Java. Промышленное программирование

711 Pages·2007·7.18 MB·Russian

by  И.Н. Блинов, В.С. Романчик

И.Н. Блинов, В.С. Романчик

Java
.

ПРОМЫШЛЕННОЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Практическое пособие

Минск
«УниверсалПресс»
2007
УДК 004.434
ББК 32.973.26-018.2
Б69

Авторы:
доцент кафедры Численных методов и программирования БГУ,
кандидат физико-математических наук И.Н. Блинов,
доцент, зав. кафедрой Численных методов и программирования БГУ,
кандидат физико-математических наук В.С. Романчик

Рецензенты:
доцент, кандидат физико-математических наук И.М. Галкин,
доцент, кандидат технических наук А.Е. Люлькин

Блинов, И.Н.
Б69 Java. Промышленное программирование : практ. пособие / И.Н. Блинов,
В.С. Романчик. – Минск : УниверсалПресс, 2007. – 704 с.
ISBN 978-985-6699-63-7
Пособие предназначено для программистов, начинающих и продолжающих изучение тех-
нологий Java SE 6 и J2EE. В его первой части рассматриваются основы языка Java и концепции
объектно-ориентированного программирования. Во второй части изложены важнейшие аспекты
применения библиотек классов языка Java, включая файлы, коллекции, сетевые и многопоточ-
ные приложения, а также взаимодействие с ХМL. В третьей части приведены основы програм-
мирования распределенных информационных систем с применением сервлетов, JSP, баз данных
и собственных тегов разработчика.
В конце каждой главы даются тестовые вопросы по материалу главы и задания для выпол-
нения. В приложениях приведены дополнительные материалы, относящиеся к использованию
HTML, XML, JavaScript, а также краткое описание популярных технологий Struts и Hibernate для
разработки распределенных систем, объединяющих возможности J2EE и XML.

УДК 004.434
ББК 32.973.26-018.2

© Блинов И.Н., Романчик В.С., 2007
ISBN 978-985-6699-63-7 © Оформление. УП «УниверсалПресс», 2007
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ............................................................................................................... 10
Часть 1. ОСНОВЫ ЯЗЫКА JAVA
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В КЛАССЫ И ОБЪЕКТЫ ................................................. 11
Глава 2. ТИПЫ ДАННЫХ И ОПЕРАТОРЫ ........................................................ 27
Глава 3. КЛАССЫ .................................................................................................. 50
Глава 4. НАСЛЕДОВАНИЕ И ПОЛИМОРФИЗМ .............................................. 78
Глава 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КЛАССОВ ......................................................... 105
Глава 6. ИНТЕРФЕЙСЫ И ВНУТРЕННИЕ КЛАССЫ ...................................... 139
Часть 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛАССОВ И БИБЛИОТЕК
Глава 7. ОБРАБОТКА СТРОК ............................................................................. 160
Глава 8. ИСКЛЮЧЕНИЯ И ОШИБКИ ............................................................... 190
Глава 9. ФАЙЛЫ. ПОТОКИ ВВОДА/ВЫВОДА ................................................ 205
Глава 10. КОЛЛЕКЦИИ ......................................................................................... 229
Глава 11. ГРАФИЧЕСКИЕ ИНТЕРФЕЙСЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ........................ 259
Глава 12. СОБЫТИЯ .............................................................................................. 275
Глава 13. ЭЛЕМЕНТЫ КОМПОНОВКИ И УПРАВЛЕНИЯ ............................. 287
Глава 14. ПОТОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ................................................................... 328
Глава 15. СЕТЕВЫЕ ПРОГРАММЫ .................................................................... 350
Глава 16. XML & JAVA ......................................................................................... 364
Часть 3. ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ WEB-ПРИЛОЖЕНИЙ
Глава 17. ВВЕДЕНИЕ В СЕРВЛЕТЫ И JSP ........................................................ 414
Глава 18. СЕРВЛЕТЫ ............................................................................................ 426
Глава 19. JAVA SERVER PAGES ......................................................................... 446
Глава 20. JDBC ....................................................................................................... 479
Глава 21. CЕССИИ, СОБЫТИЯ И ФИЛЬТРЫ .................................................... 504
Глава 22. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ТЕГИ ............................................................. 523
УКАЗАНИЯ И ОТВЕТЫ ....................................................................................... 536
Приложение 1. НTML ............................................................................................. 552
Приложение 2. JavaScript ........................................................................................ 574
Приложение 3. UML ............................................................................................... 599
Приложение 4. Базы данных и язык SQL .............................................................. 608
Приложение 5. Hibernate ............................................................................................. 625
Приложение 6. Struts ............................................................................................... 645
Приложение 7. Журнал сообщений (Logger) ........................................................ 667
Приложение 8. Apache Ant ..................................................................................... 676
Приложение 9. Портлеты ....................................................................................... 690
Список рекомендуемой литературы и источников ............................................... 703
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ............................................................................................................... 10
Часть 1. ОСНОВЫ ЯЗЫКА JAVA
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В КЛАССЫ И ОБЪЕКТЫ ............................................. 11
Основные понятия ООП ................................................................... 11
Язык Java ........................................................................................... 14
Нововведения версий 5.0 и 6.0 ........................................................ 15
Простое приложение ........................................................................ 16

