Programiranje u Javi

778 Pages·2015·9.435 MB·Croatian

by  Marko Čupić

Programiranje u Javi
Marko Čupić
Programiranje u Javi
Marko Čupić
Ovo je verzija 0.3.26 knjige o programiranju u programskom jeziku Java. Napisani tekst odnosi se na
verziju 8 programskog jezika Java.
©
Autorska prava 2012. - 2015. Marko Čupić
Napomene
Uporaba ove knjige dozvoljava se studentima FER-a koji je žele koristiti u svrhu učenja programskog jezika Java. Za bilo koji drugi
slučaj molim javite se elektroničkom poštom na adresu autora ([email protected]).
Posveta
Posvećeno svima koji žele naučiti programirati, a potom i programirati u Javi.
i
ii
Sadržaj
Predgovor ................................................................................................................. xxi
1. Java – jezik, platforma, ekosustav ............................................................................. 1
Postupak prevođenja i izvođenja Java programa .................................................... 3
Javin virtualni stroj ............................................................................................... 5
Jezici podržani od JVM-a ............................................................................. 6
Podržani tipovi podataka ...................................................................................... 7
Primjeri literala ............................................................................................ 9
Inicijalizacija vrijednosti .............................................................................. 11
Pretvorbe primitivnih tipova u string ............................................................. 11
Omotači primitivnih tipova .......................................................................... 12
Uvjetno izvođenje, petlje i decimalni brojevi ......................................................... 13
2. Prvi Java program ................................................................................................. 21
Prevođenje programa ......................................................................................... 23
Pokretanje izvršnog programa ............................................................................ 24
Složeniji primjer ................................................................................................. 25
Pakiranje izvršnog programa u arhivu .................................................................. 27
Generiranje dokumentacije ................................................................................. 29
Pisanje dokumentacije projekta ........................................................................... 30
Dokumentiranje paketa ............................................................................... 30
Dokumentiranje razreda ............................................................................. 30
Dokumentiranje metoda .............................................................................. 31
Automatizacija razvojnog ciklusa ......................................................................... 32
Uporaba alata ant ..................................................................................... 32
Uporaba alata maven ................................................................................ 38
Uporaba alata gradle ................................................................................ 46
3. Osiguravanje kvalitete i ispravnosti koda .................................................................. 49
Alat CheckStyle ................................................................................................. 54
Alat PMD .......................................................................................................... 56
Alat FindBugs .................................................................................................... 59
Alat JUnit .......................................................................................................... 61
Alat JaCoCo ...................................................................................................... 67
4. Jednostavniji primjeri .............................................................................................. 75
Primjer 1: ispis argumenata naredbenog retka ...................................................... 75
Primjer 2: izračun e^x ......................................................................................... 76
Primjer 3: formatirani ispis decimalnih brojeva ...................................................... 78
Primjer 4: izračun sume brojeva s tipkovnice ........................................................ 80
Naprednije čitanje ulaznih podataka .................................................................... 81
Formatirana izrada teksta ................................................................................... 82
Stringovi u Javi .................................................................................................. 82
Primjer 5: metode s varijabilnim brojem argumenata ............................................. 88
5. Razredi ................................................................................................................. 93
Motivacijski primjer ............................................................................................ 93
Java je objektno-orijentirani programski jezik ...................................................... 98
Konstruktori ............................................................................................. 100
Destruktori ............................................................................................... 102
Delegiranje zadaće konstrukcije objekta .................................................... 103
Prvi razredi ...................................................................................................... 105
Zaštita privatnosti elemenata razreda ................................................................ 122
Object
Na vrhu stabla: razred ......................................................................... 123
String toString();
.......................................................................... 124
int hasCode();
.................................................................................. 125
boolean equals(Object obj);
........................................................ 125
wait notify notifyAll
Metode , i ........................................................ 126
protected void finalize()
............................................................ 126
Class<?> getClass();
...................................................................... 126
iii
Java
Inicijalizacijski blokovi ....................................................................................... 128
6. Upravljanje pogreškama. Iznimke. ......................................................................... 131
Iznimke ........................................................................................................... 134
Obrada više iznimaka .............................................................................. 141
Bezuvjetno izvođenje koda ....................................................................... 143
Automatsko upravljanje resursima ............................................................. 145
Definiranje novih vrsta iznimaka ........................................................................ 146
7. Apstraktni razredi. Sučelja. ................................................................................... 149
Apstraktni razredi ............................................................................................. 149
Sučelja ............................................................................................................ 153
Primjer uporabe sučelja ............................................................................ 156
static
Modifikator ......................................................................................... 161
Vrste razreda ................................................................................................... 166
final
Modifikator ........................................................................................... 175
Programiranje prema sučeljima ......................................................................... 176
Motivacijski primjer .................................................................................. 178
Oblikovni obrazac Iterator ......................................................................... 181
Naprednije mogućnosti sučelja .......................................................................... 183
