Laboratorium numer 1 Przygotowanie stanowiska programistycznego

Transkrypt

1 Opracowanie autorskie: In. Mirosław Ochodek Konsultacja metodyczna: Prof. PWSZ dr in. Bolesław Ochodek PROGRAMOWANIE OBIEKTOWE Laboratorium numer 1 Przygotowanie stanowiska programistycznego 1. POBRANIE I INSTALACJA JAVA SDK POBRANIE INSTALACJI JAVY SDK ZE STRONY FIRMY SUN MICROSYSTEMS INSTALACJA JAVY SDK PRACA Z JZYKIEM JAVA PRZY UYCIU KONSOLI I NOTATNIKA TWORZENIE PROSTEGO PROGRAMU PRZY UYCIU NOTATNIKA KOMPILACJA PLIKU RÓDŁOWEGO PRZY UYCIU KONSOLI SYSTEMOWEJ URUCHOMIENIE PROGRAMU PRZY UYCIU KONSOLI SYSTEMOWEJ POBRANIE I INSTALACJA RODOWISKA ECLIPSE POBRANIE WERSJI INSTALACYJNEJ RODOWISKA ECLIPSE INSTALACJA RODOWISKA ECLIPSE KONFIGURACJA RODOWISKA ECLIPSE USTAWIENIE PRZESTRZENI ROBOCZEJ (WORKSPACE) PERSPEKTYWY I WIDOKI W USTAWIENIACH UKŁADU OKNA RODOWISKA PODSTAWOWE FUNKCJE ECLIPSE W TWORZENIU PROGRAMÓW TWORZENIE PROJEKTU TWORZENIE PAKIETU TWORZENIE KLAS WSPARCIE EDYTORA W TWORZENIU KODU URUCHOMIENIE PROGRAMU W RODOWISKU ECLIPSE EKSPORTOWANIE KLAS I ZASOBÓW DO PLIKU JAR Piła 2004

2 1. Pobranie i instalacja Java SDK Istnieje wiele implementacji maszyny wirtualnej Javy przeznaczonych dla rónych platform systemowych. Podczas zaj laboratoryjnych uywana bdzie implementacja dostarczona przez firm Sun Microsystems w wersji dla systemu Microsoft Windows. Jako, e instalowanie oprogramowania blisko zwizanego z systemem dozwolone jest wyłcznie administratorom systemu, niektóre fragmenty procesu instalacji zostan pokazane na rysunkach i omówione teoretycznie Pobranie instalacji Javy SDK ze strony firmy Sun Microsystems W celu pobrania wersji instalacyjnej Javy, naley odwiedzi stron: Nastpnie naley uda si do działu Downloads. Kolejnym etapem jest wybranie z listy rozwijalnej interesujc nas wersje. Zaznaczamy J2SE All platforms, czyli Java 2 Standard Edition, wszystkie platformy. Java w wersji Standard Edition jest przeznaczona do uytku bezpłatnie (pod pewnymi ograniczeniami). Po dokonaniu wyboru naley przej do nastpnej strony za pomoc przycisku GO, umieszczonego po prawej stronie listy rozwijalnej. Dwa pierwsze kroki pokazano na rysunku 1. Rysunek 1. Wybór działu downloads i wersji Javy Kolejne etapy pobierania wersji instalacyjnej przedstawiono na rysunku 2. Na pierwszej stronie wybieramy Download J2SE SDK. Jako wynik otrzymamy stron z warunkami licencji 2

3 uytkowania Java Standard Edtition. Po zapoznaniu si z umow wybieramy Accept i przechodzimy dalej wybierajc przycisk Continue. Rysunek 2. Zapoznanie si z umow licencyjn Ostatnim etapem jest wybranie odpowiedniej wersji dla naszej platformy systemowej. Na rysunku 3 przedstawiono stron wyboru wersji. Dla systemów Microsoft Windows mona wybra wersj do instalacji Offline i Online. Pierwsza jest w postaci duego pliku (około 50 MB) i jest to kompletna wersja instalacyjna. Natomiast druga wersja to mały plik instalatora, który po cigniciu i uruchomieniu pobierze ze strony wymagane do instalacji komponenty. Rysunek 3. Wybór wersji dla platformy systemowej 3