Классы и объекты ............................................................................. 19
Сравнение объектов .......................................................................... 20
Консоль .............................................................................................. 21
Простой апплет ................................................................................. 23
Задания к главе 1 ............................................................................... 24
Тестовые задания к главе 1 .............................................................. 25
Глава 2. ТИПЫ ДАННЫХ И ОПЕРАТОРЫ ..................................................... 27
Базовые типы данных и литералы ................................................... 27
Документирование кода ................................................................... 29
Операторы ......................................................................................... 31
Классы-оболочки .............................................................................. 34
Операторы управления ..................................................................... 37
Массивы ............................................................................................. 39
Класс Маth ......................................................................................... 43
Управление приложением ................................................................ 44
Задания к главе 2 ............................................................................... 47
Тестовые задания к главе 2 .............................................................. 49
Глава 3. КЛАССЫ .................................................................................................. 50
Переменные класса и константы ..................................................... 50
Ограничение доступа ........................................................................ 51
Конструкторы .................................................................................... 52
Методы .............................................................................................. 54
Статические методы и поля ............................................................. 55
Модификатор final ............................................................................ 56
Абстрактные методы ........................................................................ 57
Модификатор native .......................................................................... 57
Модификатор synchronized .............................................................. 57
Логические блоки ............................................................................. 58
Перегрузка методов .......................................................................... 59
Параметризованные классы ............................................................. 60
Параметризованные методы ............................................................ 65
Методы с переменным числом параметров .................................... 65
Перечисления .................................................................................... 67
Аннотации ......................................................................................... 70
Задания к главе 3 ............................................................................... 72
Тестовые задания к главе 3 .............................................................. 76
Глава 4. НАСЛЕДОВАНИЕ И ПОЛИМОРФИЗМ ........................................... 78
Наследование .................................................................................... 78
Использование final .......................................................................... 81
Использование super и this ............................................................... 82
Переопределение методов и полиморфизм .................................... 83
Методы подставки ............................................................................ 86
Полиморфизм и расширяемость ...................................................... 86
Статические методы и полиморфизм .............................................. 88
Абстракция и абстрактные классы .................................................. 89
Класс Object ....................................................................................... 91
Клонирование объектов ................................................................... 95
“Сборка мусора” и освобождение ресурсов ................................... 97
Задания к главе 4 ............................................................................... 99
Тестовые задания к главе 4 ............................................................. 102
Глава 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КЛАССОВ ...................................................... 105
Шаблоны проектирования GRASP ................................................. 105
Шаблон Expert .................................................................................. 105
Шаблон Creator ................................................................................ 107
Шаблон Low Coupling ..................................................................... 108
Шаблон High Cohesion .................................................................... 111
Шаблон Controller ............................................................................ 113
Шаблоны проектирования GoF ...................................................... 114
Порождающие шаблоны ................................................................. 115
Шаблон Factory ................................................................................ 115
Шаблон AbstractFactory ................................................................... 117
Шаблон Builder ................................................................................ 120
Шаблон Singleton ............................................................................. 122
Структурные шаблоны .................................................................... 123
Шаблон Bridge ................................................................................. 123
Шаблон Decorator ............................................................................ 125
Шаблоны поведения ........................................................................ 127
Шаблон Command ............................................................................ 128
Шаблон Strategy ............................................................................... 131
Шаблон Observer .............................................................................. 133
Антишаблоны проектирования ...................................................... 135
Задания к главе 5 .............................................................................. 137
Тестовые задания к главе 5 ............................................................. 137
Глава 6. ИНТЕРФЕЙСЫ И ВНУТРЕННИЕ КЛАССЫ ................................. 139
Интерфейсы ...................................................................................... 139
Пакеты .............................................................................................. 142
Статический импорт ........................................................................ 145
Внутренние классы .......................................................................... 146
Внутренние (inner) классы .............................................................. 147
Вложенные (nested) классы ............................................................. 152
Анонимные (anonymous) классы .................................................... 153
Задания к главе 6 .............................................................................. 156
Тестовые задания к главе 6 ............................................................. 158
