Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός

Transcript

1 Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 2: Τύποι δεδομένων, μεταβλητές, τελεστές και παραστάσεις. Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε Κάντε κλικ για να ξεκινήσετε

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Ευχαριστίες Στην ανάπτυξη του υλικού βοήθησαν οι φοιτητές Λάζαρος Τουμανίδης, Λίλιαν Γούσιου και ο βοηθός εργαστηρίου Κόγιας Δημήτριος. 4

5 Βιβλιογραφία Harvey Deitel,Paul Deitel, «Java Προγραμματισμός, 8η έκδοση», Γκιούρδας, Γιώργος Λιακέας, «Εισαγωγή στη Java», Κλειδάριθμος, Χρήστος Κυτάγιας, Κώστας Δ. Κυτάγιας, Γιώργος Πρεζεράκος, Δημήτρης Κυτάγιας, «Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός με Java», Σύγχρονη Εκδοτική, Wanda Dann, Stephen Cooper, and Randy Pausch, «Learning to program with Alice» 3rd edition, Pearson Education, Michael Kölling, «Introduction to Programming with Greenfoot». «Object-Oriented Programming in Java with Games and Simulations», Pearson Education, August Οι σημειώσεις είναι βασισμένες και σε υλικό του καθηγητή του ΤΕΙ Πειραιά Γ. Πρεζεράκου. 5

6 Περιεχόμενα 2.1 Τύποι δεδομένων, μεταβλητές και τελεστές 2.2 Περισσότεροι τύποι δεδομένων 2.3 Μέθοδοι 6

7 Προσδοκώμενα Αποτελέσματα Στην ενότητα αυτή θα μάθετε για: Τους βασικούς τύπους δεδομένων των μεταβλητών, Τελεστές, χαρακτήρες και αλφαριθμητικά (String), Τη σειρά εκτέλεσης των πράξεων και μετατροπές τύπων δεδομένων Δημιουργία μεθόδων και τις παραμέτρους τους. 7

8 2.1 Τύποι δεδομένων, μεταβλητές και τελεστές 8

9 Τύποι Δεδομένων Τα είδη των τιμών που μπορούμε να αποθηκεύουμε σε μεταβλητές και να τις χειριζόμαστε. Τύπος τιμών Μήκος σε bytes Πεδίο τιμών Αρχική τιμή byte short Ακέραιος int / (Java SE8) 0 long / (Java SE8) 0 float 4 single-precision 32-bit IEEE 754 floating point 0 double Κινητής υποδιαστολής 8 double-precision 32-bit IEEE 754 floating point 0 char Χαρακτήρας 2 \u0000' (0)... '\uffff' (65.535) 0 boolean Λογική τιμή? false - true false 9

10 Μεταβλητές Τοποθεσίες στη μνήμη του υπολογιστή, τις οποίες έχουμε ονομάσει και στις οποίες αποθηκεύεται μία τιμή. Παράδειγμα: String a = "a"; String b = "letter b"; int k = 15; a = "letter a"; String c = a + "and" + b; 10

11 Μεταβλητές και Σταθερές Μία μεταβλητή Μπορεί να παίρνει διαφορετικές τιμές κατά τη διάρκεια του προγράμματος. Μπορεί να δηλωθεί σε κάποιο σημείο και να πάρει (και να ξαναπάρει) τιμή αλλού. int numberofhoursinaday= 67; numberofhoursinaday= 24; Μία σταθερά Παίρνει μία τιμή (μπορεί και μετά τη δήλωσή της ). Δηλώνεται σε ένα σημείο του κώδικα και δεν μπορεί να ξαναδηλωθεί. Η σύμβαση λέει ότι πρέπει να χρησιμοποιούνται κεφαλαία γράμματα και το σύμβολο _ για την ονομασία της. final int NUMBER_OF_HOURS_IN_A_DAY = 24; 11

12 Τελεστές Σύμβολα που υλοποιούν απλούς υπολογισμούς και πράξεις. Ανάθεση: = Πρόσθεση: + Αφαίρεση: - Πολ/μός: * Διαίρεση: / 12

13 Χαρακτήρες Δηλώνονται με το char. Μπορούν να περιλαμβάνουν οποιοδήποτε χαρακτήρα (γράμμα, ψηφίο, σημείο στίξης κ.λ.π). Οι ειδικοί χαρακτήρες χρησιμοποιούν τις ακολουθίες διαφυγής (escape sequences) στην αναπαράστασή τους. \b backspace \t tab \n line feed \f form feed \r carriage return \" διπλά εισαγωγικά \ απλό εισαγωγικό \\ backslash 13