4 1.2. Instalacja Javy SDK Po uruchomieniu instalatora wystarczy przej przez wszystkie okna by zainstalowa w sposób standardowy Jav. Warto zapamita (lub ustawi według własnych preferencji) docelowy folder instalacji. Informacja ta bdzie przydatna w ustawianiu zmiennych rodowiskowych. Jeli instalacja przebiegła pomylnie dysponujemy ju własn wersj Javy i teoretycznie jestemy gotowi do pracy. Jednak, jeli nie korzystalibymy z adnego zintegrowanego rodowiska programistycznego tylko pracowalibymy przy uyciu notatnika i konsoli, warto ułatwi sobie prac rozszerzajc zmienn systemow PATH o ciek do folderu bin naszej instalacji. Dodawanie cieki do katalogu bin zainstalowanej na naszym komputerze róni si w zalenoci od wersji systemu Windows. Jeli posiadamy wersje 95,98 lub Me naley do pliku autoexec.bat dopisa nastpujc linie: SET PATH=%PATH%;Dysk:\cieka_do_folderu_Javy\bin Jeli na przykład zainstalowalimy Jav w folderze C:\Program Files\j2sdk1.4.1_01 to wpis do pliku wygldałby nastpujco: SET PATH=%PATH%;C:\Program Files\j2sdk1.4.1_01\bin Jeeli dysponujemy systemem Windows NT,2000,XP to moemy doda zmienn systemow wpisujc wspomnian ju ciek w okno systemowe pokazane na rysunku 4. Rysunek 4. Ustawianie cieki w systemie Windows NT,2000,XP 4

5 2. Praca z jzykiem Java przy uyciu konsoli i notatnika Po zainstalowaniu Javy mona przystpi do prac programistycznych. Do napisania prostego programu wystarczy zwykły edytor tekstu, a do uruchomienia konsola systemowa. Pierwszym napisanym programem w Javie bdzie prosty program wypisujcy komunikat Witaj wiecie Tworzenie prostego programu przy uyciu notatnika Stworzymy w notatniku prosty program. Nie przejmuj si, jeli nie rozumiesz dokładnie kadej linijki kodu. Program bdzie posiadał jedna klas WitajSwiecie. Klasa ta zawiera metod main, która zostanie wywołana zaraz po uruchomieniu programu. Gotowy program mógłby wyglda tak: public class WitajSwiecie { public static void main(string[] args) { System.out.println("Witaj Swiecie!"); } } Plik naley zapisa pod nazw WitajSwiecie.java, poniewa pliki w jzyku Java, musz nazywa si tak jak klasa, której definicja znajduje si w rodku i maj rozszerzenie.java Kompilacja pliku ródłowego przy uyciu konsoli systemowej Po utworzeniu pliku naley otworzy konsole systemow i dokona kompilacji utworzonej klasy do postaci bajtkodu. Do kompilacji plików ródłowych słuy program javac, czyli Java Compiler. Kompilacji stworzonej klasy moemy dokona przy uyciu polecenia: C:\>javac scieka_do_folderu\nazwa_klasy.java Zatem zakładajc, e plik ródłowy umieszczono na dysku D, w głównym folderze, komenda wygldałaby nastpujco: C:\>javac D:\WitajSwiecie.java Podczas kompilacji wywietlone mog zosta informacje odnonie błdów składniowych lub ostrzeenia. Na przykład, jeli w deklaracji klasy zamiast słowa public wpisalibymy pblic, kompilator wygeneruje nastpujcy komunikat: C:\>javac D:\WitajSwiecie.java D:\WitajSwiecie.java:1: `class` or `interface` expected pblic class WitajSwiecie { ^ 1 error Jeli nie wywietlono adnego komunikatu kompilacja przebiegła prawidłowo i w katalogu oprócz pliku ródłowego powinien znajdowa si plik skompilowanej klasy WitajSwiecie.class Uruchomienie programu przy uyciu konsoli systemowej Do uruchomienia skompilowanego programu słuy program java. W celu uruchomienia skompilowanej klasy WitajSwiecie wpisujemy polecenie: C:\>java classpath scieka_do_folderu Nazwa_klasy 5

6 Przełcznik classpath informuje, w którym folderze (folderach) maj by poszukiwane skompilowane pliki klas (pliki z rozszerzeniem.class). Zatem jeli plik WitajSwiecie.class znajduje si w głównym folderze dysku D, to polecenie uruchamiajce program wygldałoby nastpujco: C:\>java classpath D: WitajSwiecie Naley zwróci uwag na brak rozszerzenia po nazwie klasy. W tym miejscu podajemy tylko nazw klasy a maszyna wirtualna bdzie poszukiwa pliku.class we wskazanych przez classpath lokalizacjach. Jako wynik uruchomienia programu WitajSwiecie w oknie konsoli pojawi si wynik: C:\>java classpath D: WitajSwiecie Witaj Swiecie! C:\> Znak zachty informuje nas, e program zakoczył działanie. 6

