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2 CURSO DE JAVA CON BLUEJ. Bienvenidos a este nuevo curso de programación en JAVA usando el entorno de desarrollo BLUEJ. BlueJ es un entorno de desarrollo de JAVA que está siendo mantenido por la universidad de Kent, en Reino Unido. El IDE, se basa en un entorno de programación orientada a objetos, por lo que es ideal para el aprendizaje y la enseñanza. Entre las características principales cabe destacar: La sencillísima interfaz de usuario. La mayoría de las personas pueden utilizar BlueJ después de una sencilla presentación. BlueJ implementa la visualización de estructuras de clases, mediante la cual puedes ver las clases del proyecto y sus relaciones, herramienta que te permitirá aprender y visualizar estos conceptos en forma de diagrama esquemático. El entorno de BlueJ permite al usuario crear directamente objetos de las clases y manipular sus métodos. De ésta manera se experimenta con los objetos probando y tocándolos para desarrollar su aprendizaje. Se ejecuta sobre el Java Devolopment Kit (JDK), de Oracle haciendo uso del compilador y de su máquina virtual; esto hace que se adapte a la especificación oficial y más actualizada de Java. Este curso está compilado, redactado y escrito por PASCUAL GÓMEZ DEL PINO siguiendo el curso de Introducción a la informática de primero de ingeniería electrónica y automatismos de la UNED. Todos los ejemplos, prácticas, comentarios y ejercicios son los realizados en clase siguiendo el libro de la asignatura y que puedes conseguir en diferentes medios. Puedes enviar tus dudas o comentarios al correo: administrador@cursosindustriales.net Cursosindustriales.net Página 2

3 INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN EN JAVA. El sistema de tipos de datos en Java está basado en dos tipos de datos. Tipos primitivos. Los tipos primitivos se almacenan directamente en variables y pueden asociarse a un valor que se almacena en la propia variable. Estos tipos primitivos no están asociados con clase y no tienen métodos. La siguiente tabla te muestra el tipo de datos primitivos que permite manipular Java y su tamaño. Nombre del tipo Descripción V. Mínimo V. Máximo byte Entero de 8 bits short Entero 16 bits int Entero 32 bits long Entero 64 bits float Real simple 1.4e e38 double Real doble 4.9e e308 char Carácter 16bits 16bits 16bits boolean condicional False true Un número sin coma decimal se interpreta como un entero (int), pero puede ser convertido automáticamente a cualquiera de sus enteros de menor o mayor capacidad dependiendo del valor de la variable. Al igual que en C, se pueden declarar tipos literales (es decir del tipo en cuestión), después del valor de tal manera que L implica un valor de tipo long exclusivo. Un número con punto decimal es del tipo double salvo que se determine como literal mediante la letra F después del número, como por ejemplo F. Por otro lado un carácter como un único carácter Unicode entre comillas o mediante su carácter Unicode precedido por la barra invertida y la u, por ejemplo \u00f6 que almacenará el carácter de la Ö. En cuanto a los valores booleanos derivan del algebra de Boole y permiten dos estados, TRUE o FALSE. Cursosindustriales.net Página 3

4 Las variables de los tipos primitivos no hacen referencia a los objetos. Sin embargo cuando haga falta utilizar un tipo de objeto se puede utilizar una característica llamada autoboxing que convierte un tipo primitivo en su objeto correspondiente. Tipos de objetos. Todos los tipos de datos no enumerados en la tabla anterior son tipos de objetos. Entre estos se incluyen las clases y los tipos de interfaz de la librería Java, así como los tipos definidos por el usuario en su proyecto. Una variable de un tipo de objeto almacena una referencia a un objeto (puntero). Las asignaciones de valores e instancias a dicho objeto se realizan por copia de referencia y no del objeto. Después de asignar una variable a otra, ambas variables harán referencia al mismo objeto (alias del mismo objeto). Esto se aplica al asignar un valor a la variable, pero también se aplica al pasarle un parámetro a un método. Más adelante veremos en detalle estos conceptos. Conversión de tipos primitivos. En ocasiones verás que es necesario convertir un valor de un tipo primitivo a un valor de otro tipo de primitivo. Este proceso se llama cast. La conversión de tipos implica casi siempre la perdida de información. Por ejemplo si convertimos un tipo decimal a un entero. En Java se permite la conversión de tipos numéricos entre sí, pero nunca a un valor boolean ya que es un tipo primitivo especial. El operador de cast consta del nombre de un tipo primitivo escrito entre paréntesis delante de la variable o expresión. Así pues si num2 es una variable del tipo double que contiene 4.6, entonces la variable num contendrá el valor por truncamiento de 4. Cursosindustriales.net Página 4