Часть 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛАССОВ И БИБЛИОТЕК
Глава 7. ОБРАБОТКА СТРОК ........................................................................... 160
Класс String ....................................................................................... 160
Классы StringBuilder и StringBuffer ................................................ 165
Форматирование строк .................................................................... 167
Лексический анализ текста ............................................................. 173
Регулярные выражения ................................................................... 174
Интернационализация текста ......................................................... 178
Интернационализация чисел ........................................................... 181
Интернационализация дат ............................................................... 182
Задания к главе 7 .............................................................................. 184
Тестовые задания к главе 7 ............................................................. 188
Глава 8. ИСКЛЮЧЕНИЯ И ОШИБКИ ............................................................ 190
Иерархия и способы обработки ...................................................... 190
Оператор throw ................................................................................. 195
Ключевое слово finally .................................................................... 197
Собственные исключения ............................................................... 198
Наследование и исключения ........................................................... 199
Отладочный механизм assertion ..................................................... 201
Задания к главе 8 .............................................................................. 202
Тестовые задания к главе 8 ............................................................. 203
Глава 9. ФАЙЛЫ. ПОТОКИ ВВОДА/ВЫВОДА ............................................. 205
Класс File .......................................................................................... 205
Байтовые и символьные потоки ввода/вывода .............................. 207
Предопределенные потоки .............................................................. 212
Сериализация объектов ................................................................... 214
Консоль ............................................................................................. 218
Класс Scanner ................................................................................... 219
Архивация ........................................................................................ 222
Задания к главе 9 .............................................................................. 226
Тестовые задания к главе 9 ............................................................. 227
Глава 10. КОЛЛЕКЦИИ ...................................................................................... 229
Общие определения ......................................................................... 229
Списки .............................................................................................. 231
Deque ................................................................................................. 239
Множества ........................................................................................ 240
Карты отображений ......................................................................... 245
Унаследованные коллекции ............................................................ 249
Класс Collections .............................................................................. 250
Класс Arrays ..................................................................................... 253
Задания к главе 10 ............................................................................ 255
Тестовые задания к главе 10 ........................................................... 257
Глава 11. ГРАФИЧЕСКИЕ ИНТЕРФЕЙСЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ................ 259
Основы оконной графики ................................................................ 259
Апплеты ............................................................................................ 261
Фреймы ............................................................................................. 270
Задания к главе 11 ............................................................................ 272
Тестовые задания к главе 11 ........................................................... 273
Глава 12. СОБЫТИЯ ............................................................................................ 275
Основные понятия ........................................................................... 275
Классы-адаптеры ............................................................................. 281
Задания к главе 12 ............................................................................ 284
Тестовые задания к главе 12 ........................................................... 285
Глава 13. ЭЛЕМЕНТЫ КОМПОНОВКИ И УПРАВЛЕНИЯ ....................... 287
Менеджеры размещения ................................................................. 287
Элементы управления ..................................................................... 293
Визуальные компоненты JavaBeans ............................................... 318
Задания к главе 13 ............................................................................ 325
Тестовые задания к главе 13 ........................................................... 326
Глава 14. ПОТОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ................................................................ 328
Класс Thread и интерфейс Runnable ............................................... 328
Жизненный цикл потока ................................................................. 329
Управление приоритетами и группы потоков ............................... 330
Управление потоками ...................................................................... 331
Потоки-демоны ................................................................................ 333
Потоки в графических приложениях ............................................. 335
Методы synchronized ....................................................................... 337
Инструкция synchronized ................................................................. 340
Состояния потока ............................................................................. 342
Потоки в J2SE 5 ................................................................................ 344
Задания к главе 14 ............................................................................ 347
Тестовые задания к главе 14 ........................................................... 348
Глава 15. СЕТЕВЫЕ ПРОГРАММЫ ................................................................ 350
Поддержка Интернет ....................................................................... 350
Сокетные соединения по протоколу TCP/IP ................................. 354
Многопоточность ............................................................................. 356
Датаграммы и протокол UDP ......................................................... 359
Задания к главе 15 ............................................................................ 361
Тестовые задания к главе 15 ........................................................... 362
Глава 16. XML & JAVA ........................................................................................ 364
DTD ................................................................................................... 367
Схема XSD ........................................................................................ 370