7 3. Pobranie i instalacja rodowiska Eclipse Jak łatwo zauway tworzenie programów przy pomocy notatnika i uruchamianie ich w konsoli systemowej jest mało wygodne. Przy kadej, nawet najmniejszej zmianie, trzeba kady plik klasy z rekompilowa i uruchomi program. Dodatkow niedogodnoci jest fakty, i o popełnionych błdach składniowych dowiadujemy si po próbie kompilacji. Rozwizaniem, które w znaczcy sposób podnosi efektywno tworzenia aplikacji s zintegrowane rodowiska programistyczne (IDE). Na rynku jest wiele takich rozwiza. Jednym z najlepszych (nie tylko do tworzenia programów w Javie) jest rodowisko opracowane przez specjalistów z IBM o nazwie Eclipse. rodowisko to posiada bardzo zaawansowane funkcje, które w innych dostpnych IDE s wci rzadko spotykane. Dodatkowo autorzy wymylili bardzo dobrze działajcy system wtyczek, które umoliwiaj budowanie własnych dodatków (na przykład do tworzenia aplikacji w innych jzykach programowania) Pobranie wersji instalacyjnej rodowiska Eclipse rodowisko Eclipse jest programem udostpnianym darmowo. Wersje instalacyjn mona pobra ze strony: Ze strony powitalnej wybieramy dział downloads. Z nastpnej strony naley wybra jeden z serwerów, który zawiera wersje instalacyjne rodowiska. Najkorzystniej jest wybra serwer zlokalizowany moliwie blisko miejsca zamieszkania, wówczas czas pobierania plików bdzie prawdopodobnie najkrótszy. Przejcie przez pierwsze dwie strony pokazano na rysunku 5. Rysunek 5. Wybieranie serwera do pobrania instalacji Eclipse 7

8 Kolejnym etapem przedstawionym na rysunku 6, jest wybranie wersji rodowiska. Sugerujemy wybieranie najnowszej dostpnej, pełnej wersji (latest release). Moe si zdarzy, e nowsze wersje rodowiska bd wymagały take nowszych wersji maszyny wirtualnej Javy! W kolejnym oknie dostpny jest odnonik do interesujcej nas wersji systemowej. Rysunek 6. Pobranie wersji instalacyjnej Eclipse 3.2. Instalacja rodowiska Eclipse Do uruchomienia rodowiska niepotrzebna jest specjalnie przeprowadzona instalacja. Wystarczy rozpakowa pobrane archiwum zip i uruchomi program eclipse.exe. 8

9 4. Konfiguracja rodowiska Eclipse rodowisko Eclipse jest bardzo złoon aplikacj, wiec nie sposób jest opisa tu znacznej wikszoci funkcji i moliwoci ustawie. Ponisze porady s bardzo elementarne, ale ich celem jest dokonanie podstawowych ustawie umoliwiajcych prac Ustawienie przestrzeni roboczej (Workspace) Podczas uruchamiania rodowiska Eclipse zostaniemy zapytani o lokalizacje przestrzenie roboczej (Workspace). Przestrze robocza to folder, w którym automatycznie bd zapisywane nasze projekty. Kady uytkownik moe mie odrbny workspace. Czasem okazuje si, e nawet w przypadku uytkowania rodowiska przez jednego programist, warto zdefiniowa kilka przestrzeni. Projekty umieszczalibymy w przestrzeniach w zalenoci od ich przeznaczenia (np. Studia, Praca itd.). Jeli uywamy tylko jednej przestrzeni moemy zaznaczy Use this as default and do not ask again, aby zdefiniowana przestrze była wybierana domylnie. Na rysunku 7 przedstawiono przykładowe okienku wyboru przestrzeni roboczej (oczywicie nazwa folderu moe by inna ni workspace). Rysunek 7. Okno wyboru przestrzeni roboczej Jeeli w trakcie pracy chcemy zmieni przestrze robocz naley wybra z menu File opcje Open Workspace, w efekcie pojawi si okno pokazane na rysunku Perspektywy i widoki w ustawieniach układu okna rodowiska Organizacja okna rodowiska oparty jest na dwóch elementach. Najmniejsz jednostk jest widok. Widoki to pojedyncze okienka zawierajce informacje dotyczce jednego zagadnienia. Przykładowe widoki, wraz z podpisami pokazano na rysunku 8. Niektóre z nich zostan opisane troch bardziej szczegółowo w dalszej czci. Ustawienia wszystkich widoków w obrbie okna, ich stan (np. czy s widoczne) nazywamy perspektywami. Standardowo dostpne jest kilka perspektyw, kada zawiera widoki dobrane w zalenoci od przeznaczenia. Dostpne perspektywy przedstawiono take na rysunku 8. Oczywicie uytkownik moe tworzy własne perspektywy, dziki czemu istnieje moliwo pełnego dostosowania rodowiska pracy do swoich potrzeb. 9