Lambda izrazi .................................................................................................. 184
Funkcijska sučelja .................................................................................... 194
8. Načela objektno-orijentiranog oblikovanja ............................................................... 195
Na čvrstim temeljima ........................................................................................ 197
Načelo jedinstvene odgovornosti ............................................................... 199
Načelo otvorenosti za nadogradnju a zatvorenosti za promjene .................... 204
Liskovino načelo supstitucije ..................................................................... 210
Načelo izdvanja sučelja ............................................................................ 221
Načelo inverzije ovisnosti .......................................................................... 226
9. Tehnologija Java Generics .................................................................................... 239
Parametrizirani kod u Javi ................................................................................ 241
Parametrizirani razredi i sučelja ........................................................................ 245
Složeniji primjer ....................................................................................... 252
Odnosi tipova podataka uz parametrizaciju ........................................................ 255
Dodatna ograničenja pri radu s parametriziranim tipovima ................................... 256
10. Kolekcije ............................................................................................................ 259
Motivacija ........................................................................................................ 259
Elementi Javinog okvira kolekcija ...................................................................... 261
java.util.Collection
Sučelje ................................................................... 267
11. Kolekcije: skup ................................................................................................... 271
Konkretne implementacije skupova .................................................................... 271
Primjeri uporabe skupova ................................................................................. 272
12. Kolekcija: lista .................................................................................................... 277
java.util.List
Sučelje ............................................................................... 277
Implementacije lista .......................................................................................... 280
Pomoćne metode ............................................................................................. 282
Primjeri ............................................................................................................ 283
Zadatak 1 ................................................................................................ 283
Zadatak 2 ................................................................................................ 285
13. Kolekcija: mapa .................................................................................................. 289
java.util.Map
Sučelje ................................................................................. 290
java.util.Map
Implementacije sučelja .......................................................... 295
Primjer uporabe ............................................................................................... 296
14. Kolekcije i novi razredi ........................................................................................ 301
equals
Metoda ............................................................................................... 302
hashCode
Metoda ........................................................................................... 307
Prirodan poredak i komparatori ......................................................................... 312
Još malo o komparatorima ................................................................................ 317
Izravna i reverzna usporedba .................................................................... 317
Usporedba po više kriterija ....................................................................... 319
iv
Java
Izrada jednostavnih komparatora ............................................................... 323
15. Obrada podataka i tokovni API ............................................................................ 325
Obrada modelom toka ...................................................................................... 334
Izvori ....................................................................................................... 334
Međuobrada podataka ............................................................................. 337
Završna obrada podataka ......................................................................... 341
Izvori i poredak elemenata ........................................................................ 353
16. Rad s datotečnim sustavom ................................................................................ 355
java.io.File
Razred ................................................................................... 355
Paket java.nio.file ............................................................................................. 362
java.nio.file.Files
Razred ............................................................. 367
Preostali važniji razredi ............................................................................. 381
17. Tokovi okteta i znakova ...................................................................................... 383
Tokovi okteta: motivacija .................................................................................. 384
Ulazni tokovi okteta .................................................................................. 384
Izlazni tokovi okteta .................................................................................. 408
Tokovi okteta i Javine biblioteke ....................................................................... 409
Znakovi i okteti ................................................................................................ 423
Simboli, Java i Unicode ............................................................................ 428
Tokovi znakova ................................................................................................ 430
Primjer uporabe ....................................................................................... 438
Oblikovni obrazac Okvirna metoda ............................................................ 454
Datoteke sa slučajnim pristupom ....................................................................... 455
18. Studija slučaja: programski jezik vlang ................................................................. 457
Osnovni razredi ............................................................................................... 458
Provedba leksičke analize ................................................................................ 460
Izrada parsera i izgradnja sintaksnog stabla ....................................................... 469
Izvođenje programa: pokušaj prvi ...................................................................... 476
Izvođenje programa: pokušaj drugi .................................................................... 480
Izvođenje programa: pokušaj treći ..................................................................... 485
Korišteni oblikovni obrasci ................................................................................ 501
Oblikovni obrazac Kompozit ..................................................................... 501
Oblikovni obrazac Posjetitelj ..................................................................... 504
19. Višedretvene aplikacije ....................................................................................... 509
Njezino visočanstvo: Dretva .............................................................................. 512
Model dretve u Javi ................................................................................. 512
Thread
Metode razreda .......................................................................... 514
Načini stvaranja i pokretanja dretve ........................................................... 515
Jednostavna sinkronizacija dretvi .............................................................. 518
