Introducción al Lenguaje Java

Transcripción

1 INSTITUTO MATEMÁTICO Y ACTUARIAL MEXICANO LICENCIATURA EN ACTUARÍA PROGRAMACIÓN Introducción al Lenguaje Java Gerardo Avilés Rosas gaviles@imam.com.mx

2 Integrated Development Environment Una herramienta de desarrollo Java, es un programa que proporciona un entorno de desarrollo integrado (IDE) para desarrollar más rápidamente programas Java. De esta forma la edición, compilación, construcción, depuración y ayuda en línea están integradas en una interfaz de usuario: JBuilder de Borland ( NetBeans de Sun ( Eclipse de IBM ( Editor TextPad ( Editor SciTE ( BlueJ ( DrJava ( Jcreator ( 2

3 Primer programa en Java Un programa en Java puede ser escrito de diversas formas, es decir, con Java podemos crear: Aplicaciones: son programas independientes que pueden ser ejecutados desde cualquier computadora con una JVM. Applets: son un tipo especial de programas Java que se ejecutan a través de un explorador de Internet. Servlets: son programas Java que se ejecutan desde un servidor Web y generan contenido Web dinámico. En este curso, sólo estudiaremos las aplicaciones. 3

4 Pues manos a la obra!!! Primer programa en Java Vamos a escribir un pequeño y simple programa en Java que despliegue el mensaje Hola mundo!! en la consola Encabezado de la clase Comentario Nombre de la clase Firma del método main 4

5 Aspectos importantes a considerar Cada programa en Java debe tener al menos una clase. Una clase es una construcción que define datos y métodos. Cada clase tiene un nombre. Por convención, el nombre de la clase comienza con una letra mayúscula. Para poder ejecutar una clase, ésta debe contener un método llamado main. La JVM ejecuta el programa invocando el método main. Un método es una construcción que contiene sentencias. 5

6 Crear, compilar y ejecutar 6

7 Anatomía de un programa Los elementos que componen un programa escrito en Java son: Comentarios Tipos de datos Identificadores Modificadores Sentencias Bloques Clases Métodos El método main 7

8 Comentarios Anatomía de un programa Los comentarios ayudan a los programadores a comunicar y entender un programa. Los comentarios no son sentencias de programación y son ignorados por el compilador. Java maneja tres tipos de comentarios: Comentarios de una línea: precedidos por dos diagonales (//) Comentarios de varias líneas: encerrados entre /* y */. Comentarios de documentación: realmente este tipo de comentario es el mismo que el de varias líneas con la diferencia de que la información que contenga será usada para un procesamiento especial que lleva a cabo la herramienta javadoc. Se encierran entre /** y */. 8

9 Anatomía de un programa Comentarios 9

10 Identificadores Anatomía de un programa Un identificador es una secuencia de caracteres comenzando por una letra y conteniendo letras y números. Los identificadores no se limitan a lo caracteres ASCII, si el editor de texto lo soporta, se pueden escribir identificadores utilizado caracteres UNICODE. Las letras Java incluyen los caracteres ASCII A-Z y a-z. Los dígitos Java incluyen los dígitos ASCII 0-9. Los caracteres $ y _ (guión bajo) se consideran letras Java. 10

11 Palabras reservadas Anatomía de un programa La siguiente tabla muestra las palabras clave de Java, éstas son reservadas y NO pueden ser utilizadas como indentificadores. Las palabras: true, false y null no son palabras clave, pero son reservadas, así que tampoco pueden ser ocupadas como identificadores. ** Palabra clave agregada en Java 2 11

12 Estructuras de control Secuencia IF-ELSE 12

13 Estructuras de control Ciclo Métodos (subprograma) 13

14 Sentencia if simple Una sentencia if simple ejecuta una acción si y sólo si la condición evaluada es verdadera (true). Las llaves pueden omitirse, siempre y cuando en el cuerpo de la estructura, solo exista una sentencia. 14

15 Sentencia if else La sentencia if simple ejecuta una acción si la condición especificada es true, si la condición es false, no hace nada. Si lo que se desea es tener una acción alternativa cuando no se cumple la condición, entonces se requiere utilizar la sentencia if else. 15

16 Sentencias if anidadas Las sentencias que se pueden colocar dentro de las sentencias if o if else puede ser cualquier sentencia válida en Java, incluyendo otro if o if else. No hay ningún límite en cuanto al número de sentencias if o if else que pueden anidarse. Las sentencias if o if else anidadas son usadas cuando se desean implementar múltiples alternativas. 16

17 Sentencias switch Como se puede observar, cuando se tienen múltiples alternativas de elección, es posible resolver el problema a partir de sentencias if s anidadas. Sin embargo, el uso excesivo de sentencias if hace que un programa sea difícil de leer y de entender. Afortunadamente, Java proporciona una sentencia denominada switch que permite manejar de una forma eficiente múltiples condiciones. 17