10 Rysunek 8. Przykładowe widoki i wykaz standardowych perspektyw Do kodowania najbardziej wygodna wydaje si by perspektywa Java, natomiast do ledzenia wykonania programu niezbdna jest perspektywa Debug. Zmiany aktualnie wybranej perspektywy moemy dokona z menu Window wybierajc Open Perspective lub przy uyciu przycisku znajdujcego si po na pasku narzdzi. Obie metody zostały pokazane na rysunku 9. Rysunek 9. Zmiana perspektywy 10

11 5. Podstawowe funkcje Eclipse w tworzeniu programów Spróbujmy wykorzysta rodowisko programistyczne Eclipse tworzc program identyczny do przedstawionego w rozdziale 2. W trakcie tworzenia programu, pokazane zostan podstawowe funkcje udostpniane przez rodowisko Tworzenie projektu Najwyszym poziomem logicznym w strukturze zarzdzania kodem jest Projekt (Project). Nie jest to element Javy, ale struktura wprowadzona w rodowisku dla ułatwienia organizacji i zarzdzania tworzonym oprogramowaniem. Dla potrzeb wicze stwórzmy projekt ProgramowanieObiektowe, w którym bdziemy przechowywa programy. Aby stworzy projekt moemy wybra z menu File opcje New i Project, lub w widoku Package Explorer klikn prawym przyciskiem i z menu kontekstowego wybra podobnie New i Project. Oby dwie cieki postpowania pokazano na rysunku 10. Rysunek 10. Tworzenie nowego projektu 5.2. Tworzenie pakietu Pakiety w przeciwiestwie do projektów s elementem jzyka Java. Podstawow rol grupowania kodu w pakiety jest modułowo. W obrbie jednego pakietu powinny znajdowa si klasy ze sob powizane zalenociami logicznymi bd ich przeznaczeniem. 11

12 Nazewnictwo pakietów przypomina adresowanie uywane przy tworzeniu stron internetowych. Rónica polega na tym, e nazw pakietu zapisujemy od tyłu. Na potrzeby programu WitajSwiecie stworzymy pakiet pl.po.lab1. Nazwa stworzonego pakietu pochodzi od nazwy kraju (pl), programowania obiektowego (po) oraz jest to pierwsze laboratorium (lab1). Stworzenie takiego pakietu zaowocuje utworzeniem podobnej struktury folderów. Pierwszym folderem bdzie pl, jego podfolderem bdzie po. Natomiast po zawiera bdzie folder lab. 1. Dopiero w tym folderze znajdowa si bd klasy programu. Aby utworzy pakiet zaznaczamy projekt ProgramowanieObiektowe w widoku Package Explorer i podobnie jak przy tworzeniu projektu, moemy klikn prawym przyciskiem na nazwie projektu i wybra New a nastpnie Package lub t sam opcje z menu File. Tworzenie pakietu przedstawiono na rysunku 11. Rysunek 11. Tworzenie pakietu 5.3. Tworzenie klas rodowisko Eclipse umoliwia automatyczne stworzenie klasy, czyli utworzenie pliku, umieszczenie go w odpowiednim miejscu struktury folderów oraz automatyczne wygenerowanie szkieletu klasy. Aby utworzy now klas naley w widoku Package Explorer zaznaczy miejsce, w którym ma znajdowa si klasa (w naszym przypadku jest to pakiet pl.po.lab1). Nastpnie z menu File wybra opcje New, a nastpnie Class lub dokona tego samego klikajc prawym przyciskiem myszy na nazwie pakietu i wybierajc z menu kontekstowego. Kolejnym etapem jest wypełnienie formularza. Moemy poda ródłowy folder i pakiet, nada nazw klasie, a take zdefiniowa przodków jej przodków. Dodatkowo w dolnej czci 12

13 okna moemy zaznaczy opcje public static void main(string[] args), co spowoduje automatyczne utworzenie metody wykonywanej podczas uruchamiana klasy jako program. Rysunek 12 przedstawia sposób tworzenia klasy oraz objania opcje formularza. Rysunek 12. Tworzenie nowej klasy Po wykonaniu powyszych czynnoci w pakiecie pl.po.lab1 powinna pojawi si nowa klasa WitajSwiecie. Aby j otworzy w edytorze klikamy j dwukrotnie. Po wykonaniu tej czynnoci w oknie edytora powinien znajdowa si kod (pomijajc komentarze): public class WitajSwiecie { public static void main(string[] args) { } } W celu ukoczenia tworzenia klasy dodajmy w metodzie main znan ju linijk kodu wy- wietlajc tekst powitalny: System.out.println( Witaj Swiecie! ); Po wykonaniu powyszej czynnoci klasa gotowa jest ju do skompilowania i uruchomienia. eby dokona kompilacji i uruchomienia nie trzeba uywa konsoli systemowej i polece javac i java. Eclipse automatycznie wykona wszystkie potrzebne polecenia za nas Wsparcie edytora w tworzeniu kodu rodowisko Eclipse posiada wsparcie dla programistów podczas pisania kodu w edytorze. Na bieco kolorowana jest składnia (np. słowa kluczowe zostaj pogrubione), a take na 13

14 czerwono podkrelane s błdy składniowe. Ikony w kształcie arówki pokazujce si po prawej stronie edytora udostpniaj podpowiedzi dla programisty. Na przykład, jeli zapomnielimy zadeklarowa zmienn, zostaniemy o tym poinformowani. Co wicej po klikniciu na ikon rodowisko zaproponuje nam pewne rozwizania zaistniałego problemu. Inn przydatn własnoci edytora jest moliwo przegldania wszystkich dostpnych pól i metoda klasy, a take uzyskiwanie podpowiedzi na bieco. Naciskajc kombinacj klawiszy Ctrl+Spacja uywajc edytora, rodowisko spróbuje przedstawi nam wszystkie znane mu alternatywy zakoczenia frazy, któr wpisujemy Uruchomienie programu w rodowisku Eclipse Aby uruchomi program wybieramy w widoku Package Explorer plik ródłowy klasy zawierajcej metod main (w naszym przypadku WitajSwiecie.java). Nastpnie z menu Run wybieramy Run As i na kocu Java Application. Podobny efekty moemy uzyska uywajc przycisku na pasku narzdzi. Sposób uruchomienia programu pokazano na rysunku 13. Rysunek 13. Uruchamianie programu w Javie Oczywicie istnieje wiele innych moliwoci uruchamiania programów w rodowisku Eclipse, jednak ten wydaje si by najprostszym Eksportowanie klas i zasobów do pliku JAR Wprawdzie rodowisko Eclipse umoliwia łatwe uruchamianie programów, jednak trudno wymaga od uytkownika naszych programów by za kadym razem, gdy bdzie chciał sko- 14

15 rzysta z aplikacji uruchamiał Eclipse. Jak ju zauwaylimy korzystanie z konsoli te nie naley do komfortowych warunków pracy. W takiej sytuacji pomocny jest eksport programu do pliku JAR (Java Archive). Jest to plik archiwizowany oparty na kompresji zip. Podczas eksportu wszystkie klasy i zasoby umieszczane s w jednym pliku. Mamy te moliwo wskazania klasy startowej. Wówczas podczas uruchomienia takiego pliku najpierw zostaje on rozpakowany tymczasowo, a nastpnie uruchomiony. Zanim umiecimy klase WitajSwiecie w pliku JAR, dokonajmy pewnej zmiany. Zamiast wy- wietlania powitania na konsoli systemowej ukae si osobne okno z wiadomoci. Zamiemy zawarto metody main klasy WitajSwiecie na nastpujc: JOptionPane.showMessageDialog(null,"Witaj Swiecie!"); Rysunek 14. Tworzenie archiwum JAR Po wpisaniu fragmentu kodu po prawej stronie edytora pojawi si ikona arówki. Po kliniciu na niej dostpn bdzie opcja Import JoptionPane (javax.swing). Wybranie jej spowoduje dopisanie deklaracji importu import javax.swing.joptionpane; na pocztku pliku ródłowego klasy. Polecenie import umoliwia korzystanie z klas zawartych w innych pakietach (w tym przypadku jest to pakiet javax.swing). Jeli uruchomimy program zaobserwujemy, e w efekcie jego działania wywietla si okno z tekstem Witaj Swiecie!. Aby umieci klas w archiwum JAR, wybieramy z menu File opcje Export. Dokładn ciek postpowania pokazano na rysunku

16 Jeli eksport przebiegł prawidłowo moemy przej do folderu wskazanego przez nas podczas tworzenia archiwum i uruchomienie go. W efekcie powinnimy otrzyma okienko z napisem Witaj Swiecie. 16