14 Αλφαριθμητικά (String) Υπάρχουν διάφορες κλάσεις για αποθήκευση και διαχείριση αλφαριθμητικών. Οι πιο σημαντικές είναι οι String και StringBuffer. Ένα String περικλείεται μέσα σε διπλά εισαγωγικά: "Hello". Μπορούμε να συνδέσουμε δύο Strings με χρήση του συμβόλου +: String1+String2. Μπορούμε να αναθέσουμε μία νέα τιμή σε ένα String αλλά όχι να το τροποποιήσουμε. Μέθοδοι (χαρακτηριστικές) του αντικειμένου String. Μέθοδος charat(int index) compareto(string anotherstring) contains(charsequence s) indexof(int ch) isempty() Length() replace(char oldchar, char newchar) tolowercase() / touppercase() Λειτουργία Επιστρέφει το χαρακτήρα στη θέση index Συγκρίνει δύο strings Επιστρέφει true μόνο εάν το string περιέχει τη σειρά χαρακτήρων s Επιστρέφει τη θέση στην οποία θα συναντήσει για πρώτη φορά το χαρακτήρα ch στο string Επιστρέφει true, εάν το string είναι κενό (δηλαδή έχει μηδενικό μήκος) Επιστρέφει το μήκος ενός string Αντικαθιστά όλες τις εμφανίζεις του oldchar με newchar. Μετατρέπει όλους τους χαρακτήρες στο string σε lowercase/uppercase 14

15 StringBuffer Για να έχουμε τη δυνατότητα να τροποποιήσουμε ένα αλφαριθμητικό, χρησιμοποιούμε την κλάση StringBuffer. Τα αντικείμενα τύπου StringBuffer μπορούν να περιέχουν αχρησιμοποίητο χώρο για χαρακτήρες (ενώ τα τύπου String δεν μπορούν). StringBuffer sb = newstringbuffer(10) κρατάει χώρο για 10 χαρακτήρες στο αντικείμενο sb. Οι μέθοδοι length() και capacity() μας δείχνουν το μήκος και τη χωρητικότητα ενός αντικειμένου τύπου StringBuffer. Μπορούμε να μετατρέψουμε ένα αντικείμενο StringBuffer σε String, με χρήση της μεθόδου tostring(). Η Stringbuffer παρέχει και τη δυνατότητα αντιστροφής χαρακτήρων με τη μέθοδο reverse(). 15

16 Μαθηματικές συναρτήσεις Περιλαμβάνονται στην κλάση Math. Ορισμένες μέθοδοι. Μέθοδος abs(όρισμα) ceil(όρισμα) cos(όρισμα) exp(όρισμα) log(όρισμα) round(όρισμα) Λειτουργία Επιστρέφει την απόλυτη τιμή του ορίσματος Επιστρέφει την τιμή του μικρότερου ακέραιου που είναι μεγαλύτερος ή ίσος με το όρισμα Επιστρέφει το (τύπου double)συνημίτονο του (τύπου double) ορίσματος Επιστρέφει το (τύπου double) eορίσματος Επιστρέφει τον (τύπου double) φυσικό λογάριθμο του ορίσματος Επιστρέφει τον πλησιέστερο προς το όρισμα ακέραιο random() Επιστρέφει έναν τυχαίο αριθμό ανάμεσα σε 0 και 1 min(όρισμα1,όρισμα2) Επιστρέφει το μικρότερο των δύο ορισμάτων 16

17 Παράδειγμα class GravityCalculator { public static void main(string[]args){ double gravity = -9.81; double initialvelocity = 0.0; double fallingtime = 10.0; double initialposition = 0.0; double finalposition =.5 * gravity * fallingtime * fallingtime; finalposition = finalposition + initialvelocity * fallingtime; finalposition = finalposition + initialposition; System.out.println("I thesi enos antikeimenou meta apo " + fallingtime + " sec einai " + finalposition + " m."); 17

18 Παράδειγμα finalposition = finalposition + initialvelocity * fallingtime; finalposition = finalposition + initialposition; Ή finalposition += initialvelocity * fallingtime; finalposition += initialposition; 18

