient s˘ ad˘ugam cu ¸ a ıns˘ a a metoda add componentele ˆ container, ci va trebui s˘ specific˘m pozitia ¸i ın a a ¸ s
  • 210. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 209 dimensiunea lor - acest lucru era f˘cut automat de gestionarul de pozitionare. a ¸ container.setLayout(null); Button b = new Button("Buton"); b.setSize(10, 10); b.setLocation (0, 0); container.add(b); In general, se recomand˘ folosirea gestionarilor de pozitionare ˆ toate a ¸ ın situatiile cˆnd acest lucru este posibil, deoarece permit programului s˘ aib˘ ¸ a a a aceea¸i ”ˆ s ınfatisare” indiferent de platforma ¸i rezolutia pe care este rulat. s ¸ Pozitionarea absolut˘ poate ridica diverse probleme ˆ acest sens. ¸ a ın S˘ analizam ˆ continuare pe fiecare din gestionarii amintiti anterior. a ın ¸ 9.3.2 Gestionarul FlowLayout Acest gestionar a¸eaz˘ componentele pe suprafata de afi¸are ˆ flux liniar, mai s a ¸ s ın precis, componentele sunt ad˘ugate una dup˘ alta pe linii, ˆ limita spatiului a a ın ¸ disponibil. In momentul cˆnd o component˘ nu mai ˆ a a ıncape pe linia curent˘ se a trece la urm˘toarea linie, de sus ˆ jos. Ad˘ugarea componentelor se face de a ın a la stˆnga la dreapta pe linie, iar alinierea obiectelor ˆ cadrul unei linii poate a ın fi de trei feluri: la stˆnga, la dreapta ¸i pe centru. Implicit, componentele a s sunt centrate pe fiecare linie iar distanta implicit˘ ˆ ¸ a ıntre componente este de 5 pixeli pe vertical˘ ¸i 5 pe orizontal˘. as a Este gestionarul implicit al containerelor derivate din clasa Panel deci ¸i s al applet-urilor. Listing 9.3: Gestionarul FlowLayout import java . awt .*; public class TestFlowLayout { public static void main ( String args []) { Frame f = new Frame ( " Flow Layout " ) ; f . setLayout ( new FlowLayout () ) ; Button b1 = new Button ( " Button 1 " ) ; Button b2 = new Button ( " 2 " ) ; Button b3 = new Button ( " Button 3 " ) ;
  • 211. 210 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ Button b4 = new Button ( " Long - Named Button 4 " ) ; Button b5 = new Button ( " Button 5 " ) ; f . add ( b1 ) ; f . add ( b2 ) ; f . add ( b3 ) ; f . add ( b4 ) ; f . add ( b5 ) ; f . pack () ; f . show () ; } } Componentele ferestrei vor fi afi¸ate astfel: s Redimensionˆnd fereastra astfel ˆ at cele cinci butoane s˘ nu mai ˆ a ıncˆ a ıncap˘ a pe o linie, ultimele dintre ele vor fi trecute pe linia urm˘toare: a 9.3.3 Gestionarul BorderLayout Gestionarul BorderLayout ˆ ımparte suprafata de afi¸are ˆ cinci regiuni, core- ¸ s ın spunz˘toare celor patru puncte cardinale ¸i centrului. O component˘ poate fi a s a plasat˘ ˆ oricare din aceste regiuni, dimeniunea componentei fiind calculata a ın astfel ˆ at s˘ ocupe ˆ ıncˆ a ıntreg spatiul de afi¸are oferit de regiunea respectiv˘. ¸ s a Pentru a ad˘uga mai multe obiecte grafice ˆ a ıntr-una din cele cinci zone, ele trebuie grupate ˆ prealabil ˆ ın ıntr-un panel, care va fi amplasat apoi ˆ regiunea ın dorit˘ (vezi ”Gruparea componentelor - clasa Panel”). a A¸adar, la ad˘ugarea unei componente pe o suprafat˘ gestionat˘ de BorderLayout, s a ¸a a metoda add va mai primi pe lˆnga referinta componentei ¸i zona ˆ care a ¸ s ın aceasta va fi amplasat˘, care va fi specificat˘ prin una din constantele clasei: a a NORTH, SOUTH, EAST, WEST, CENTER. BorderLayout este gestionarul implicit pentru toate containerele care de- scind din clasa Window, deci al tuturor tipurilor de ferestre.