Tipični problemi višedretvenih aplikacija ............................................................ 521
Uporaba instrukcije CAS .......................................................................... 526
Izgradnja kritičnog odsječka ...................................................................... 529
Uporaba monitora .................................................................................... 535
TODO: ............................................................................................................ 541
20. Raspodijeljene aplikacije. Paket java.net. ............................................................. 543
Što je Internet? ................................................................................................ 543
Lokalne mreže i IPv4 ............................................................................... 548
Dohvat informacija o mrežnim karticama .................................................... 548
Dva primjera lokalne mreže ...................................................................... 554
Protokol DNS ................................................................................................... 556
Detekcija poslužitelja koji šalju neželjenu e-poštu ........................................ 561
Protokol UDP - nepouzdan prijenos podataka .................................................... 561
Uporaba UDP-a u Javi ............................................................................. 562
Protokol TCP - pouzdan prijenos podataka ........................................................ 568
Protokol HTTP ................................................................................................. 572
Ukratko o URL ........................................................................................ 573
Ukratko o protokolu HTTP ........................................................................ 573
21. Grafičko korisničko sučelje: uvod u Swing ............................................................ 587
v
Java
Vršne komponente ........................................................................................... 588
Životni ciklus prozora ............................................................................... 592
Anatomija Swing komponente ........................................................................... 596
Primjer bordera ........................................................................................ 602
Crtanje po površini komponente ................................................................ 606
Promjena stanja komponente nakon što je prikazana .................................. 610
Automatsko razmještanje komponenata ............................................................. 611
Upoznavanje s osnovnim konceptima ........................................................ 613
StretchLayout HorizontalSplitLayout
Ilustrativni primjeri: i ............ 616
LayoutManager
Postojeći razredi tipa ..................................................... 626
Potpora izmjenjivom izgledu komponenata ......................................................... 635
Trenutna tema ......................................................................................... 636
Primjer komponente koja podržava LAF ..................................................... 637
22. Osnovne komponente Swinga ............................................................................. 649
Labela i dva gumba ......................................................................................... 649
Pokušaj 1 ................................................................................................ 653
Pokušaj 2 ................................................................................................ 654
Izbornici i izborničke strukture ................................................................... 655
Pokušaj 3 ................................................................................................ 658
Action
Konačno rješenje: sučelje ............................................................ 661
SwingWorker
Preglednik slika. Razred ............................................................ 665
23. Grafičko korisničko sučelje: Swing - modeli i pogledi ............................................. 673
Prikaz liste ....................................................................................................... 674
Prikaz elementa liste ................................................................................ 688
JSpinner
Komponenta ................................................................................... 694
Rad s tablicama ............................................................................................... 703
Komponente za prikaz i uređivanje teksta .......................................................... 710
24. Uporaba relacijskih baza podataka iz Jave: SQL .................................................. 715
25. Uporaba relacijskih baza podataka iz Jave: JPA ................................................... 717
26. Razvoj web aplikacija ......................................................................................... 719
27. Web obrasci ...................................................................................................... 721
28. Tehnologija Java Servlet i JSP ............................................................................ 723
29. Višeslojne web-aplikacije .................................................................................... 725
30. IOC kontejneri .................................................................................................... 727
31. Test Driven Development .................................................................................... 729
32. Razvoj aplikacija za Android ............................................................................... 731
A. Instalacija JDK .................................................................................................... 733
Operacijski sustav Windows ............................................................................. 733
Operacijski sustav Linux ................................................................................... 734
B. Instalacija alata ant, maven i gradle .................................................................... 735
Alat Apache Ant ............................................................................................... 735
Alat Apache Maven .......................................................................................... 735
Alat Gradle ...................................................................................................... 736
C. Instalacija alata za kontrolu kvalitete i ispravnosti koda ........................................... 737
Alat CheckStyle ............................................................................................... 737
Alat PMD ........................................................................................................ 738
Alat FindBugs .................................................................................................. 738
Alat JUnit ........................................................................................................ 738
Alat JaCoCo .................................................................................................... 739
Biblioteka Mockito ............................................................................................ 739
D. Instalacija poslužitelja servleta .............................................................................. 741
Instalacija poslužitelja Apache Tomcat ............................................................... 741
Podešavanje kodne stranice i omogućavanje praćenja izvođenja .................. 742
Dodatno podešavanje kodne stranice ........................................................ 743
Instalacija poslužitelja Jetty ............................................................................... 743
E. Instalacija upravitelja bazama podataka ................................................................. 745
Instalacija upravitelja Apache Derby .................................................................. 745
Podešavanje upravitelja baze .................................................................... 745
vi
Java
Kazalo ..................................................................................................................... 751
Bibliography ............................................................................................................. 753
vii
viii