XML-анализаторы ............................................................................ 380
SAX-анализаторы ............................................................................ 381
Древовидная модель ........................................................................ 388
Xerces ................................................................................................ 388
JDOM ................................................................................................ 392
StAX .................................................................................................. 399
XSL .................................................................................................... 404
Элементы таблицы стилей .............................................................. 407
Задания к главе 16 ............................................................................ 408
Тестовые задания к главе 16 ........................................................... 412
Часть 3. ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ WEB-ПРИЛОЖЕНИЙ
Глава 17. ВВЕДЕНИЕ В СЕРВЛЕТЫ И JSP .................................................... 414
Первый сервлет ................................................................................ 414
Запуск контейнера сервлетов и размещение проекта ................... 416
Первая JSP ........................................................................................ 419
Взаимодействие сервлета и JSP ...................................................... 421
Задания к главе 17 ............................................................................ 424
Тестовые задания к главе 17 ........................................................... 424
Глава 18. СЕРВЛЕТЫ .......................................................................................... 426
Интерфейс ServletContext ................................................................ 426
Интерфейс ServletConfig ................................................................. 427
Интерфейсы ServletRequest и HttpServletRequest .......................... 428
Интерфейсы ServletResponse и HttpServletResponse ..................... 432
Обработка запроса ........................................................................... 432
Многопоточность ............................................................................. 436
Электронная почта ........................................................................... 439
Задания к главе 18 ............................................................................ 443
Тестовые задания к главе 18 ........................................................... 444
Глава 19. JAVA SERVER PAGES ....................................................................... 446
Стандартные элементы action ......................................................... 447
JSP-документ .................................................................................... 449
JSTL ................................................................................................... 451
Неявные объекты ............................................................................. 453
JSTL core ............................................................................................ 454
JSTL fmt ........................................................................................... 458
JSTL sql ............................................................................................. 461
JSTL xml ........................................................................................... 461
Включение ресурсов ........................................................................ 462
Обработка ошибок ........................................................................... 463
Извлечение значений полей ............................................................ 465
Технология взаимодействия JSP и сервлета .................................. 467
Задания к главе 19 ............................................................................ 476
Тестовые задания к главе 19 ........................................................... 477
Глава 20. JDBC ....................................................................................................... 479
Драйверы, соединения и запросы ................................................... 479
СУБД MySQL ................................................................................... 481
Простое соединение и простой запрос ........................................... 482
Метаданные ...................................................................................... 485
Подготовленные запросы и хранимые процедуры ....................... 486
Транзакции ....................................................................................... 489
Точки сохранения ............................................................................ 493
Пул соединений ............................................................................... 495
Задания к главе 20 ............................................................................ 497
Тестовые задания к главе 20 ........................................................... 502
Глава 21. CЕССИИ, СОБЫТИЯ И ФИЛЬТРЫ ............................................... 504
Сеанс (сессия) .................................................................................. 504
Cookie ................................................................................................ 509
Обработка событий .......................................................................... 512
Фильтры ............................................................................................ 516
Задания к главе 21 ............................................................................ 519
Тестовые задания к главе 21 ........................................................... 521
Глава 22. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ТЕГИ ........................................................ 523
Простой тег ....................................................................................... 523
Тег с атрибутами .............................................................................. 526
Тег с телом ........................................................................................ 528
Элементы action ............................................................................... 531
Задания к главе 22 ............................................................................ 533
Тестовые задания к главе 22 ........................................................... 534
УКАЗАНИЯ И ОТВЕТЫ ....................................................................................... 536
Приложение 1. HTML ............................................................................................. 552
Приложение 2. JavaScript ........................................................................................ 574
Приложение 3. UML ............................................................................................... 599
Приложение 4. Базы данных и язык SQL .............................................................. 608
Приложение 5. Hibernate ............................................................................................. 625
Приложение 6. Struts ............................................................................................... 645
Приложение 7. Журнал сообщений (Logger) ........................................................ 667
Приложение 8. Apache Ant ..................................................................................... 676
Приложение 9. Портлеты ....................................................................................... 690
Список рекомендуемой литературы и источников ............................................... 703