18 Sentencias switch 18

19 La sentencia switch observa las siguientes reglas: Sentencias switch 1. La expresión-switch debe arrojar un valor que sea de tipo: char, byte, short o int y siempre debe estar encerrada entre paréntesis. 2. Los valores valor1, valor2, valorn deben tener el mismo tipo de dato que la expresión-switch. Es importante notar, que estos valores deben ser expresiones constantes. 3. Cuando el valor en una sentencia case coincide con el valor de la expresión-switch, las sentencias que comienzan desde este case hasta que se encuentra la sentencia break o bien, el final de la sentencia switch es alcanzado. 4. La sentencia break inmediatamente termina la sentencia switch. 5. El caso default (opcional), puede ser utilizado para realizar acciones cuando ninguna de los case especificados coincide. 19

20 Ciclos Vamos a suponer que ustedes necesitan imprimir la cadena de caracteres Hola Mundo! cientos de veces. Sería bastante tedioso tener que escribir la siguiente sentencia cientos de veces: Afortunadamente, Java proporciona una estructura de control poderosa llamada ciclo que permite controlar el número de veces que una secuencia de operaciones debe ejecutarse. Al usar los ciclos, le podemos decir a la computadora que deseamos que imprima cientos de veces el texto Hola mundo sin tener que escribir nosotros mismo la sentencia cientos de veces. Los ciclos son estructuras de control que ejecutan de forma repetida un bloque de sentencias. Java proporciona tres tipos de ciclos: while, do-while y for. 20

21 Ciclo while La sintaxis del ciclo while es la siguiente: La parte del ciclo que contiene las sentencias que van a repetirse se denomina cuerpo del ciclo. A cada ejecución del cuerpo del ciclo se le conoce como iteración del ciclo. Cada ciclo contiene una condición de continuación de ciclo, una expresión que controla la ejecución del cuerpo. 21

22 Ciclo while Esta condición siempre es evaluada antes de que el cuerpo del ciclo sea ejecutado. Si la evaluación es true, el cuerpo del ciclo es ejecutado; si la evaluación es false, el ciclo termina y el control del programa se turna a la sentencia que se encuentra después del ciclo while. Es importante asegurarnos que la condición de terminación de ciclo eventualmente se convierta en false para hacer que el programa termine. Un error de programación común involucra ciclos infinitos, es decir, el programa no puede terminar debido a un error. 22

23 El ciclo do-while es una variación del ciclo while: Ciclo do while En este tipo de ciclo, el cuerpo de ciclo es ejecutado primero, posteriormente, la condición de continuación de ciclo es evaluada. Si la evaluación es true, el cuerpo de ciclo es ejecutado de nuevo; si es false, el ciclo do-while termina. El ciclo do-while se utiliza cuando el cuerpo del ciclo debe ser ejecutado al menos una vez 23

24 Ciclo for La forma más común de escribir el ciclo while es: Un ciclo for puede ser usado para simplificar el ciclo anterior: En general, la sintaxis de un ciclo for es la siguiente: 24

25 Ciclo for Un ciclo for utiliza una variable para controlar el número de veces que el cuerpo del ciclo será ejecutado y cuando terminará. Esta variable se denomina variable de control, la acción inicial inicializa dicha variable, la acción después de cada iteración incrementa o decrementa la variable y la condición verifica si la variable a alcanzado el valor de terminación del ciclo. 25

26 Qué ciclo utilizar? 26

27 Ciclos anidados Los ciclos anidados están formados de un ciclo exterior y uno o más ciclos internos. Cada vez que el ciclo externo se repite, se vuelve a entrar a los ciclos internos y comienzan de nuevo. 27

28 Tipos de datos primitivos Un tipo de dato primitivo es un tipo de dato original de un lenguaje de programación, esto es, aquellos que nos proporciona el lenguaje y con los que se puede (en ocasiones) construir tipos de datos abstractos. 28

29 Referencias Los arreglos, las clases y las interfaces son tipos de datos del tipo referencia. El valor de una variable del tipo referencia es una dirección de un conjunto de valores representados por una variable. Las referencias en Java son identificadores de instancias de una clase en particular. 29

30 Vemos algunos ejemplos: Ejemplos 1. Desarrolle un programa que permita al usuario teclear dos número enteros y que le pregunte al usuario el resultado de la suma, sí el resultado es correcto, que le mande el mensaje: Sabes sumar!!, de lo contrario que imprima: Incorrecto. 2. Escriba un programa que dado un número entero que corresponde con un año, determine si dicho año es bisiesto o no. Un año es bisiesto, cuando éste es divisible entre 4 y no entre 100 o bien cuando es divisible entre Escriba un programa que permita calcular impuestos. El cálculo de los impuestos se hace en función del estado civil de la persona: soltero(a), casado(a) o viudo(a), separado(a) o jefe de familia, de acuerdo con la tabla que se muestra a continuación: 30