5 Clases envoltorio. Todo tipo primitivo en Java tiene una clase envoltorio correspondiente que representa el mismo tipo, pero que es un objeto real. Con esto podemos utilizar valores del tipo primitivo en ocasiones que se exigen tipos de objetos, a través del procedimiento de autoboxing. La siguiente tabla muestra los tipos primitivos y sus correspondientes tipos envoltorio del paquete de la librería Java.lang (a excepción de Integer y Character los nombres de las clases envoltorio coincide con el nombre de los tipos primitivos pero con la primera letra en mayúscula). TIPOS PRIMITIVOS byte short int long float double char boolean TIPOS ENVOLTORIO Byte Short Integer Long Float Double Character Boolean Para utilizar un tipo primitivo en un contexto que requiere un tipo de objeto, el compilador utiliza autoboxing para envolver automáticamente el valor de tipo primitivo en un objeto envoltorio apropiado. Así, por ejemplo, podrán añadirse tipos primitivos a una colección. También se puede producir el fenómeno inverso llamado unboxing. Cast de tipos de objetos. Puesto que un objeto puede permanecer a una jerarquía de herencia de tipos, en ocasiones es necesario convertir una referencia de objeto en una referencia de un subtipo situado más debajo de la jerarquía de herencia. Este proceso llamado casting se realiza de manera que el operador de cast está compuesto por el nombre de una clase o tipo de interfaz (escrito entre paréntesis) delante de una variable o expresión de la forma: Si el tipo declarado de la variable veh es Vehicle y Car (por ejemplo), es una subclase de Vehicle, entonces esta instrucción podrá compilarse correctamente. Cursosindustriales.net Página 5

6 Es importante comprender que el tipo cast entre tipos de objetos es totalmente diferente de la conversión entre tipos primitivos. El cast entre tipos de objetos no implica ninguna modificación del objeto implicado sino que se trata de obtener una información del tipo que ya es cierta para dicho objeto; es decir forma parte de su dinámico completo. Expresiones aritméticas. Java tiene un considerable número de operadores disponibles tanto para expresiones aritméticas como lógicas. La mayoría de los operadores suelen ser operadores binarios (con un operando a la izquierda y otro a la derecha) u operadores unarios (con un solo operando). Principalmente las operaciones aritméticas binarias constan de: + Suma - Resta * Multiplicación / División % Módulo o resto de la división. El resultado de las operaciones dependerá de los operandos y del tipo primitivo utilizado. Si algún tipo es diferente, el resultado será del tipo primitivo de mayor capacidad (en bytes). Así una división entre enteros dará un número entero (truncado si no es exacto); mientras que una división entre un flotante y un entero, dará como resultado un entero. Cuando aparecen más operadores hay que seguir las reglas matemáticas de precedencia, es decir, primero los productos y las divisiones y después las sumas y restas siempre que no estén incluidos entre paréntesis o corchetes. Cursosindustriales.net Página 6

7 Si realizamos la operación a * b + c, es el mismo resultado que la operación a * (b + c)? Obviamente no. En la primera operación se procede a realizar el producto de a * b devolviendo un valor decimal al que se suma el valor de c, es decir un total de 644,5; mientras que de la forma siguiente primero se realizaría la operación dentro del paréntesis y después se aplicaría el producto al resultado, es decir Los operadores binarios evalúan de izquierda a derecha mientras que los operadores unarios se evalúan de derechas a izquierdas. En la siguiente tabla te muestro los operadores más usados en Java. [ ] ( ) ! ~ new (cast) * / % << >> >>> < > >= <= instanceof ==!= & ^ &&?: = += -= *= /= %= >>= <<= >>>= <<<= &= = ^= Expresiones booleanas. En estas expresiones se utilizan operadores para combinar operandos con el fin de obtener valores boolean o TRUE y FALSE según la unión de dichas expresiones. Estás expresiones son la base de bucles y condicionales. Normalmente los operadores relacionales combinan una pareja de operandos aritméticos. Los más usados son: == Igual que!= Distinto que < Menor que <= Menor o igual que > Mayor que >= Mayor o igual que Pero también existen operadores lógicos binarios para expresar un valor booleano: Cursosindustriales.net Página 7