  • 212. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 211 Listing 9.4: Gestionarul BorderLayout import java . awt .*; public class TestBorderLayout { public static void main ( String args []) { Frame f = new Frame ( " Border Layout " ) ; // Apelul de mai jos poate sa lipseasca f . setLayout ( new BorderLayout () ) ; f . add ( new Button ( " Nord " ) , BorderLayout . NORTH ) ; f . add ( new Button ( " Sud " ) , BorderLayout . SOUTH ) ; f . add ( new Button ( " Est " ) , BorderLayout . EAST ) ; f . add ( new Button ( " Vest " ) , BorderLayout . WEST ) ; f . add ( new Button ( " Centru " ) , BorderLayout . CENTER ) ; f . pack () ; f . show () ; } } Cele cinci butoane ale ferestrei vor fi afi¸ate astfel: s La redimensionarea ferestrei se pot observa urm˘toarele lucruri: nordul ¸i a s sudul se redimensioneaz˘ doar pe orizontal˘, estul ¸i vestul doar pe vertical˘, a a s a ˆ timp ce centrul se redimensioneaz˘ atˆt pe orizontal˘ cˆt ¸i pe vertical˘. ın a a a a s a Redimensionarea componentelor din fiecare zon˘ se face astfel ˆ at ele ocup˘ a ıncˆ a toat˘ zona containerului din care fac parte. a 9.3.4 Gestionarul GridLayout Gestionarul GridLayout organizeaz˘ containerul ca un tabel cu rˆnduri ¸i a a s coloane, componentele fiind plasate ˆ celulele tabelului de la stˆnga la ın a dreapta, ˆ ıncepˆnd cu primul rˆnd. Celulele tabelului au dimensiuni egale a a iar o component˘ poate ocupa doar o singur˘ celul˘. Num˘rul de linii ¸i a a a a s coloane vor fi specificate ˆ constructorul gestionarului, dar pot fi modificate ın
  • 213. 212 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ ¸i ulterior prin metodele setRows, respectiv setCols. Dac˘ num˘rul de linii s a a sau coloane este 0 (dar nu ambele ˆ acela¸i timp), atunci componentele vor ın s fi plasate ˆıntr-o singur˘ coloan˘ sau linie. De asemenea, distanta ˆ a a ¸ ıntre com- ponente pe orizontal˘ ¸i distanta ˆ as ıntre rˆndurile tabelului pot fi specificate a ˆ constructor sau stabilite ulterior. ın Listing 9.5: Gestionarul GridLayout import java . awt .*; public class TestGridLayout { public static void main ( String args []) { Frame f = new Frame ( " Grid Layout " ) ; f . setLayout ( new GridLayout (3 , 2) ) ; f . add ( new Button ( " 1 " ) ) ; f . add ( new Button ( " 2 " ) ) ; f . add ( new Button ( " 3 " ) ) ; f . add ( new Button ( " 4 " ) ) ; f . add ( new Button ( " 5 " ) ) ; f . add ( new Button ( " 6 " ) ) ; f . pack () ; f . show () ; } } Cele ¸ase butoane ale ferestrei vor fi plasate pe trei rˆnduri ¸i dou˘ s a s a coloane, astfel: Redimensionarea ferestrei va determina redimensionarea tuturor celulelor ¸i deci a tuturor componentelor, atˆt pe orizontal˘ cˆt ¸i pe vertical˘. s a a a s a 9.3.5 Gestionarul CardLayout Gestionarul CardLayout trateaz˘ componentele ad˘ugate pe suprafata sa a a ¸ ˆ ıntr-o manier˘ similar˘ cu cea a dispunerii c˘rtilor de joc ˆ a a a¸ ıntr-un pachet.
  • 214. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 213 Suprafata de afi¸are poate fi asem˘nat˘ cu pachetul de c˘rti iar fiecare com- ¸ s a a a¸ ponent˘ este o carte din pachet. La un moment dat, numai o singur˘ com- a a ponent˘ este vizibil˘ (”cea de deasupra”). a a Clasa dispune de metode prin care s˘ poat˘ fi afi¸at˘ o anumit˘ com- a a s a a ponent˘ din pachet, sau s˘ se poat˘ parcurge secvential pachetul, ordinea a a a ¸ componentelor fiind intern˘ gestionarului. a Principala utilitate a acestui gestionar este utilizarea mai eficient˘ a a spatiului disponibil ˆ situatii ˆ care componentele pot fi grupate ˆ a¸a ¸ ın ¸ ın ın s fel ˆ at utilizatorul s˘ interactioneze la un moment dat doar cu un anumit ıncˆ a ¸ grup (o carte din pachet), celelalte fiind ascunse. O clas˘ Swing care implementeaz˘ un mecansim similar este JTabbedPane. a a Listing 9.6: Gestionarul CardLayout import java . awt .*; import java . awt . event .*; public class TestCardLayout extends Frame implements ActionListener { Panel tab ; public TestCardLayout () { super ( " Test CardLayout " ) ; Button card1 = new Button ( " Card 1 " ) ; Button card2 = new Button ( " Card 2 " ) ; Panel butoane = new Panel () ; butoane . add ( card1 ) ; butoane . add ( card2 ) ; tab = new Panel () ; tab . setLayout ( new CardLayout () ) ; TextField tf = new TextField ( " Text Field " ) ; Button btn = new Button ( " Button " ) ; tab . add ( " Card 1 " , tf ) ; tab . add ( " Card 2 " , btn ) ; add ( butoane , BorderLayout . NORTH ) ; add ( tab , BorderLayout . CENTER ) ; pack () ; show () ;
  • 215. 214 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ card1 . addActionListe ner ( this ) ; card2 . addActionListe ner ( this ) ; } public void actionPerformed ( ActionEvent e ) { CardLayout gestionar = ( CardLayout ) tab . getLayout () ; gestionar . show ( tab , e . getActionCommand () ) ; } public static void main ( String args []) { TestCardLayout f = new TestCardLayout () ; f . show () ; } } Prima ”carte” este vizibil˘ a A doua ”carte” este vizibil˘ a 9.3.6 Gestionarul GridBagLayout Este cel mai complex ¸i flexibil gestionar de pozitionare din Java. La fel ca ˆ s ¸ ın cazul gestionarului GridLayout, suprafata de afi¸are este considerat˘ ca fiind ¸ s a un tabel ˆ a, spre deosebire de acesta, num˘rul de linii ¸i de coloane sunt ıns˘ a s determinate automat, ˆ functie de componentele amplasate pe suprafata de ın ¸ ¸ afi¸are. De asemenea, ˆ functie de componentele gestionate, dimensiunile s ın ¸ celulelor pot fi diferite cu singurele restrictii ca pe aceea¸i linie s˘ aib˘ aceea¸i ¸ s a a s ˆ ¸ime, iar pe coloan˘ aib˘ aceea¸i l˘¸ime. Spre deosebire de GridLayout, ınalt a a s at o component˘ poate ocupa mai multe celule adiacente, chiar de dimensiuni a diferite, zona ocupat˘ fiind referit˘ prin ”regiunea de afi¸are” a componentei a a s respective. Pentru a specifica modul de afi¸are a unei componente, acesteia ˆ este s ıi asociat un obiect de tip GridBagConstraints, ˆ care se specific˘ diferite ın a propriet˘¸i ale componentei referitoare la regiunea s˘ de afi¸are ¸i la modul at a s s ˆ care va fi plasat˘ ˆ aceast˘ regiune. Leg˘tura dintre o component˘ ¸i un ın a ın a a as obiect GridBagConstraints se realizeaz˘ prin metoda setConstraints: a GridBagLayout gridBag = new GridBagLayout();
  • 216. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 215 container.setLayout(gridBag); GridBagConstraints c = new GridBagConstraints(); //Specificam restrictiile referitoare la afisarea componentei . . . gridBag.setConstraints(componenta, c); container.add(componenta); A¸adar, ˆ s ınainte de a ad˘uga o component˘ pe suprafata unui container a a ¸ care are un gestionar de tip GridBagLayout, va trebui s˘ specific˘m anumiti a a ¸ parametri (constrˆngeri) referitori la cum va fi plasat˘ componenta respec- a a tiv˘. Aceste constrˆngeri vor fi specificate prin intermediul unui obiect de tip a a GridBagConstraints, care poate fi refolosit pentru mai multe componente care au acelea¸i constrˆngeri de afi¸are: s a s gridBag.setConstraints(componenta1, c); gridBag.setConstraints(componenta2, c); . . . Cele mai utilizate tipuri de constrˆngeri pot fi specificate prin intermediul a urm˘toarelor variabile din clasa GridBagConstraints: a • gridx, gridy - celula ce reprezint˘ coltul stˆnga sus al componentei; a ¸ a • gridwidth, gridheight - num˘rul de celule pe linie ¸i coloan˘ pe care a s a va fi afi¸at˘ componenta; s a • fill - folosit˘ pentru a specifica dac˘ o component˘ va ocupa ˆ a a a ıntreg spatiul pe care ˆ are destinat; valorile posibile sunt HORIZONTAL, VERTICAL, ¸ ıl BOTH, NONE; • insets - distantele dintre component˘ ¸i marginile suprafetei sale de ¸ as ¸ afi¸are; s • anchor - folosit˘ atunci cˆnd componenta este mai mic˘ decˆt suprafata a a a a ¸ sa de afi¸are pentru a forta o anumit˘ dispunere a sa: nord, sud, est, s ¸ a vest, etc. • weigthx, weighty - folosite pentru distributia spatiului liber; uzual ¸ ¸ au valoarea 1;
  • 217. 216 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ Ca exemplu, s˘ realiz˘m o fereastr˘ ca ˆ figura de mai jos. Pentru a a a a ın simplifica codul, a fost creat˘ o metod˘ responsabil˘ cu setarea valorilor a a a gridx, gridy, gridwidth, gridheight ¸i ad˘ugarea unei componente cu s a restrictiile stabilite pe fereastr˘. ¸ a Listing 9.7: Gestionarul GridBagLayout import java . awt .*; public class TestGridBag Layout { static Frame f ; static GridBagLayout gridBag ; static GridBagConstr aint s gbc ; static void adauga ( Component comp , int x , int y , int w , int h ) { gbc . gridx = x ; gbc . gridy = y ; gbc . gridwidth = w ; gbc . gridheight = h ; gridBag . setConstraints ( comp , gbc ) ; f . add ( comp ) ; } public static void main ( String args []) { f = new Frame ( " Test GridBagLayout " ) ; gridBag = new GridBagLayout () ; gbc = new GridBa gC ons tr ai nt s () ; gbc . weightx = 1.0; gbc . weighty = 1.0;
  • 218. ¸ ˘ 9.3. GESTIONAREA POZITIONARII 217 gbc . insets = new Insets (5 , 5 , 5 , 5) ; f . setLayout ( gridBag ) ; Label mesaj = new Label ( " Evidenta persoane " , Label . CENTER ); mesaj . setFont ( new Font ( " Arial " , Font . BOLD , 24) ) ; mesaj . setBackground ( Color . yellow ) ; gbc . fill = GridBagConst ra in ts . BOTH ; adauga ( mesaj , 0 , 0 , 4 , 2) ; Label etNume = new Label ( " Nume : " ) ; gbc . fill = GridBagConst ra in ts . NONE ; gbc . anchor = GridBagCon st ra in ts . EAST ; adauga ( etNume , 0 , 2 , 1 , 1) ; Label etSalariu = new Label ( " Salariu : " ) ; adauga ( etSalariu , 0 , 3 , 1 , 1) ; TextField nume = new TextField ( " " , 30) ; gbc . fill = GridBagConst ra in ts . HORIZONTAL ; gbc . anchor = GridBagCon st ra in ts . CENTER ; adauga ( nume , 1 , 2 , 2 , 1) ; TextField salariu = new TextField ( " " , 30) ; adauga ( salariu , 1 , 3 , 2 , 1) ; Button adaugare = new Button ( " Adaugare " ) ; gbc . fill = GridBagConst ra in ts . NONE ; adauga ( adaugare , 3 , 2 , 1 , 2) ; Button salvare = new Button ( " Salvare " ) ; gbc . fill = GridBagConst ra in ts . HORIZONTAL ; adauga ( salvare , 1 , 4 , 1 , 1) ; Button iesire = new Button ( " Iesire " ) ; adauga ( iesire , 2 , 4 , 1 , 1) ; f . pack () ; f . show () ; } }
  • 219. 218 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ 9.3.7 Gruparea componentelor (Clasa Panel) Plasarea componentelor direct pe suprafata de afi¸are poate deveni incomod˘ ¸ s a ˆ cazul ˆ care avem multe obiecte grafice. Din acest motiv, se recomand˘ ın ın a gruparea componentelor ˆ ınrudite ca functii astfel ˆ at s˘ putem fi siguri c˘, ¸ ıncˆ a a indiferent de gestionarul de pozitionare al suprafetei de afi¸are, ele se vor g˘si ¸ ¸ s a ˆ ımpreun˘. Gruparea componentelor se face ˆ panel-uri. a ın Un panel este cel mai simplu model de container. El nu are o reprezentare vizibil˘, rolul s˘u fiind de a oferi o suprafat˘ de afi¸are pentru componente a a ¸a s grafice, inclusiv pentru alte panel-uri. Clasa care instantiaza aceste obiecte ¸ este Panel, extensie a superclasei Container. Pentru a aranja corespunz˘tor a componentele grupate ˆ ıntr-un panel, acestuia i se poate specifica un gestionar de pozitionare anume, folosind metoda setLayout. Gestionarul implicit pen- ¸ tru containerele de tip Panel este FlowLayout. A¸adar, o aranjare eficient˘ a componentelor unei ferestre ˆ s a ınseamn˘:a • gruparea componentelor ”ˆ ınfratite” (care nu trebuie s˘ fie despartite ¸ a ¸ de gestionarul de pozitionare al ferestrei) ˆ panel-uri; ¸ ın • aranjarea componentelor unui panel, prin specificarea unui gestionar de pozitionare corespunz˘tor; ¸ a • aranjarea panel-urilor pe suprafata ferestrei, prin specificarea gestionaru- ¸ lui de pozitionare al ferestrei. ¸ Listing 9.8: Gruparea componentelor import java . awt .*; public class TestPanel { public static void main ( String args []) { Frame f = new Frame ( " Test Panel " ) ; Panel intro = new Panel () ; intro . setLayout ( new GridLayout (1 , 3) ) ; intro . add ( new Label ( " Text : " ) ) ; intro . add ( new TextField ( " " , 20) ) ; intro . add ( new Button ( " Adaugare " ) ) ; Panel lista = new Panel () ; lista . setLayout ( new FlowLayout () ) ; lista . add ( new List (10) ) ; lista . add ( new Button ( " Stergere " ) ) ;
  • 220. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 219 Panel control = new Panel () ; control . add ( new Button ( " Salvare " ) ) ; control . add ( new Button ( " Iesire " ) ) ; f . add ( intro , BorderLayout . NORTH ) ; f . add ( lista , BorderLayout . CENTER ) ; f . add ( control , BorderLayout . SOUTH ) ; f . pack () ; f . show () ; } } 9.4 Tratarea evenimentelor Un eveniment este produs de o actiune a utilizatorului asupra unei compo- ¸ nente grafice ¸i reprezint˘ mecanismul prin care utilizatorul comunic˘ efectiv s a a cu programul. Exemple de evenimente sunt: ap˘sarea unui buton, modi- a ficarea textului ˆ ıntr-un control de editare, ˆınchiderea sau redimensionarea unei ferestre, etc. Componentele care genereaz˘ anumite evenimente se mai a numesc ¸i surse de evenimente. s Interceptarea evenimentelor generate de componentele unui program se realizeaz˘ prin intermediul unor clase de tip listener (ascult˘tor, consumator a a de evenimente). In Java, orice obiect poate ”consuma” evenimentele generate de o anumit˘ component˘ grafic˘. a a a A¸adar, pentru a scrie cod care s˘ se execute ˆ momentul ˆ care utiliza- s a ın ın torul interactioneaz˘ cu o component˘ grafic˘ trebuie s˘ facem urm˘toarele a a a a a lucruri: • s˘ scriem o clas˘ de tip listener care s˘ ”asculte” evenimentele produse a a a de acea component˘ ¸i ˆ cadrul acestei clase s˘ implement˘m metode a s ın a a specifice pentru tratarea lor;
  • 221. 220 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ • s˘ comunic˘m componentei surs˘ c˘ respectiva clasa ˆ ”ascult˘” eveni- a a a a ıi a mentele pe care le genereaz˘, cu alte cuvinte s˘ ˆ a a ınregistr˘m acea clas˘ a a drept ”consumator” al evenimentelor produse de componenta respec- tiv˘. a Evenimentele sunt, ca orice altceva ˆ Java, obiecte. Clasele care descriu ın aceste obiecte se ˆımpart ˆ mai multe tipuri ˆ functie de componenta care ın ın ¸ le genereaz˘, mai precis ˆ functie de actiunea utilizatorului asupra acesteia. a ın ¸ ¸ Pentru fiecare tip de eveniment exist˘ o clas˘ care instantiaz˘ obiecte de a a ¸ a acel tip. De exemplu, evenimentul generat de actionarea unui buton este ¸ descris de clasa ActionEvent, cel generat de modificarea unui text de clasa TextEvent, etc. Toate aceste clase sunt derivate din superclasa AWTEvent, lista lor complet˘ fiind prezentat˘ ulterior. a a O clas˘ consumatoare de evenimente (listener) poate fi orice clas˘ care a a specifica ˆ declaratia sa c˘ dore¸te s˘ asculte evenimente de un anumit ın ¸ a s a tip. Acest lucru se realizeaz˘ prin implementarea unei interfete specifice a ¸ fiec˘rui tip de eveniment. Astfel, pentru ascultarea evenimentelor de tip a ActionEvent clasa respectiv˘ trebuie s˘ implementeze interfata ActionListener, a a ¸ pentru TextEvent interfat˘ care trebuie implementata este TextListener, ¸a etc. Toate aceste interfete sunt derivate din EventListener. ¸ Fiecare interfat˘ define¸te una sau mai multe metode care vor fi apelate ¸a s automat la aparitia unui eveniment: ¸ class AscultaButoane implements ActionListener { public void actionPerformed(ActionEvent e) { // Metoda interfetei ActionListener ... } } class AscultaTexte implements TextListener { public void textValueChanged(TextEvent e) { // Metoda interfetei TextListener ... } } Intrucˆt o clas˘ poate implementa oricˆte interfete, ea va putea s˘ asculte a a a ¸ a evenimente de mai multe tipuri:
  • 222. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 221 class Ascultator implements ActionListener, TextListener { public void actionPerformed(ActionEvent e) { ... } public void textValueChanged(TextEvent e) { ... } } Vom vedea ˆ continuare metodele fiec˘rei interfete pentru a ¸ti ce trebuie ın a ¸ s s˘ implementeze o clas˘ consumatoare de evenimente. a a A¸a cum am spus mai devreme, pentru ca evenimentele unei componente s s˘ fie interceptate de c˘tre o instant˘ a unei clase ascult˘tor, aceast˘ clas˘ a a ¸a a a a trebuie ˆınregistrata ˆ lista ascult˘torilor componentei respective. Am spus ın a lista, deoarece evenimentele unei componente pot fi ascultate de oricˆte clase, a cu conditia ca acestea s˘ fie ˆ ¸ a ınregistrate la componenta respectiv˘. Inregis- a trarea unei clase ˆ lista ascult˘torilor unei componente se face cu metode ın a din clasa Component de tipul addTipEvenimentListener, iar eliminarea ei din aceast˘ list˘ cu removeTipEvenimentListener. a a Sumarizˆnd, tratarea evenimentelor ˆ Java se desf˘¸oar˘ astfel: a ın as a • Componentele genereaz˘ evenimente cˆnd ceva ”interesant” se ˆ ampl˘; a a ıntˆ a • Sursele evenimentelor permit oric˘rei clase s˘ ”asculte” evenimentele a a sale prin metode de tip addXXXListener, unde XXX este un tip de eveniment; • O clas˘ care ascult˘ evenimente trebuie s˘ implementeze interfete speci- a a a ¸ fice fiec˘rui tip de eveniment - acestea descriu metode ce vor fi apelate a automat la aparitia evenimentelor. ¸ 9.4.1 Exemplu de tratare a evenimentelor Inainte de a detalia aspectele prezentate mai sus, s˘ consider˘m un exemplu a a de tratare a evenimentelor. Vom crea o fereastr˘ care s˘ contin˘ dou˘ bu- a a ¸ a a toane cu numele ”OK”, repectiv ”Cancel”. La ap˘sarea fiec˘rui buton vom a a scrie pe bara de titlu a ferestrei mesajul ”Ati apasat butonul ...”. Listing 9.9: Ascultarea evenimentelor a dou˘ butoane a import java . awt .*; import java . awt . event .*;
  • 223. 222 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ class Fereastra extends Frame { public Fereastra ( String titlu ) { super ( titlu ) ; setLayout ( new FlowLayout () ) ; setSize (200 , 100) ; Button b1 = new Button ( " OK " ) ; Button b2 = new Button ( " Cancel " ) ; add ( b1 ) ; add ( b2 ) ; Ascultator listener = new Ascultator ( this ) ; b1 . addActionListener ( listener ) ; b2 . addActionListener ( listener ) ; // Ambele butoane sunt ascultate de obiectul listener , // instanta a clasei Ascultator , definita mai jos } } class Ascultator implements ActionListener { private Fereastra f ; public Ascultator ( Fereastra f ) { this . f = f ; } // Metoda interfetei ActionListener public void actionPerformed ( ActionEvent e ) { f . setTitle ( " Ati apasat " + e . getActionCommand () ) ; } } public class TestEvent1 { public static void main ( String args []) { Fereastra f = new Fereastra ( " Test Event " ) ; f . show () ; } } Nu este obligatoriu s˘ definim clase speciale pentru ascultarea eveni- a mentelor. In exemplul de mai sus am definit clasa Ascultator pentru a intercepta evenimentele produse de cele dou˘ butoane ¸i din acest motiv a a s trebuit s˘ trimitem ca parametru constructorului clasei o referinta la fereas- a ¸ tra noastr˘. Mai simplu ar fi fost s˘ folosim chiar clasa Fereastra pentru a a a trata evenimentele produse de componentele sale. Vom modifica putin ¸i ¸ s
  • 224. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 223 aplicatia pentru a pune ˆ evidenta o alt˘ modalitate de a determina com- ¸ ın ¸ a ponenta generatoare a unui eveniment - metoda getSource. Listing 9.10: Tratarea evenimentelor ˆ ferestr˘ ın a import java . awt .*; import java . awt . event .*; class Fereastra extends Frame implements ActionListener { Button ok = new Button ( " OK " ) ; Button exit = new Button ( " Exit " ) ; int n =0; public Fereastra ( String titlu ) { super ( titlu ) ; setLayout ( new FlowLayout () ) ; setSize (200 , 100) ; add ( ok ) ; add ( exit ) ; ok . addActionListener ( this ) ; exit . addActionListener ( this ) ; // Ambele butoane sunt ascultate in clasa Fereastra // deci ascultatorul este instanta curenta : this } // Metoda interfetei ActionListener public void actionPerformed ( ActionEvent e ) { if ( e . getSource () == exit ) System . exit (0) ; // Terminam aplicatia if ( e . getSource () == ok ) { n ++; this . setTitle ( " Ati apasat OK de " + n + " ori " ) ; } } } public class TestEvent2 { public static void main ( String args []) { Fereastra f = new Fereastra ( " Test Event " ) ; f . show () ; } }
  • 225. 224 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ A¸adar, orice clas˘ poate asculta evenimente de orice tip cu conditia s˘ s a ¸ a implementeze interfetele specifice acelor tipuri de evenimente. ¸ 9.4.2 Tipuri de evenimente Evenimentele se ˆ ımpart ˆ dou˘ categorii: de nivel jos ¸i semantice. ın a s Evenimentele de nivel jos reprezint˘ o interactiune de nivel jos cum ar a ¸ fi o ap˘sare de tast˘, mi¸carea mouse-ului, sau o operatie asupra unei ferestre. a a s ¸ In tabelul de mai jos sunt enumerate clasele ce descriu aceste evenimente ¸i s operatiunile efectuate (asupra unei componente) care le genereaz˘: ¸ a ComponentEvent Ascundere, deplasare, redimensionare, afi¸are s ContainerEvent Ad˘ugare pe container, eliminare a FocusEvent Obtinere, pierdere foucs ¸ KeyEvent Ap˘sare, eliberare taste, tastare a MouseEvent Operatiuni cu mouse-ul: click, drag, etc. ¸ WindowEvent Operatiuni asupra ferestrelor: ¸ minimizare, maximizare,etc. O anumit˘ actiune a utilizatorului poate genera mai multe evenimente. a ¸ De exemplu, tastarea literei ’A’ va genera trei evenimente: unul pentru ap˘sare, unul pentru eliberare ¸i unul pentru tastare. In functie de nece- a s ¸ sit˘¸ile aplicatie putem scrie cod pentru tratarea fiec˘rui eveniment ˆ parte. at ¸ a ın Evenimentele semantice reprezint˘ interactiunea cu o component˘ a ¸ a GUI: ap˘sarea unui buton, selectarea unui articol dintr-o list˘, etc. Clasele a a care descriu aceste tipuri de evenimente sunt: ActionEvent Actionare ¸ AdjustmentEvent Ajustarea unei valori ItemEvent Schimbarea st˘rii a TextEvent Schimbarea textului
  • 226. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 225 Urm˘torul tabel prezint˘ componentele AWT ¸i tipurile de evenimente a a s generate, prezentate sub forma interfetelor corespunz˘toare. Evident, eveni- ¸ a mentele generate de o superclas˘, cum ar fi Component, se vor reg˘si ¸i pentru a a s toate subclasele sale. Component ComponentListener FocusListener KeyListener MouseListener MouseMotionListener Container ContainerListener Window WindowListener Button List ActionListener MenuItem TextField Choice Checkbox ItemListener List CheckboxMenuItem Scrollbar AdjustmentListener TextField TextListener TextArea Observati c˘ de¸i exist˘ o singur˘ clas˘ MouseEvent, exist˘ dou˘ interfete ¸ a s a a a a a ¸ asociate MouseListener ¸i MouseMotionListener. Acest lucru a fost f˘cut s a deoarece evenimentele legate de deplasarea mouse-ului sunt generate foarte frecvent ¸i receptionarea lor poate avea un impact negativ asupra vitezei de s ¸ executie, ˆ situatia cˆnd tratarea acestora nu ne intereseaz˘ ¸i dorim s˘ ¸ ın ¸ a a s a trat˘m doar evenimente de tip click, de exemplu. a Orice clas˘ care trateaz˘ evenimente trebuie s˘ implementeze obligatoriu a a a metodele interfetelor corespunz˘toare. Tabelul de mai jos prezint˘, pentru ¸ a a fiecare interfat˘, metodele puse la dispozitie ¸i care trebuie implementate de ¸a s c˘tre clasa ascult˘tor. a a
  • 227. 226 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ Interfat˘ ¸a Metode ActionListener actionPerformed(ActionEvent e) AdjustmentListener adjustmentValueChanged(AdjustmentEvent e) componentHidden(ComponentEvent e) ComponentListener componentMoved(ComponentEvent e) componentResized(ComponentEvent e) componentShown(ComponentEvent e) ContainerListener componentAdded(ContainerEvent e) componentRemoved(ContainerEvent e) FocusListener focusGained(FocusEvent e) focusLost(FocusEvent e) ItemListener itemStateChanged(ItemEvent e) keyPressed(KeyEvent e) KeyListener keyReleased(KeyEvent e) keyTyped(KeyEvent e) mouseClicked(MouseEvent e) mouseEntered(MouseEvent e) MouseListener mouseExited(MouseEvent e) mousePressed(MouseEvent e) mouseReleased(MouseEvent e) MouseMotionListener mouseDragged(MouseEvent e) mouseMoved(MouseEvent e) TextListener textValueChanged(TextEvent e) windowActivated(WindowEvent e) windowClosed(WindowEvent e) windowClosing(WindowEvent e) WindowListener windowDeactivated(WindowEvent e) windowDeiconified(WindowEvent e) windowIconified(WindowEvent e) windowOpened(WindowEvent e) In cazul ˆ care un obiect listener trateaz˘ evenimente de acela¸i tip provo- ın a s cate de componente diferite, este necesar s˘ putem afla, ˆ cadrul uneia din a ın metodele de mai sus, care este sursa evenimentului pe care ˆ trat˘m pen- ıl a tru a putea reactiona ˆ consecint˘. Toate tipurile de evenimente mo¸tenesc ¸ ın ¸a s metoda getSource care returneaz˘ obiectul responsabil cu generarea eveni- a mentului. In cazul ˆ care dorim s˘ diferentiem doar tipul componentei surs˘, ın a ¸ a
  • 228. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 227 putem folosi operatorul instanceof. public void actionPerformed(ActionEvent e) { Object sursa = e.getSource(); if (sursa instanceof Button) { // A fost apasat un buton Button btn = (Button) sursa; if (btn == ok) { // A fost apasat butonul ’ok’ } ... } if (sursa instanceof TextField) { // S-a apasat Enter dupa editarea textului TextField tf = (TextField) sursa; if (tf == nume) { // A fost editata componenta ’nume’ } ... } } Pe lˆng˘ getSource, obiectele ce descriu evenimente pot pune la dispozitie a a ¸ ¸i alte metode specifice care permit aflarea de informatii legate de evenimen- s ¸ tul generat. De exemplu, ActionEvent contine metoda getActionCommand ¸ care, implicit, returneaz˘ eticheta butonului care a fost ap˘sat. Astfel de a a particularit˘¸i vor fi prezentate mai detaliat ˆ sectiunile dedicate fiecˆrei at ın ¸ a componente ˆ parte. ın 9.4.3 Folosirea adaptorilor ¸i a claselor anonime s Am vazut c˘ o clas˘ care trateaz˘ evenimente de un anumit tip trebuie s˘ im- a a a a plementeze interfata corespunz˘toare acelui tip. Aceasta ˆ ¸ a ınseamn˘ c˘ trebuie a a s˘ implementeze obligatoriu toate metodele definite de acea interfat˘, chiar a ¸a dac˘ nu specific˘ nici un cod pentru unele dintre ele. Sunt ˆ a situatii cˆnd a a ıns˘ ¸ a acest lucru poate deveni sup˘rator, mai ales atunci cˆnd nu ne intereseaz˘ a a a decˆt o singura metod˘ a interfetei. a a ¸ Un exemplu sugestiv este urm˘torul: o fereastr˘ care nu are specificat cod a a pentru tratarea evenimentelor sale nu poate fi ˆ ınchis˘ cu butonul standard a