19 2.2 Περισσότεροι τύποι δεδομένων 20

20 Διαίρεση Η διαίρεση ("/") λειτουργεί διαφορετικά στους ακέραιους και στους πραγματικούς. Παράδειγμα: double a= 5.0/2.0; // a = 2.5 int b = 4/2; // b = 2 int c = 5/2; // c = 2 double d = 5/2; // d = 2.0 Δίνεται προτεραιότητα, όπως και στα μαθηματικά, στην εκτέλεση των πράξεων από τα αριστερά προς τα δεξιά. 21

21 Σειρά Εκτέλεσης των Πράξεων Εκτιμάμε το δεξί μέρος του τελεστή ανάθεσης ("=") πρώτα. Οι παρενθέσεις έχουν τη μεγαλύτερη προτεραιότητα. double x = 3 / 2 + 1; // x = 2.0 double y = 3 / (2+1); // y =

22 "Αταίριαστοι" Τύποι Δεδομένων H Java επαληθεύει ότι δεν ταιριάζουν όλοι οι τύποι δεδομένων: String five = 5; // ΛΑΘΟΣ! Αναμονή για συμβολοσειρά και όχι νούμερο Εμφανίζεται το εξής μήνυμα λάθους: test.java.2: incompatible types found: int required: java.lang.string String five = 5; 23

23 Μετατροπές Τύπου Δεδομένων (Casting) Μπορεί να εφαρμοστεί σε μεταβλητές και κλάσεις Τοποθετούμε τον επιθυμητό τύπο μεταβλητής σε παρένθεση και στη συνέχεια το όνομα της μεταβλητής στην οποία θέλουμε να κάνουμε τη μετατροπή: (επιθυμητός τύπος) όνομα μεταβλητής 24

24 Μετατροπές Τύπου Δεδομένων (Casting) int a = 2; // a = 2 double a = 2; // a = 2.0 (Έμμεση Μετατροπή) int a = 18.7; // ΛΑΘΟΣ! int a = (int) 18.7; // a = 18 int a = 2; // a = 2 double a = (double) 2/3; // a =

25 Ιεραρχία τύπων δεδομένων και implicit typecast Οι τύποι δεδομένων στη Java είναι ιεραρχημένοι. Το νόημα είναι να μπορεί ένας αριθμός που ανήκει σε τύπο πιο ψηλά στην ιεραρχία, να συγκρατήσει την ακρίβεια του χαμηλότερου στη μετατροπή (άρα όσο πιο ψηλά, τόσο μεγαλύτερη ακρίβεια ενός τύπου) Η ιεραρχία είναι: 1. double 2. float 3. long 4. int 5. short 6. Byte Implicit typecast: Αναβαθμίζει τον τύπο, σύμφωνα με την ιεραρχία 26

26 Explicit typecast Κατά την ανάθεση, χρησιμοποιούμε το (new type) πριν τα δεδομένα τα οποία ήταν στον παλιό τύπο. Εδώ μπορούμε να κατέβουμε την ιεραρχία, αλλά θα χάσουμε σε ακρίβεια. Παράδειγμα int x = (int)3.7; Εδώ το x θα πάρει την τιμή 3 byte bt = (byte) 200; Εδώ το bt θα πάρει την τιμή -56 (αναδίπλωση) (μπορείτε να εξηγήσετε γιατί;) 27

27 Παράδειγμα Ποιά από τα παρακάτω επιτρέπονται; int x = 3.5; float x = 3; long i = 3; byte x = 155; Δεν επιτρέπεται γιατί το 3.5 δεν χωράει στο int Επιτρέπεται γιατί το 3 είναι τύπου int που που χωράει στο float Επιτρέπεται γιατί το 3 είναι τύπου int που που χωράει στο long Δεν επιτρέπεται γιατί το 155 είναι πολύ μεγάλο για να χωρέσει ένα byte (<=127) double d = F; double Επιτρέπεται γιατί to F είναι τύπου float, που χωράει στο 28

28 2.3 Μέθοδοι 30

29 Μέθοδοι Public static void main (String[] arguments) { System.out.println("hi"); 31

30 Δημιουργώντας Μεθόδους public static void NAME() { ΕΝΤΟΛΕΣ Η μέθοδος έχει τη μορφή: ΝΑΜΕ( ) ; 32

31 Παράδειγμα class NewLine { public static void newline() { System.out.println(""); public static void threelines() { newline(); newline(); newline(); public static void main(string[] arguments) { System.out.println("Line 1"); threelines(); System.out.println("Line 2"); 33