8 && AND OR! NOT Estructuras de control en Java. Las estructuras afectan al orden en que se ejecutan las instrucciones. Existen dos principales; condicionales y bucles. Condicionales. Estos sirven para proporcionar varias situaciones en programación que designan rutas alternativas del programa. Utilizan la instrucción IF ELSE para la decisión a seguir. Además los condicionales se pueden anidar unos con otros. La instrucción IF- ELSE tiene una forma única y otra compuesta. Cursosindustriales.net Página 8

9 Como puedes ver en las imágenes de arriba, la primera imagen utiliza una expresión booleana en la cual indica si ejecutas o no las instrucciones a seguir en ella; en la segunda se emplea la expresión para elegir entre dos conjuntos de instrucciones, ejecutándose solo uno de ellos. Ejemplo: En éste ejemplo como el valor de las variables no es el mismo, se ejecutará la sentencia de else. Observa que en Java como en otros lenguajes de programación, los parámetros entre paréntesis del condicional, son lo que hacen posible la operación de la comparación. Es muy común también anidar condicionales IF ELSE colocando la palabra ELSE IF () debajo del primero: Así por cada grupo ELSE IF se comprobará la nueva condición, y si ninguna de ellas devuelve un TRUE, entonces ejecutará el ELSE. Cursosindustriales.net Página 9

10 SWITCH Ésta instrucción utiliza un patrón para escoger uno de entre varios casos. La expresión más válida es la siguiente: Puedes ver que como el valor de las variables es constante, la sentencia que se ejecutará es la segunda (CASE 11). Si el valor de las sumas no fuera ninguna de las situaciones CASE, entonces se cargaría el DEFAULT, que significa por defecto y es opcional al igual que ELSE en el anterior. La instrucción BREAK después de cada instrucción, finaliza la sentencia independiente CASE para que el código pueda saltar a la siguiente línea. Sin la introducción de break, el código produciría un error a la hora de compilarlo ya que no terminaría de ejecutar el código del siguiente CASE y liaría el programa. Lo bueno de éste condicional es que se pueden tener tantos CASE como se quieran. Cursosindustriales.net Página 10

11 Bucles. Los bucles son acciones repetitivas un número de veces establecidas en código. Existen varios tipos de bucles que paso a describir. Java proporciona tres bucles principales que pasare a describir: WHILE. Éste bucle ejecuta un bloque de instrucciones mientras cierta expresión se evalúa como TRUE. Se podía traducir en Mientras que. La sentencia se usa de la forma: Por ejemplo: Que lo que hace es que cuando se ejecuta el bucle comprueba el paréntesis. Si es TRUE, realiza las instrucciones que en este caso suma un valor a la variable a por lo que ahora valdría 6. En este momento se detiene el bucle porque no se cumple la condición entre paréntesis. Cursosindustriales.net Página 11

12 DO WHILE. Este bloque difiere en el anterior en que ejecuta un bloque de instrucciones MIENTRAS que la expresión se evalúe como TRUE. La expresión se comprueba después de la ejecución del cuerpo del bucle, por lo que el cuerpo siempre se ejecutará una vez por lo menos. La sentencia es la siguiente: Así un ejemplo sería: Haciendo que la sentencia DO, te pida la suma de las variables de arriba, suma que se realizaría con la llamada al método escribirsuma() que no hemos definido por comodidad de código. La expresión de control del bucle vendría definida mediante el WHILE y su expresión que indicaría que mientras no se escribiese en el método escribirsuma() el 11, el bucle se repetiría. Cursosindustriales.net Página 12

13 FOR. Aunque la más usada es la primera, este bucle tiene dos formas establecidas; el bucle for y el bucle for each. Este último se utiliza para clasificar los elementos de una colección como un ARRAY, por ejemplo. Pero el más usado es el bucle for, al cual se le asigna una variable en parámetro y una condición y el incremento según la síntesis siguiente: Así pues podemos establecer un bucle que nos muestre los números de una variable de un valor hasta otro de la forma: El resultado: Cursosindustriales.net Página 13

14 Excepciones. La generación y estructura de excepciones proporciona otra forma de alterar el flujo y control del código. Sin embargo las excepciones se emplean para prever y solucionar errores y situaciones que puedan dar errores. Para ello utilizaremos la síntesis siguiente: Una instrucción de excepción puede tener un número de cláusulas CATCH infinitas. Estas cláusulas se evalúan en orden de aparición y solo se ejecutará la primera cláusula en la que se ejecute una correspondencia. La cláusula FINALLY es opcional. Más adelante aprenderás más sobre las excepciones. Aserciones. Las instrucciones de aserción se utilizan fundamentalmente como herramienta de prueba durante el desarrollo del programa. Dos formas principales: assert expresión-booleana; assert expresión-booleana: expresión; Más adelante hablaremos y usaremos aserciones. Cursosindustriales.net Página 14

15 GUIA DE ESTILO DE PROGRAMACIÓN. En este apartado veremos cómo definir un estilo a la hora de programar nuestros programas en cuanto a estilo se refiere. Esto es una guía que es recomendable seguir, pero que no obliga al estudiante o programador a seguir, pero si es recomendable sobre todo a la hora de seguir un patrón de diseño que nos permite entender el código cuando lo revisemos si está bien estructurado. Denominación. Utilizar nombres significativos. Todos los identificadores (variables, constantes, métodos y clases) deberán de tener un nombre descriptivo evitando abreviaciones. Así pues un método, por ejemplo, relacionado con una operación de suma podría llamarse suma(). Si la operación de suma() va a devolver un valor, debería de empezar por getsuma(); si al contrario te va a pedir un valor, debería de empezar por setsuma(). Si el método va a devolver valores tipo boolean, debería empezar por issuma(). Los nombres de clase comienzan con una letra mayúscula y después minúscula. Los nombres de métodos y variables empiezan con letras en minúsculas. Los nombres de los métodos y variables compuestos, la segunda palabra empezará con mayúsculas, por ejemplo sumavariable(). Las constantes se escriben en mayúsculas. De tal forma que una constante que guarde un valor de temperatura se llamaría por ejemplo, TEMPERATURA. Textos. Los textos así como la presentación de bloques debería de seguir unas reglas como las que se muestra a continuación. Cada nivel de sangrado equivale a 4 espacios Todas las instrucciones dentro de un bloque se sangran un nivel. Las llaves para las clases y métodos se escriben en una sola línea aparte de la clase o método y el mismo nivel de sangrado. Cursosindustriales.net Página 15

16 Para todos los demás bloques las llaves se abren al final de la línea. Utiliza siempre llaves en las estructuras de control. Utiliza un espacio antes de la llave de apertura de un bloque. Utiliza un espacio alrededor de los operadores. Utiliza una línea en blanco entre métodos y constructores (es decir entre bloques). Documentación. Toda clase debe de tener un comentario de clase al principio. Éste comentario contendrá como mínimo: 1. Una descripción general de la clase. 2. El nombre del autor o autores. 3. Un número de versión. Cursosindustriales.net Página 16

17 Todo método tiene un comentario de método. Y los comentarios son legibles por javadoc tal cual muestra la imagen de arriba de la forma /**. Deben de utilizarse comentarios de código cuando sea necesario. Siempre que sea difícil de entender la estructura del código y deba explícitamente comentarse para que se entienda. Orden de las estructuras. Orden de las declaraciones: campos, constructores y métodos. Los elementos de la definición de una clase deben de aparecer en éste orden: instrucción del paquete, instrucciones de importación, comentario de clase, cabecera de la clase, definiciones de los campos, constructores, métodos y clases internas. Los campos no deben de ser públicos (exceptos los del final). Utilizar un modificador de acceso, especificando los campos y métodos como private, public o protected. Importar las clases por separado de líneas unas de otras. Incluir siempre un constructor (aunque el cuerpo esté vacío). Inicializar todos los campos en el constructor. Utilizar iteradores con las colecciones, utilizando un bucle for-each para una colección completa o un Iterator con un bucle WHILE. Cursosindustriales.net Página 17