  • 229. 228 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ marcat cu ’x’ din coltul dreapta sus ¸i nici cu combinatia de taste Alt+F4. ¸ s ¸ Pentru a realiza acest lucru trebuie interceptat evenimentul de ˆ ınchidere a ferestrei ˆ metoda windoClosing ¸i apelat˘ metoda dispose de ˆ ın s a ınchidere a ferestrei, sau System.exit pentru terminarea programului, ˆ cazul cˆnd ın a este vorba de fereastra principal˘ a aplicatiei. Aceasta ˆ a ¸ ınseamn˘ c˘ trebuie a a s˘ implement˘m interfata WindowListener care are nu mai putin de ¸apte a a ¸ ¸ s metode. Listing 9.11: Implementarea interfetei WindowListener ¸ import java . awt .*; import java . awt . event .*; class Fereastra extends Frame implements WindowListener { public Fereastra ( String titlu ) { super ( titlu ) ; this . addWindowList ener ( this ) ; } // Metodele interfetei WindowListener public void windowOpened ( WindowEvent e ) {} public void windowClosing ( WindowEvent e ) { // Terminare program System . exit (0) ; } public void windowClosed ( WindowEvent e ) {} public void windowIconified ( WindowEvent e ) {} public void windowDeiconified ( WindowEvent e ) {} public void windowActivated ( WindowEvent e ) {} public void windowDeact ivated ( WindowEvent e ) {} } public class TestWind ow Lis te ne r { public static void main ( String args []) { Fereastra f = new Fereastra ( " Test WindowListener " ) ; f . show () ; } } Observati c˘ trebuie s˘ implement˘m toate metodele interfetei, chiar dac˘ ¸ a a a ¸ a nu scriem nici un cod pentru unele dintre ele. Singura metod˘ care ne intere- a seaz˘ este windowClosing, ˆ care specific˘m ce trebuie f˘cut atunci cˆnd a ın a a a utilizatorul doreste s˘ ˆ a ınchid˘ fereastra. Pentru a evita scrierea inutil˘ a a a
  • 230. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 229 acestor metode, exist˘ o serie de clase care implementeaz˘ interfetele de tip a a ¸ ”listener” f˘r˘ a specifica nici un cod pentru metodele lor. Aceste clase se aa numesc adaptori. Un adaptor este o clas˘ abstract˘ care implementeaz˘ o anumit˘ interfat˘ a a a a ¸a f˘r˘ a specifica cod nici unei metode a interfetei. aa ¸ Scopul unei astfel de clase este ca la crearea unui ”ascult˘tor” de eveni- a mente, ˆ loc s˘ implement˘ o anumit˘ interfat˘ ¸i implicit toate metodele ın a a a ¸a s sale, s˘ extindem adaptorul corespunz˘tor interfetei respective (dac˘ are!) a a ¸ a ¸i s˘ supradefinim doar metodele care ne intereseaz˘ (cele ˆ care vrem s˘ s a a ın a scriem o anumit˘ secvent˘ de cod). a ¸a De exemplu, adaptorul interfetei WindowListener este WindowAdapter ¸ iar folosirea acestuia este dat˘ ˆ exemplul de mai jos: a ın Listing 9.12: Extinderea clasei WindowAdapter import java . awt .*; import java . awt . event .*; class Fereastra extends Frame { public Fereastra ( String titlu ) { super ( titlu ) ; this . addWindowListener ( new Ascultator () ) ; } } class Ascultator extends WindowAdapter { // Suprdefinim metodele care ne intereseaza public void windowClosing ( WindowEvent e ) { System . exit (0) ; } } public class TestWindowAdapter { public static void main ( String args []) { Fereastra f = new Fereastra ( " Test WindowAdapter " ) ; f . show () ; } } Avantajul clar al acestei modalit˘¸i de tratare a evenimentelor este re- at ducerea codului programului, acesta devenind mult mai lizibil. Ins˘ exist˘ ¸i a as dou˘ dezavantaje majore. Dup˘ cum ati observat fat˘de exemplul anterior, a a ¸ ¸a
  • 231. 230 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ clasa Fereastra nu poate extinde WindowAdapter deoarece ea extinde deja clasa Frame ¸i din acest motiv am construit o nou˘ clas˘ numit˘ Ascultator. s a a a Vom vedea ˆ a c˘ acest dezavantaj poate fi eliminat prin folosirea unei clase ıns˘ a anonime. Un alt dezavantaj este c˘ orice gre¸eal˘ de sintax˘ ˆ declararea unei metode a s a a ın a interfetei nu va produce o eroare de compilare dar nici nu va supradefini ¸ metoda interfetei ci, pur ¸i simplu, va crea o metod˘ a clasei respective. ¸ s a class Ascultator extends WindowAdapter { // In loc de windowClosing scriem WindowClosing // Nu supradefinim vreo metoda a clasei WindowAdapter // Nu da nici o eroare // Nu face nimic ! public void WindowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); } } In tabelul de mai jos sunt dati toti adaptorii interfetelor de tip ”listener” ¸ ¸ ¸ - se oberv˘ c˘ o interfat˘ XXXListener are un adaptor de tipul XXXAdapter. a a ¸a Interfetele care nu au un adaptor sunt cele care definesc o singur˘ metod˘ ¸i ¸ a as prin urmare crearea unei clase adaptor nu ˆ are rostul. ısi Interfata ¸ Adaptor ActionListener nu are AdjustemnrListener nu are ComponentListener ComponentAdapter ContainerListener ContainerAdapter FocusListener FocusAdapter ItemListener nu are KeyListener KeyAdapter MouseListener MouseAdapter MouseMotionListener MouseMotionAdapter TextListener nu are WindowListener WindowAdapter Stim c˘ o clas˘ intern˘ este o clas˘ declarat˘ ˆ cadrul altei clase, iar ¸ a a a a a ın clasele anonime sunt clase interne folosite pentru instantierea unui singur ¸ obiect de un anumit tip. Un exemplu tipic de folosire a lor este instantierea ¸
  • 232. 9.4. TRATAREA EVENIMENTELOR 231 adaptorilor direct ˆ corpul unei clase care contine componente ale c˘ror ın ¸ a evenimente trebuie tratate. Listing 9.13: Folosirea adaptorilor ¸i a claselor anonime s import java . awt .*; import java . awt . event .*; class Fereastra extends Frame { public Fereastra ( String titlu ) { super ( titlu ) ; setSize (400 , 400) ; this . addWindowListener ( new WindowAdapter () { public void windowClosing ( WindowEvent e ) { // Terminam aplicatia System . exit (0) ; } }) ; final Label label = new Label ( " " , Label . CENTER ) ; label . setBackground ( Color . yellow ) ; add ( label , BorderLayout . NORTH ) ; this . addMouseListener ( new MouseAdapter () { public void mouseClicked ( MouseEvent e ) { // Desenam un cerc la fiecare click de mouse label . setText ( " Click ... " ) ; Graphics g = Fereastra . this . getGraphics () ; g . setColor ( Color . blue ) ; int raza = ( int ) ( Math . random () * 50) ; g . fillOval ( e . getX () , e . getY () , raza , raza ) ; } }) ; this . ad dM ous eM oti on Li st e n e r ( new Mo us eM ot ion Ad ap te r () { public void mouseMoved ( MouseEvent e ) { // Desenam un punct la coordonatele mouse - ului Graphics g = Fereastra . this . getGraphics () ; g . drawOval ( e . getX () , e . getY () , 1 , 1) ; } }) ;
  • 233. 232 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ this . addKeyListener ( new KeyAdapter () { public void keyTyped ( KeyEvent e ) { // Afisam caracterul tastat label . setText ( " Ati tastat : " + e . getKeyChar () + " " ) ; } }) ; } } public class TestAdapters { public static void main ( String args []) { Fereastra f = new Fereastra ( " Test adaptori " ) ; f . show () ; } } 9.5 Folosirea ferestrelor Dup˘ cum am v˘zut suprafetele de afi¸are ale componentelor sunt extensii a a ¸ s ale clasei Container. O categorie aparte a acestor containere o reprezint˘ a ferestrele. Acestea sunt descrise de clase derivate din Window, cele mai utilizate fiind Frame ¸i Dialog. s O aplicatie Java cu intefat˘ grafic˘ va fi format˘ din una sau mai multe ¸ ¸a a a ferestre, una dintre ele fiind numit˘ fereastra principal˘. a a 9.5.1 Clasa Window Clasa Window este rar utilizat˘ ˆ mod direct deoarece permite doar crearea a ın unor ferestre care nu au chenar ¸i nici bar˘ de meniuri. Este util˘ atunci s a a cˆnd dorim s˘ afi¸am ferestre care nu interactioneaz˘ cu utilizatorul ci doar a a s ¸ a ofer˘ anumite informatii. a ¸ Metodele mai importante ale clasei Window, care sunt de altfel mo¸tenite s de toate subclasele sale, sunt date de mai jos: • show - face vizibil˘ fereastra. Implicit, o fereastr˘ nou creat˘ nu este a a a vizibil˘; a • hide - face fereastra invizibil˘ f˘r˘ a o distruge ˆ a; pentru a redeveni a aa ıns˘ vizibila se poate apela metoda show;
  • 234. 9.5. FOLOSIREA FERESTRELOR 233 • isShowing - testeaz˘ dac˘ fereastra este vizibil˘ sau nu; a a a • dispose - ˆ ınchide) fereastra ¸i ¸i elibereaz˘ toate resursele acesteia; s s a • pack - redimensioneaz˘ automat fereastra la o suprafata optim˘ care a ¸ a s˘ cuprind˘ toate componentele sale; trebuie apelat˘ ˆ general dup˘ a a a ın a ad˘ugarea tuturor componentelor pe suprafata ferestrei. a ¸ • getFocusOwner - returneaz˘ componenta ferestrei care are focus-ul a (dac˘ fereastra este activ˘). a a 9.5.2 Clasa Frame Este derivat˘ a clasei Window ¸i este folosit˘ pentru crearea de ferestre inde- a s a pendente ¸i functionale, eventual continˆnd o bar˘ de meniuri. Orice aplicatie s ¸ a a ¸ cu interfat˘ grafic˘ conttine cel putin o fereastr˘, cea mai important˘ fiind ¸a a ¸ ¸ a a numit˘ ¸i fereastra principal˘. as a Constructorii uzuali ai clasei Frame permit crearea unei ferestre cu sau f˘r˘ titlu, initial invizibil˘. Pentru ca o fereastr˘ s˘ devin˘ vizibil˘ se va aa ¸ a a a a a apela metoda show definit˘ ˆ superclasa Window. a ın import java.awt.*; public class TestFrame { public static void main(String args[]) { Frame f = new Frame("Titlul ferestrei"); f.show(); } } Crearea ferestrelor prin instantierea direct˘ a obiectelor de tip Frame este ¸ a mai putin folosit˘. De obicei, ferestrele unui program vor fi definite ˆ clase ¸ a ın separate care extind clasa Frame, ca ˆ exemplul de mai jos: ın import java.awt.*; class Fereastra extends Frame{ // Constructorul public Fereastra(String titlu) { super(titlu); ... }
  • 235. 234 ˘ CAPITOLUL 9. INTERFATA GRAFICA CU UTILIZATORUL ¸ } public class TestFrame { public static void main(String args[]) { Fereastra f = new Fereastra("Titlul ferestrei"); f.show(); } } Gestionarul de pozitionare implicit al clasei Frame este BorderLayout. ¸ Din acest motiv, ˆ momentul ˆ care fereastra este creat˘ dar nici o compo- ın ın a nent˘ grafic˘ nu este ad˘ugat˘, suprafata de afi¸are a feretrei va fi determi- a a a a ¸ s nat˘ automota de gestionarul de pozittionare ¸i va oferi doar spatiul necesar a ¸ s ¸ afi¸˘rii barei ferestrei ¸i grupului de butoane pentru minimizare, maximizare sa s ¸i ˆ s ınchidere. Acela¸i efect ˆ vom obtine dac˘ o redimenionam ¸i apel˘m apoi s ıl ¸ a s a metoda pack care determin˘ dimeniunea suprafetei de afi¸are ˆ functie de a ¸ s ın ¸ componentele ad˘ugate. a