31 Ejemplos Note que de acuerdo a la tabla, vamos a suponer que la persona es soltera y tiene un ingreso tributable de $10,000, entonces el impuesto que debe pagar sería: Impuesto = ($6,000)*(0.10) + ($10,000-%6,000)*(0.15) = $1,200 31

32 Conversión de tipo En ocasiones es necesario mezclar valores numéricos diferentes en un cálculo. Consideremos las siguientes sentencias: Java permite que se realicen operaciones binarias con valores que tengan diferentes tipos. Cuando se realiza una operación binaria que involucra dos operandos de diferentes tipos, Java automáticamente convierte los operandos basándose en las siguientes reglas: 1. Si uno de los operandos es double, el otro es convertido a double 2. De otra forma, si es float, el otro es convertido a float. 3. De otra forma, si es long, el otro es convertido a long. 4. De otra forma, ambos operandos son convertidos a int. 32

33 Conversión de tipo A este tipo de conversión se le denomina conversión implícita. Para que se puede llevar a cabo, es necesario que los tipos sean compatibles y que el tipo de la variable destino sea de un rango mayor al tipo de la variable que se va a convertir. El rango de los tipos numéricos se incrementa en el siguiente orden: 33

34 Conversión de tipo Es posible asignar un valor a una variable un tipo que tenga un rango menor, utilizando una conversión explícita, esta operación, comúnmente se conoce como casting. Casting es una operación que convierte un valor de un tipo de dato en un valor de otro tipo de dato. Hacer casting a una variable con un tipo menor a una con un tipo mayor se conoce como ampliación de tipos. Hacer casting a una variable con tipo mayor a una variable con un tipo de dato menor se conoce como reducción de tipos. La ampliación de tipos puede ser realizada automáticamente sin hacer un cast explícito. La reducción debe ser realizada a través de un cast explícito. Es importante notar que es posible perder precisión. 34

35 Conversión de tipo Esta operación es útil, cuando es necesario tratar, de forma temporal, un valor como si se tratara de otro tipo. 35

36 Obteniendo datos Java utiliza System.out para referirse al dispositivo de salida estándar y System.in para referirse al dispositivo de salida estándar. Por default, el dispositivo de salida estándar es el monitor y el dispositivo de entrada estándar es el teclado. Para enviar mensajes a la salida estándar, nosotros simplemente usamos el método println para desplegar un valor primitivo o una cadena de caracteres en el monitor. La entrada de información a través del teclado no esta soportado directamente por Java, pero es posible utilizar la clase Scanner para crear un objeto que lea una entrada desde System.in, de la siguiente forma: 36

37 Obteniendo datos Scanner es una clase relativamente nueva, que se introdujo en el JDK 1.5. Un objeto Scanner contiene los siguientes métodos para leer entradas: next(): lee una cadena de caracteres, una cadena está delimitada por espacios. nextbyte(): lee un entero de tipo byte. nextshort(): lee un entero de tipo short. nextint(): lee un entero de tipo int. nextlong(): lee un entero de tipo long. nextfloat(): lee un número de tipo float. nextdouble(): lee un número de tipo double. 37

38 Tipo boolean y sus operaciones En ocasiones, un programa necesita comparar dos valores, por ejemplo, si j es más grande que i. Java proporciona 6 operadores de comparación (operadores relacionales), que son usados para comparar valores. El resultado de una comparación es un valor booleano: true o false. Una variable que almacena un valor Booleano es conocida como variable Booleana. 38

39 Tipo boolean y sus operaciones Los operadores Booleanos (operadores lógicos) operan con valores Booleanos para crear un nuevo valor Booleano. Tablas de verdad: NEGACIÓN 39

40 Tablas de verdad: CONJUNCIÓN Tipo boolean y sus operaciones Tablas de verdad: DISJUNCIÓN 40

41 Tablas de verdad: EXCLUSIÓN Tipo boolean y sus operaciones 41

42 Operadores booleanos Cuando se evalúa a1 && a2, Java primero evalúa a1 y después evalúa a2, si empre y cuando a1 sea true; si a1 es false, entonces ya no evalúa a2. Cuando se evalúa a1 a2, Java primero evalúa a1 y después evalúa a2 si a1 es false; si a1 es true, entonces ya no evalúa a2. Al operador && se le conoce como AND condicional o AND en corto circuito. Al operador se le conoce como OR condicional u OR en corto circuito. Entonces, qué pasa si necesito asegurarme de evaluar ambas expresiones? 42

43 Java proporciona los operadores & y. Operadores booleanos El operador & trabaja exactamente igual que el operador && y el operador trabaja exactamente igual que el operador, con la excepción de los que los operadores & y siempre evalúan ambos operandos. A este tipo de operadores se les conoce como operadores no condicionales. 43