32 Παράδειγμα class NewLine { public static void newline() { System.out.println(""); public static void threelines() { newline(); newline(); newline(); public static void main(string[] arguments) { System.out.println("Line 1"); threelines(); System.out.println("Line 2"); 34

33 Παράδειγμα class NewLine { public static void newline() { System.out.println(""); public static void threelines() { newline(); newline(); newline(); public static void main(string[] arguments) { System.out.println("Line 1"); threelines(); System.out.println("Line 2"); 35

34 Παράμετροι public static void NAME(TYPE NAME) { ΕΝΤΟΛΕΣ Η μέθοδος έχει τη μορφή: NAME (EXPRESSION); 36

35 Παράδειγμα class Square { public static void printsquare(int x) { System.out.println(x*x); public static void main(string[] arguments) { int value = 2; printsquare(value); printsquare(3); printsquare(value*2); Σωστό Πρόγραμμα! 37

36 Παράδειγμα class Square2 { public static void printsquare(int x) { System.out.println(x*x); public static void main(string[] arguments) { printsquare("hello"); printsquare(5.5); Πού βρίσκεται το λάθος στην κλάση Square 2; 38

37 Παράδειγμα class Square3 { public static void printsquare(double x) { System.out.println(x*x); public static void main(string[] arguments) { printsquare(5); Πού βρίσκεται το λάθος στην κλάση Square 3; 39

38 Πολλαπλοί Παράμετροι [ ]NAME(TYPE NAME, TYPE NAME){ ΕΝΤΟΛΕΣ Η μέθοδος έχει τη μορφή: ΝΑΜΕ (arg1, arg2); 40

39 Παράδειγμα class Multiply { public static void times (double a, double b) { System.out.println(a*b); public static void main(string[] arguments) { times(2.0,2.0); //Σωστό times(3,4); // Λάθος 41

40 Τιμές που Επιστρέφονται Public static TYPE NAME() { ΕΝΤΟΛΕΣ return ΕΚΦΡΑΣΗ; Το "void" σημαίνει ότι η συνάρτηση δεν επιστρέφει κάποιον τύπο δεδομένων. 42

41 Παράδειγμα class Square3 { public static void printsquare(double x) { System.out.println(x*x); public static void main(string[] arguments) { printsquare(5); 43

42 Παράδειγμα class Square4 { public static double square(double x) { return x*x; public static void main(string[] arguments) { System.out.println(square(5)); System.out.println(square(2)) 44

43 Πεδίο Εμβέλειας Μεταβλητών Το πεδίο ορατότητας (ή ισχύος) μιας μεταβλητής είναι το block "{ ", στο οποίο ορίζονται (πεδίο εμβέλειας). Οι παράμετροι σε μια μέθοδο είναι οι μεταβλητές που ορίζονται μέσα στη μέθοδο. 45

44 Παράδειγμα class SquareChange { public static void printsquare(int x){ System.out.println("printSquare x =" + x); //printsquare x= 5 x = x*x; System.out.println("printSquare x =" + x); //printsquare x= 25 public static void main(string [] arguments) { int x = 5; System.out.println("main x =" + x); //main x= 5 printsquare(x); System.out.println("main x =" + x); //main x= 5 46

45 Παράδειγμα class Scope { public static void main(string[] arguments) { int x = 5; if (x == 5) { int x = 6; int y = 72; System.out.println("x = " + x + " y = " + y ); System.out.println("x = " + x + " y = " + y); 47

46 Μέθοδοι: Φτιάχνοντας Blocks Τα μεγάλα προγράμματα φτιάχνονται από πολλές μικρές μεθόδους. Οι μέθοδοι μπορούν να αναπτυχθούν, να δοκιμαστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν μεμονομένα. Η χρήση μιας μεθόδου δεν προαπαιτεί να γνώριζει κανείς τον τρόπο που αυτή λειτουργεί. Στη γλώσσα των υπολογιστών αυτό ονομάζεται «αφαίρεση». 48

47 Μαθηματικές Συναρτήσεις Math.sin(x) Math.cos(Math.PI/2) Math.pow(2, 3) Math.log(Math.log(x + y)) 49

48 Σε αυτή την ενότητα μιλήσαμε για: 2.1 Τύποι δεδομένων, μεταβλητές και τελεστές 2.2 Περισσότεροι τύποι δεδομένων 2.3 Μέθοδοι 51

49 Αντικειμενοστραφής Προγραμματισμός ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ενότητα 2: Τύποι δεδομένων, μεταβλητές, τελεστές και παραστάσεις. Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε