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Aprenda Informática ...
Escuela Superior de Ingenieros Industriales
Industri Injineruen Goimailako Eskola
UNIVERSIDAD DE NAVARRA - NAFARROAKO UNIBERTSITATEA
San Sebastián, Enero 2000
Aprenda Java
como si estuviera en primero
Javier García de Jalón • =José Ignacio Rodríguez Iñigo Mingo • =Aitor Imaz Alfonso Brazález • =Alberto Larzabal • Jesús Calleja • Jon García
Aprenda Java
como si estuviera en primero
Javier García de Jalón
José Ignacio Rodríguez
Iñigo Mingo
Aitor Imaz
Alfonso Brazález
Alberto Larzabal
Jesús Calleja
Jon García
Perteneciente a la colección : “Aprenda …, como si estuviera en primero”
- INTRODUCCIÓN A JAVA ..................................................................................................................................... ÍNDICE
- 1.1 Q UÉ ES J AVA 2 .................................................................................................................................................
- 1.2 E L ENTORNO DE DESARROLLO DE J AVA............................................................................................................
- 1.2.1 El compilador de Java .........................................................................................................................
- 1.2.2 La Java Virtual Machine......................................................................................................................
- 1.2.3 Las variables PATH y CLASSPATH ....................................................................................................
- 1.3 U N E JEMPLO COMPLETO COMENTADO ............................................................................................................
- 1.3.1 Clase Ejemplo1 ....................................................................................................................................
- 1.3.2 Clase Geometria ..................................................................................................................................
- 1.3.3 Clase Rectangulo .................................................................................................................................
- 1.3.4 Clase Circulo .....................................................................................................................................
- 1.3.5 Interface Dibujable ............................................................................................................................
- 1.3.6 Clase RectanguloGrafico ...................................................................................................................
- 1.3.7 Clase CirculoGrafico .........................................................................................................................
- 1.3.8 Clase PanelDibujo .............................................................................................................................
- 1.3.9 Clase VentanaCerrable......................................................................................................................
- 1.3.10 Consideraciones adicionales sobre el Ejemplo1................................................................................
- 1.4 N OMENCLATURA HABITUAL EN LA PROGRAMACIÓN EN J AVA ........................................................................
- 1.5 E STRUCTURA G ENERAL DE UN P ROGRAMA J AVA...........................................................................................
- 1.5.1 Concepto de Clase .............................................................................................................................
- 1.5.2 Herencia.............................................................................................................................................
- 1.5.3 Concepto de Interface ........................................................................................................................
- 1.5.4 Concepto de Package.........................................................................................................................
- 1.5.5 La jerarquía de clases de Java (API).................................................................................................
- PROGRAMACIÓN EN JAVA ..............................................................................................................................
- 2.1 V ARIABLES.....................................................................................................................................................
- 2.1.1 Nombres de Variables ........................................................................................................................
- 2.1.2 Tipos Primitivos de Variables ............................................................................................................
- 2.1.3 Cómo se definen e inicializan las variables .......................................................................................
- 2.1.4 Visibilidad y vida de las variables .....................................................................................................
- 2.1.5 Casos especiales: Clases BigInteger y BigDecimal...........................................................................
- 2.2 O PERADORES DE J AVA ...................................................................................................................................
- 2.2.1 Operadores aritméticos......................................................................................................................
- 2.2.2 Operadores de asignación .................................................................................................................
- 2.2.3 Operadores unarios ...........................................................................................................................
- 2.2.4 Operador instanceof ..........................................................................................................................
- 2.2.5 Operador condicional ?:....................................................................................................................
- 2.2.6 Operadores incrementales .................................................................................................................
- 2.2.7 Operadores relacionales....................................................................................................................
- 2.2.8 Operadores lógicos ............................................................................................................................
- 2.2.9 Operador de concatenación de cadenas de caracteres (+) ...............................................................
- 2.2.10 Operadores que actúan a nivel de bits...............................................................................................
- 2.2.11 Precedencia de operadores................................................................................................................
- 2.3 E STRUCTURAS DE PROGRAMACIÓN ................................................................................................................
- 2.3.1 Sentencias o expresiones....................................................................................................................
- 2.3.2 Comentarios .......................................................................................................................................
- 2.3.3 Bifurcaciones .....................................................................................................................................
- 2.3.3.1 Bifurcación if
- 2.3.3.2 Bifurcación if else
- 2.3.3.3 Bifurcación if elseif else...................................................................................................................
- 2.3.3.4 Sentencia switch...............................................................................................................................
- 2.3.4 Bucles.................................................................................................................................................
- 2.3.4.1 Bucle while
- 2.3.4.2 Bucle for
- 2.3.4.3 Bucle do while
- 2.3.4.4 Sentencias break y continue
- 2.3.4.5 Sentencias break y continue con etiquetas
- 2.3.4.6 Sentencia return ESIISS: Aprenda Java como si estuviera en Primero página ii
- 2.3.4.7 Bloque try {...} catch {...} finally {...}.............................................................................................
- CLASES EN JAVA .................................................................................................................................................
- 3.1 CONCEPTOS BÁSICOS ......................................................................................................................................
- 3.1.1 Concepto de Clase .............................................................................................................................
- 3.1.2 Concepto de Interface ........................................................................................................................
- 3.2 E JEMPLO DE DEFINICIÓN DE UNA CLASE .........................................................................................................
- 3.3 V ARIABLES MIEMBRO.....................................................................................................................................
- 3.3.1 Variables miembro de objeto .............................................................................................................
- 3.3.2 Variables miembro de clase (static)...................................................................................................
- 3.4 VARIABLES FINALES........................................................................................................................................
- 3.5 M ÉTODOS ( FUNCIONES MIEMBRO)..................................................................................................................
- 3.5.1 Métodos de objeto ..............................................................................................................................
- 3.5.2 Métodos sobrecargados (overloaded)................................................................................................
- 3.5.3 Paso de argumentos a métodos..........................................................................................................
- 3.5.4 Métodos de clase (static)....................................................................................................................
- 3.5.5 Constructores .....................................................................................................................................
- 3.5.6 Inicializadores....................................................................................................................................
- 3.5.6.1 Inicializadores static.........................................................................................................................
- 3.5.6.2 Inicializadores de objeto
- 3.5.7 Resumen del proceso de creación de un objeto .................................................................................
- 3.5.8 Destrucción de objetos (liberación de memoria) ...............................................................................
- 3.5.9 Finalizadores .....................................................................................................................................
- 3.6 P ACKAGES ......................................................................................................................................................
- 3.6.1 Qué es un package .............................................................................................................................
- 3.6.2 Cómo funcionan los packages............................................................................................................
- 3.7 H ERENCIA ......................................................................................................................................................
- 3.7.1 Concepto de herencia.........................................................................................................................
- 3.7.2 La clase Object...................................................................................................................................
- 3.7.3 Redefinición de métodos heredados...................................................................................................
- 3.7.4 Clases y métodos abstractos ..............................................................................................................
- 3.7.5 Constructores en clases derivadas.....................................................................................................
- 3.8 CLASES Y MÉTODOS FINALES ..........................................................................................................................
- 3.9 I NTERFACES ...................................................................................................................................................
- 3.9.1 Concepto de interface ........................................................................................................................
- 3.9.2 Definición de interfaces .....................................................................................................................
- 3.9.3 Herencia en interfaces .......................................................................................................................
- 3.9.4 Utilización de interfaces ....................................................................................................................
- 3.10 CLASES I NTERNAS ..........................................................................................................................................
- 3.10.1 Clases e interfaces internas static ......................................................................................................
- 3.10.2 Clases internas miembro (no static)...................................................................................................
- 3.10.3 Clases internas locales.......................................................................................................................
- 3.10.4 Clases anónimas ................................................................................................................................
- 3.11 P ERMISOS DE ACCESO EN J AVA ......................................................................................................................
- 3.11.1 Accesibilidad de los packages............................................................................................................
- 3.11.2 Accesibilidad de clases o interfaces...................................................................................................
- 3.11.3 Accesibilidad de las variables y métodos miembros de una clase:....................................................
- 3.12 T RANSFORMACIONES DE TIPO: CASTING .........................................................................................................
- 3.12.1 Conversión de tipos primitivos...........................................................................................................
- 3.13 P OLIMORFISMO ..............................................................................................................................................
- 3.13.1 Conversión de objetos........................................................................................................................
- CLASES DE UTILIDAD........................................................................................................................................
- 4.1 ARRAYS .........................................................................................................................................................
- 4.1.1 Arrays bidimensionales......................................................................................................................
- 4.2 CLASES STRING Y STRINGB UFFER ..................................................................................................................
- 4.2.1 Métodos de la clase String .................................................................................................................
- 4.2.2 Métodos de la clase StringBuffer .......................................................................................................
- 4.3 W RAPPERS .....................................................................................................................................................
- 4.3.1 Clase Double...................................................................................................................................... Índice página iii
- 4.3.2 Clase Integer ......................................................................................................................................
- 4.4 CLASE M ATH .................................................................................................................................................
- 4.5 COLECCIONES ................................................................................................................................................
- 4.5.1 Clase Vector.......................................................................................................................................
- 4.5.2 Interface Enumeration .......................................................................................................................
- 4.5.3 Clase Hashtable .................................................................................................................................
- 4.5.4 El Collections Framework de Java 1.2 ..............................................................................................
- 4.5.4.1 Elementos del Java Collections Framework.....................................................................................
- 4.5.4.2 Interface Collection..........................................................................................................................
- 4.5.4.3 Interfaces Iterator y ListIterator
- 4.5.4.4 Interfaces Comparable y Comparator...............................................................................................
- 4.5.4.5 Sets y SortedSets..............................................................................................................................
- 4.5.4.6 Listas................................................................................................................................................
- 4.5.4.7 Maps y SortedMaps
- 4.5.4.8 Algoritmos y otras características especiales: Clases Collections y Arrays......................................
- 4.5.4.9 Desarrollo de clases por el usuario: clases abstract..........................................................................
- 4.5.4.10 Interfaces Cloneable y Serializable
- 4.6 O TRAS CLASES DEL PACKAGE JAVA. UTIL ........................................................................................................
- 4.6.1 Clase Date..........................................................................................................................................
- 4.6.2 Clases Calendar y GregorianCalendar .............................................................................................
- 4.6.3 Clases DateFormat y SimpleDateFormat ..........................................................................................
- 4.6.4 Clases TimeZone y SimpleTimeZone..................................................................................................
- EL AWT (ABSTRACT WINDOWS TOOLKIT) ................................................................................................
- 5.1 Q UÉ ES EL AWT.............................................................................................................................................
- 5.1.1 Creación de una Interface Gráfica de Usuario .................................................................................
- 5.1.2 Objetos “event source” y objetos “event listener”............................................................................
- 5.1.3 Proceso a seguir para crear una aplicación interactiva (orientada a eventos) ................................
- 5.1.4 Componentes y eventos soportados por el AWT de Java ...................................................................
- 5.1.4.1 Jerarquía de Componentes
- 5.1.4.2 Jerarquía de eventos
- 5.1.4.3 Relación entre Componentes y Eventos...........................................................................................
- 5.1.5 Interfaces Listener..............................................................................................................................
- 5.1.6 Clases Adapter ...................................................................................................................................
- 5.2 COMPONENTES Y E VENTOS ............................................................................................................................
- 5.2.1 Clase Component ...............................................................................................................................
- 5.2.2 Clases EventObject y AWTEvent........................................................................................................
- 5.2.3 Clase ComponentEvent ......................................................................................................................
- 5.2.4 Clases InputEvent y MouseEvent .......................................................................................................
- 5.2.5 Clase FocusEvent...............................................................................................................................
- 5.2.6 Clase Container .................................................................................................................................
- 5.2.7 Clase ContainerEvent ........................................................................................................................
- 5.2.8 Clase Window ....................................................................................................................................
- 5.2.9 Clase WindowEvent ...........................................................................................................................
- 5.2.10 Clase Frame.......................................................................................................................................
- 5.2.11 Clase Dialog ......................................................................................................................................
- 5.2.12 Clase FileDialog ................................................................................................................................
- 5.2.13 Clase Panel ........................................................................................................................................
- 5.2.14 Clase Button.......................................................................................................................................
- 5.2.15 Clase ActionEvent ..............................................................................................................................
- 5.2.16 Clase Canvas......................................................................................................................................
- 5.2.17 Component Checkbox y clase CheckboxGroup .................................................................................
- 5.2.18 Clase ItemEvent .................................................................................................................................
- 5.2.19 Clase Choice ......................................................................................................................................
- 5.2.20 Clase Label ........................................................................................................................................
- 5.2.21 Clase List............................................................................................................................................
- 5.2.22 Clase Scrollbar ..................................................................................................................................
- 5.2.23 Clase AdjustmentEvent.......................................................................................................................
- 5.2.24 Clase ScrollPane................................................................................................................................
- 5.2.25 Clases TextArea y TextField ..............................................................................................................
- 5.2.26 Clase TextEvent................................................................................................................................ ESIISS: Aprenda Java como si estuviera en Primero página iv
- 5.2.27 Clase KeyEvent ................................................................................................................................
- 5.3 M ENUS .........................................................................................................................................................
- 5.3.1 Clase MenuShortcut.........................................................................................................................
- 5.3.2 Clase MenuBar ................................................................................................................................
- 5.3.3 Clase Menu ......................................................................................................................................
- 5.3.4 Clase MenuItem ...............................................................................................................................
- 5.3.5 Clase CheckboxMenuItem................................................................................................................
- 5.3.6 Menús pop-up...................................................................................................................................
- 5.4 LAYOUT M ANAGERS ....................................................................................................................................
- 5.4.1 Concepto y Ejemplos de LayoutsManagers .....................................................................................
- 5.4.2 Ideas generales sobre los LayoutManagers.....................................................................................
- 5.4.3 FlowLayout ......................................................................................................................................
- 5.4.4 BorderLayout ...................................................................................................................................
- 5.4.5 GridLayout.......................................................................................................................................
- 5.4.6 CardLayout ......................................................................................................................................
- 5.4.7 GridBagLayout ................................................................................................................................
- 5.5 G RÁFICOS, T EXTO E I MÁGENES ...................................................................................................................
- 5.5.1 Capacidades gráficas del AWT: Métodos paint(), repaint() y update()...........................................
- 5.5.1.1 Método paint(Graphics g)
- 5.5.1.2 Método update(Graphics g)
- 5.5.1.3 Método repaint()
- 5.5.2 Clase Graphics.................................................................................................................................
- 5.5.3 Primitivas gráficas ...........................................................................................................................
- 5.5.4 Clases Graphics y Font....................................................................................................................
- 5.5.5 Clase FontMetrics............................................................................................................................
- 5.5.6 Clase Color ......................................................................................................................................
- 5.5.7 Imágenes ..........................................................................................................................................
- 5.6 ANIMACIONES ..............................................................................................................................................
- 5.6.1 Eliminación del parpadeo o flicker redefiniendo el método update()..............................................
- 5.6.2 Técnica del doble buffer...................................................................................................................
- THREADS: PROGRAMAS MULTITAREA.....................................................................................................
- 6.1 CREACIÓN DE T HREADS ...............................................................................................................................
- 6.1.1 Creación de threads derivando de la clase Thread .........................................................................
- 6.1.2 Creación de threads implementando la interface Runnable ............................................................
- 6.2 CICLO DE VIDA DE UN THREAD .....................................................................................................................
- 6.2.1 Ejecución de un nuevo thread..........................................................................................................
- 6.2.2 Detener un Thread temporalmente: Runnable - Not Runnable .......................................................
- 6.2.3 Finalizar un Thread .........................................................................................................................
- 6.3 SINCRONIZACIÓN ..........................................................................................................................................
- 6.4 P RIORIDADES ...............................................................................................................................................
- 6.5 G RUPOS DE THREADS ...................................................................................................................................
- APPLETS...............................................................................................................................................................
- 7.1 Q UÉ ES UN APPLET .......................................................................................................................................
- 7.1.1 Algunas características de las applets .............................................................................................
- 7.1.2 Métodos que controlan la ejecución de un applet ...........................................................................
- 7.1.2.1 Método init()..................................................................................................................................
- 7.1.2.2 Método start()
- 7.1.2.3 Método stop().................................................................................................................................
- 7.1.2.4 Método destroy()............................................................................................................................
- 7.1.3 Métodos para dibujar el applet........................................................................................................
- 7.2 CÓMO INCLUIR UN APPLET EN UNA PÁGINA HTML ......................................................................................
- 7.3 P ASO DE PARÁMETROS A UN APPLET ............................................................................................................
- 7.4 CARGA DE APPLETS ......................................................................................................................................
- 7.4.1 Localización de ficheros ..................................................................................................................
- 7.4.2 Archivos JAR (Java Archives)..........................................................................................................
- 7.5 COMUNICACIÓN DEL APPLET CON EL BROWSER ............................................................................................
- 7.6 SONIDOS EN APPLETS....................................................................................................................................
- 7.7 I MÁGENES EN APPLETS .................................................................................................................................
- 7.8 O BTENCIÓN DE LAS PROPIEDADES DEL SISTEMA ........................................................................................... Índice página v
- 7.9 U TILIZACIÓN DE THREADS EN APPLETS .........................................................................................................
- 7.10 APPLETS QUE TAMBIÉN SON APLICACIONES ..................................................................................................
- EXCEPCIONES....................................................................................................................................................
- 8.1 E XCEPCIONES ESTÁNDAR DE J AVA ...............................................................................................................
- 8.2 LANZAR UNA E XCEPTION .............................................................................................................................
- 8.3 CAPTURAR UNA E XCEPTION .........................................................................................................................
- 8.3.1 Bloques try y catch...........................................................................................................................
- 8.3.2 Relanzar una Exception ...................................................................................................................
- 8.3.3 Método finally {...} ...........................................................................................................................
- 8.4 CREAR NUEVAS EXCEPCIONES ......................................................................................................................
- 8.5 H ERENCIA DE CLASES Y TRATAMIENTO DE EXCEPCIONES .............................................................................
- ENTRADA/SALIDA DE DATOS EN JAVA 1.1................................................................................................
- 9.1 CLASES DE J AVA PARA LECTURA Y ESCRITURA DE DATOS ............................................................................
- 9.1.1 Los nombres de las clases de java.io ...............................................................................................
- 9.1.2 Clases que indican el origen o destino de los datos ........................................................................
- 9.1.3 Clases que añaden características...................................................................................................
- 9.2 E NTRADA Y SALIDA ESTÁNDAR ( TECLADO Y PANTALLA)..............................................................................
- 9.2.1 Salida de texto y variables por pantalla ..........................................................................................
- 9.2.2 Lectura desde teclado ......................................................................................................................
- 9.2.3 Método práctico para leer desde teclado.........................................................................................
- 9.3 LECTURA Y ESCRITURA DE ARCHIVOS ..........................................................................................................
- 9.3.1 Clases File y FileDialog ..................................................................................................................
- 9.3.2 Lectura de archivos de texto ............................................................................................................
- 9.3.3 Escritura de archivos de texto..........................................................................................................
- 9.3.4 Archivos que no son de texto............................................................................................................
- 9.4 SERIALIZACIÓN .............................................................................................................................................
- 9.4.1 Control de la serialización...............................................................................................................
- 9.4.2 Externalizable ..................................................................................................................................
- 9.5 LECTURA DE UN ARCHIVO EN UN SERVIDOR DE I NTERNET ...........................................................................
- OTRAS CAPACIDADES DE JAVA ...................................................................................................................
- 10.1 J AVA FOUNDATION CLASSES (JFC) Y J AVA 2D............................................................................................
- 10.2 J AVA M EDIA FRAMEWORK (JMF) ................................................................................................................
- 10.3 J AVA 3D.......................................................................................................................................................
- 10.4 J AVAB EANS .................................................................................................................................................
- 10.5 J AVA EN LA RED ...........................................................................................................................................
- 10.6 J AVA EN EL SERVIDOR : SERVLETS ................................................................................................................
- 10.7 RMI Y J AVA IDL .........................................................................................................................................
- 10.8 SEGURIDAD EN J AVA ....................................................................................................................................
- 10.9 ACCESO A BASES DE DATOS (JDBC) ............................................................................................................
- 10.10 J AVA N ATIVE I NTERFACE (JNI)....................................................................................................................
ESIISS: Aprenda Java como si estuviera en Primero página 2
1.1 Q UÉ ES JAVA 2
Java 2 (antes llamado Java 1.2 o JDK 1.2 ) es la tercera versión importante del lenguaje de programación Java.
No hay cambios conceptuales importantes respecto a Java 1.1 (en Java 1.1 sí los hubo respecto a Java 1.0 ), sino extensiones y ampliaciones, lo cual hace que a muchos efectos –por ejemplo, para esta introducción- sea casi lo mismo trabajar con Java 1.1 o con Java 1..
Los programas desarrollados en Java presentan diversas ventajas frente a los desarrollados en otros lenguajes como C/C++. La ejecución de programas en Java tiene muchas posibilidades: ejecución como aplicación independiente ( Stand-alone Application ), ejecución como applet , ejecución como servlet , etc. Un applet es una aplicación especial que se ejecuta dentro de un navegador o browser (por ejemplo Netscape Navigator o Internet Explorer ) al cargar una página HTML desde un servidor Web. El applet se descarga desde el servidor y no requiere instalación en el ordenador donde se encuentra el browser. Un servlet es una aplicación sin interface gráfica que se ejecuta en un servidor de Internet. La ejecución como aplicación independiente es análoga a los programas desarrollados con otros lenguajes.
Además de incorporar la ejecución como Applet , Java permite fácilmente el desarrollo tanto de arquitecturas cliente-servidor como de aplicaciones distribuidas, consistentes en crear aplicaciones capaces de conectarse a otros ordenadores y ejecutar tareas en varios ordenadores simultáneamente, repartiendo por lo tanto el trabajo. Aunque también otros lenguajes de progra- mación permiten crear aplicaciones de este tipo, Java incorpora en su propio API estas funcionalidades.
1.2 E L ENTORNO DE DESARROLLO DE JAVA
Existen distintos programas comerciales que permiten desarrollar código Java. La compañía Sun , creadora de Java , distribuye gratuitamente el Java(tm) Development Kit ( JDK ). Se trata de un conjunto de programas y librerías que permiten desarrollar, compilar y ejecutar programas en Java. Incorpora además la posibilidad de ejecutar parcialmente el programa, deteniendo la ejecución en el punto deseado y estudiando en cada momento el valor de cada una de las variables (con el denominado Debugger ). Cualquier programador con un mínimo de experiencia sabe que una parte muy importante (muchas veces la mayor parte) del tiempo destinado a la elaboración de un programa se destina a la detección y corrección de errores. Existe también una versión reducida del JDK , denominada JRE ( Java Runtime Environment ) destinada únicamente a ejecutar código Java (no permite compilar).
Los IDE s ( Integrated Development Environment ), tal y como su nombre indica, son entornos de desarrollo integrados. En un mismo programa es posible escribir el código Java , compilarlo y ejecutarlo sin tener que cambiar de aplicación. Algunos incluyen una herramienta para realizar Debug gráficamente, frente a la versión que incorpora el JDK basada en la utilización de una consola (denominada habitualmente ventana de comandos de MS-DOS, en Windows NT/95/98 ) bastante difícil y pesada de utilizar. Estos entornos integrados permiten desarrollar las aplicaciones de forma mucho más rápida, incorporando en muchos casos librerías con componentes ya desarrollados, los cuales se incorporan al proyecto o programa. Como inconvenientes se pueden señalar algunos fallos de compatibilidad entre plataformas, y ficheros resultantes de mayor tamaño que los basados en clases estándar.
Capítulo 1: Introducción a Java página 3
1.2.1 El compilador de Java
Se trata de una de las herramientas de desarrollo incluidas en el JDK. Realiza un análisis de sintaxis del código escrito en los ficheros fuente de Java (con extensión _.java_* ). Si no encuentra errores en el código genera los ficheros compilados (con extensión _.class_* ). En otro caso muestra la línea o líneas erróneas. En el JDK de Sun dicho compilador se llama javac.exe. Tiene numerosas opciones, algunas de las cuales varían de una versión a otra. Se aconseja consultar la documentación de la versión del JDK utilizada para obtener una información detallada de las distintas posibilidades.
1.2.2 La Java Virtual Machine
Tal y como se ha comentado al comienzo del capítulo, la existencia de distintos tipos de procesadores y ordenadores llevó a los ingenieros de Sun a la conclusión de que era muy importante conseguir un software que no dependiera del tipo de procesador utilizado. Se planteó la necesidad de conseguir un código capaz de ejecutarse en cualquier tipo de máquina. Una vez compilado no debería ser necesaria ninguna modificación por el hecho de cambiar de procesador o de ejecutarlo en otra máquina. La clave consistió en desarrollar un código “neutro” el cual estuviera preparado para ser ejecutado sobre una “ máquina hipotética o virtual ”, denominada Java Virtual Machine ( JVM ). Es esta JVM quien interpreta este código neutro convirtiéndolo a código particular de la CPU utilizada. Se evita tener que realizar un programa diferente para cada CPU o plataforma.
La JVM es el intérprete de Java. Ejecuta los “ bytecodes ” (ficheros compilados con extensión _.class_* ) creados por el compilador de Java ( javac.exe ). Tiene numerosas opciones entre las que destaca la posibilidad de utilizar el denominado JIT ( Just-In-Time Compiler ), que puede mejorar entre 10 y 20 veces la velocidad de ejecución de un programa.
1.2.3 Las variables PATH y CLASSPATH
El desarrollo y ejecución de aplicaciones en Java exige que las herramientas para compilar ( javac.exe ) y ejecutar ( java.exe ) se encuentren accesibles. El ordenador, desde una ventana de comandos de MS-DOS, sólo es capaz de ejecutar los programas que se encuentran en los directorios indicados en la variable PATH del ordenador (o en el directorio activo). Si se desea compilar o ejecutar código en Java , el directorio donde se encuentran estos programas ( java.exe y javac.exe ) deberá encontrarse en el PATH. Tecleando PATH en una ventana de comandos de MS-DOS se muestran los nombres de directorios incluidos en dicha variable de entorno.
Java utiliza además una nueva variable de entorno denominada CLASSPATH , la cual determina dónde buscar tanto las clases o librerías de Java (el API de Java ) como otras clases de usuario. A partir de la versión 1.1.4 del JDK no es necesario indicar esta variable, salvo que se desee añadir conjuntos de clases de usuario que no vengan con dicho JDK. La variable CLASSPATH puede incluir la ruta de directorios o ficheros _.zip_* o _.jar_* en los que se encuentren los ficheros _.class_. En el caso de los ficheros _.zip_ hay que observar que los ficheros en él incluidos no deben estar comprimidos. En el caso de archivos _.jar_* existe una herramienta ( jar.exe ), incorporada en el JDK , que permite generar estos ficheros a partir de los archivos compilados _.class_. Los ficheros _.jar_ son archivos comprimidos y por lo tanto ocupan menos espacio que los archivos _.class_* por separado o que el fichero _.zip_* equivalente.
Una forma general de indicar estas dos variables es crear un fichero batch de MS-DOS ( _.bat_* ) donde se indiquen los valores de dichas variables. Cada vez que se abra una ventana de MS-DOS será necesario ejecutar este fichero _.bat_* para asignar adecuadamente estos valores. Un posible fichero llamado jdk117.bat , podría ser como sigue:
Capítulo 1: Introducción a Java página 5
- class Ejemplo1 {
- public static void main(String arg[]) throws InterruptedException
- {
- System.out.println("Comienza main()...");
- Circulo c = new Circulo(2.0, 2.0, 4.0);
- System.out.println("Radio = " + c.r + " unidades.");
- System.out.println("Centro = (" + c.x + "," + c.y + ") unidades.");
- Circulo c1 = new Circulo(1.0, 1.0, 2.0);
- Circulo c2 = new Circulo(0.0, 0.0, 3.0);
- c = c1.elMayor(c2);
- System.out.println("El mayor radio es " + c.r + ".");
- c = new Circulo(); // c.r = 0.0;
- c = Circulo.elMayor(c1, c2);
- System.out.println("El mayor radio es " + c.r + ".");
- VentanaCerrable ventana =
- new VentanaCerrable("Ventana abierta al mundo...");
- ArrayList v = new ArrayList();
- CirculoGrafico cg1 = new CirculoGrafico(200, 200, 100, Color.red);
- CirculoGrafico cg2 = new CirculoGrafico(300, 200, 100, Color.blue);
- RectanguloGrafico rg = new
- RectanguloGrafico(50, 50, 450, 350, Color.green);
- v.add(cg1);
- v.add(cg2);
- v.add(rg);
- PanelDibujo mipanel = new PanelDibujo(v);
- ventana.add(mipanel);
- ventana.setSize(500, 400);
- ventana.setVisible(true);
- System.out.println("Termina main()...");
- } // fin de main()
- } // fin de class Ejemplo
La sentencia 1 es simplemente un comentario que contiene el nombre del fichero. El compilador de Java ignora todo lo que va desde los caracteres // hasta el final de la línea.
Las sentencias 2 y 3 “importan” clases de los packages de Java , esto es, hacen posible acceder a dichas clases utilizando nombres cortos. Por ejemplo, se puede acceder a la clase Vector simplemente con el nombre Vector en lugar de con el nombre completo java.util.Vector , por haber introducido la sentencia import de la línea 2. Un package es una agrupación de clases que tienen una finalidad relacionada. Existe una jerarquía de packages que se refleja en nombres compuestos, separados por un punto (.). Es habitual nombrar los packages con letras minúsculas (como java.util o java.awt ), mientras que los nombres de las clases suelen empezar siempre por una letra mayúscula (como Vector ). El asterisco (*) de la sentencia 3 indica que se importan todas las clases del package. Hay un package , llamado java.lang , que se importa siempre automáticamente. Las clases de java.lang se pueden utilizar directamente, sin importar el package.
La sentencia 4 indica que se comienza a definir la clase Ejemplo1. La definición de dicha clase va entre llaves {}. Como también hay otras construcciones que van entre llaves, es habitual indentar o sangrar el código, de forma que quede claro donde empieza (línea 4) y donde termina (línea 34) la definición de la clase. En Java todo son clases: no se puede definir una variable o una función que no pertenezca a una clase. En este caso, la clase Ejemplo1 tiene como única finalidad acoger al método main() , que es el programa principal del ejemplo. Las clases utilizadas por main() son mucho más importantes que la propia clase Ejemplo1. Se puede adelantar ya que una clase es una agrupación de variables miembro ( datos ) y funciones miembro ( métodos ) que operan sobre dichos datos y permiten comunicarse con otras clases. Las clases son verdaderos tipos de variables
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o datos, creados por el usuario. Un objeto (en ocasiones también llamado instancia ) es una variable concreta de una clase, con su propia copia de las variables miembro.
Las líneas 5-33 contienen la definición del programa principal de la aplicación, que en Java siempre se llama main(). La ejecución siempre comienza por el programa o método main(). La palabra public indica que esta función puede ser utilizada por cualquier clase; la palabra static indica que es un método de clase , es decir, un método que puede ser utilizado aunque no se haya creado ningún objeto de la clase Ejemplo1 (que de hecho, no se han creado); la palabra void indica que este método no tiene valor de retorno. A continuación del nombre aparecen, entre paréntesis, los argumentos del método. En el caso de main() el argumento es siempre un vector o array (se sabe por la presencia de los corchetes []), en este caso llamado arg , de cadenas de caracteres (objetos de la clase String ). Estos argumentos suelen ser parámetros que se pasan al programa en el momento de comenzar la ejecución (por ejemplo, el nombre del fichero donde están los datos).
El cuerpo ( body ) del método main() , definido en las líneas 6-33, va también encerrado entre llaves {...}. A un conjunto de sentencias encerrado entre llaves se le suele llamar bloque. Es conveniente indentar para saber dónde empieza y dónde terminan los bloques del método main() y de la clase Ejemplo1. Los bloques nunca pueden estar entrecruzados; un bloque puede contener a otro, pero nunca se puede cerrar el bloque exterior antes de haber cerrado el interior.
La sentencia 7 (System.out.println("Comienza main()...");) imprime una cadena de caracteres o String en la salida estándar del sistema, que normalmente será una ventana de MS- DOS o una ventana especial del entorno de programación que se utilice (por ejemplo Visual J++ , de Microsoft ). Para ello se utiliza el método println() , que está asociado con una variable static llamada out , perteneciente a la clase System (en el package por defecto, java.lang ). Una variable miembro static , también llamada variable de clase , es una variable miembro que es única para toda la clase y que existe aunque no se haya creado ningún objeto de la clase. La variable out es una variable static de la clase System. La sentencia 7, al igual que las que siguen, termina con el carácter punto y coma (;).
La sentencia 8 (Circulo c = new Circulo(2.0, 2.0, 4.0);) es muy propia de Java. En ella se crea un objeto de la clase Circulo , que se define en el Apartado 1.3.4, en la página 11. Esta sentencia es equivalente a las dos sentencias siguientes:
Circulo c; c = new Circulo(2.0, 2.0, 4.0);
que quizás son más fáciles de explicar. En primer lugar se crea una referencia llamada c a un objeto de la clase Circulo. Crear una referencia es como crear un “nombre” válido para referirse a un objeto de la clase Circulo. A continuación, con el operador new se crea el objeto propiamente dicho. Puede verse que el nombre de la clase va seguido por tres argumentos entre paréntesis. Estos argumentos se le pasan al constructor de la clase como datos concretos para crear el objeto (en este caso los argumentos son las dos coordenadas del centro y el radio).
Interesa ahora insistir un poco más en la diferencia entre clase y objeto. La clase Circulo es lo genérico: es el patrón o modelo para crear círculos concretos. El objeto c es un círculo concreto, con su centro y su radio. De la clase Circulo se pueden crear tantos objetos como se desee; la clase dice que cada objeto necesita tres datos (las dos coordenadas del centro y el radio) que son las variables miembro de la clase. Cada objeto tiene sus propias copias de las variables miembro, con sus propios valores, distintos de los demás objetos de la clase.
La sentencia 9 (System.out.println("Radio = " + c.r + " unidades.");) imprime por la salida estándar una cadena de texto que contiene el valor del radio. Esta cadena de texto se compone de tres sub-cadenas, unidas mediante el operador de concatenación (+). Obsérvese cómo se accede
ESIISS: Aprenda Java como si estuviera en Primero página 8
22 se definen dos objetos de la clase CirculoGrafico ; a las coordenadas del centro y al radio se une el color de la línea. En la sentencia 23-24 se define un objeto de la clase RectanguloGrafico , especificando asimismo un color, además de las coordenadas del vértice superior izquierdo, y del vértice inferior derecho. En las sentencias 25-27 los objetos gráficos creados se añaden al vector v , utilizando el método addElement() de la propia clase Vector.
En la sentencia 28 (PanelDibujo mipanel = new PanelDibujo(v);) se crea un objeto de la clase PanelDibujo , definida en el Apartado 1.3.8. Por decirlo de alguna manera, los objetos de dicha clase son paneles , esto es superficies en las que se puede dibujar. Al constructor de PanelDibujo se le pasa como argumento el vector v con las referencias a los objetos a dibujar. La sentencia 29 (ventana.add(mipanel);) añade o incluye el panel (la superficie de dibujo) en la ventana; la sentencia 30 (ventana.setSize(500, 400);) establece el tamaño de la ventana en pixels ; finalmente, la sentencia 31 (ventana.setVisible(true);) hace visible la ventana creada.
¿Cómo se consigue que se dibuje todo esto? La clave está en la serie de órdenes que se han ido dando al computador. La clase PanelDibujo deriva de la clase Container a través de Panel , y redefine el método paint() de Container. En este método, explicado en el Apartado 1.3.8, se realiza el dibujo de los objetos gráficos creados. El usuario no tiene que preocuparse de llamar al método paint() , pues se llama de modo automático cada vez que el sistema operativo tiene alguna razón para ello (por ejemplo cuando se crea la ventana, cuando se mueve, cuando se minimiza o maximiza, cuando aparece después de haber estado oculta, etc.). La Figura 1.1 muestra la ventana resultante de la ejecución del programa main() de la clase Ejemplo1. Para entender más a fondo este resultado es necesario considerar detenidamente las clases definidas en los apartados que siguen.
1.3.2 Clase Geometria
En este apartado se describe la clase más importante de esta aplicación. Es la más importante no en el sentido de lo que hace, sino en el de que las demás clases “derivan” de ella, o por decirlo de otra forma, se apoyan o cuelgan de ella. La Figura 1.2 muestra la jerarquía de clases utilizada en este ejemplo. La clase Geometria es la base de la jerarquía. En realidad no es la base, pues en Java la clase base es siempre la clase Object. Siempre que no se diga explícitamente que una clase deriva de otra, deriva implícitamente de la clase Object (definida en el package java.lang ). De las clases
Figura 1.1. Resultado de la ejecución del Ejemplo1.
Dibujable
RectanguloGrafico
Rectangulo
Dibujable
CirculoGrafico
Circulo
Geometria
Figura 1.2. Jerarquía de clases utilizadas.
Capítulo 1: Introducción a Java página 9
Rectangulo y Circulo derivan respectivamente las clases RectanguloGrafico y CirculoGrafico. En ambos casos está por en medio un elemento un poco especial donde aparece la palabra Dibujable. En términos de Java , Dibujable es una interface. Más adelante se verá qué es una interface.
Se suele utilizar la nomenclatura de super-clase y sub-clase para referirse a la clase padre o hija de una clase determinada. Así Geometría es una super-clase de Circulo , mientras que CirculoGrafico es una sub-clase.
En este ejemplo sólo se van a dibujar rectángulos y círculos. De la clase Geometría van a derivar las clases Rectangulo y Circulo. Estas clases tienen en común que son “geometrías”, y como tales tendrán ciertas características comunes como un perímetro y un área. Un aspecto importante a considerar es que no va a haber nunca objetos de la clase Geometria , es decir “geometrías a secas”. Una clase de la que no va a haber objetos es una clase abstracta , y como tal puede ser declarada. A continuación se muestra el fichero Geometria.java en el que se define dicha clase:
- // fichero Geometria.java
- public abstract class Geometria {
- // clase abstracta que no puede tener objetos
- public abstract double perimetro();
- public abstract double area();
- } La clase Geometria se declara como public para permitir que sea utilizada por cualquier otra clase, y como abstract para indicar que no se permite crear objetos de esta clase. Es característico de las clases tener variables y funciones miembro. La clase Geometria no define ninguna variable miembro, pero sí declara dos métodos: perímetro() y area(). Ambos métodos se declaran como public para que puedan ser llamados por otras clases y como abstract para indicar que no se da ninguna definición -es decir ningún código- para ellos. Interesa entender la diferencia entre declaración (la primera línea o header del método) y definición (todo el código del método, incluyendo la primera línea). Se indica también que su valor de retorno -el resultado- va a ser un double y que no tienen argumentos (obtendrán sus datos a partir del objeto que se les pase como argumento implícito). Es completamente lógico que no se definan en esta clase los métodos perimetro() y area() : la forma de calcular un perímetro o un área es completamente distinta en un rectángulo y en un círculo, y por tanto estos métodos habrá que definirlos en las clases Rectangulo y Circulo. En la clase Geometria lo único que se puede decir es cómo serán dichos métodos, es decir su nombre, el número y tipo de sus argumentos y el tipo de su valor de retorno.
1.3.3 Clase Rectangulo
Según el diagrama de clases de la Figura 1.2 la clase Rectangulo deriva de Geometria. Esto se indica en la sentencia 2 con la palabra extends (en negrita en el listado de la clase).
- // fichero Rectangulo.java
- public class Rectangulo extends Geometria {
- // definición de variables miembro de la claes
- private static int numRectangulos = 0;
- protected double x1, y1, x2, y2;
- // constructores de la clase
- public Rectangulo(double p1x, double p1y, double p2x, double p2y) {
- x1 = p1x;
- x2 = p2x;
- y1 = p1y;
- y2 = p2y;
Capítulo 1: Introducción a Java página 11
1.3.4 Clase Circulo
A continuación se presenta la definición de la clase Circulo , también derivada de Geometria , y que resulta bastante similar en muchos aspectos a la clase Rectangulo. Por eso, en este caso las explicaciones serán un poco más breves, excepto cuando aparezcan cosas nuevas.
- // fichero Circulo.java
- public class Circulo extends Geometria {
- static int numCirculos = 0;
- public static final double PI=3.14159265358979323846;
- public double x, y, r;
- public Circulo(double x, double y, double r) { 7. this.x=x; this.y=y; this.r=r;
- numCirculos++;
- }
- public Circulo(double r) { this(0.0, 0.0, r); }
- public Circulo(Circulo c) { this(c.x, c.y, c.r); }
- public Circulo() { this(0.0, 0.0, 1.0); }
- public double perimetro() { return 2.0 * PI * r; }
- public double area() { return PI * r * r; }
- // método de objeto para comparar círculos
- public Circulo elMayor(Circulo c) {
- if (this.r>=c.r) return this; else return c;
- }
- // método de clase para comparar círculos
- public static Circulo elMayor(Circulo c, Circulo d) {
- if (c.r>=d.r) return c; else return d;
- }
- } // fin de la clase Circulo La sentencia 3 (static int numCirculos = 0;) define una variable static o de clase análoga a la de la clase Rectangulo. En este caso no se ha definido como private. Cuando no se especifican permisos de acceso ( public , private o protected ) se supone la opción por defecto, que es package. Con esta opción la variable o método correspondiente puede ser utilizada por todas las clases del package y sólo por ellas. Como en este ejemplo no se ha definido ningún package , se utiliza el package por defecto que es el directorio donde están definidas las clases. Así pues, la variable numCirculos podrá ser utilizada sólo por las clases que estén en el mismo directorio que Circulo.
La sentencia 4 (public static final double PI=3.14159265358979323846;) define también una variable static , pero contiene una palabra nueva: final. Una variable final tiene como característica el que su valor no puede ser modificado, o lo que es lo mismo, es una constante. Es muy lógico definir el número ππππ como constante, y también es razonable que sea una constante static de la clase Circulo , de forma que sea compartida por todos los métodos y objetos que se creen. La sentencia 5 (public double x, y, r;) define las variables miembro de objeto , que son las coordenadas del centro y el radio del círculo.
La sentencia 6-9 define el constructor general de la clase Circulo. En este caso tiene una peculiaridad y es que el nombre de los argumentos ( x , y , r ) coincide con el nombre de las variables miembro. Esto es un problema, porque como se verá más adelante los argumentos de un método son variables locales que sólo son visibles dentro del bloque {...} del método, que se destruyen al salir del bloque y que ocultan otras variables de ámbito más general que tengan esos mismos nombres. En otras palabras, si en el código del constructor se utilizan las variables ( x , y , r ) se está haciendo referencia a los argumentos del método y no a las variables miembro. La sentencia 7 indica cómo se resuelve este problema. Para cualquier método no static de una clase, la palabra this
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es una referencia al objeto -el argumento implícito - sobre el que se está aplicando el método. De esta forma, this.x se refiere a la variable miembro, mientras que x es el argumento del constructor.
Las sentencias 10-12 representan otros tres constructores de la clase (métodos sobrecargados), que se diferencian en el número y tipo de argumentos. Los tres tienen en común el realizar su papel llamando al constructor general previamente definido, al que se hace referencia con la palabra this (en este caso el significado de this no es exactamente el del argumento implícito). Al constructor de la sentencia 10 sólo se le pasa el radio, con lo cual construye un círculo con ese radio centrado en el origen de coordenadas. Al constructor de la sentencia 11 se le pasa otro objeto de la clase Circulo , del cual saca una copia. El constructor de la sentencia 12 es un constructor por defecto , al que no se le pasa ningún argumento, que crea un círculo de radio unidad centrado en el origen.
Las sentencias 13 y 14 definen los métodos perimetro() y area() , declarados como abstract en la clase Geometria , de modo adecuado para los círculos.
Las sentencias 16-18 definen elMayor() , que es un método de objeto para comparar círculos. Uno de los círculos le llega como argumento implícito y el otro como argumento explícito. En la sentencia 17 se ve cómo al radio del argumento implícito se accede en la forma this.r (se podría acceder también simplemente con r , pues no hay ninguna variable local que la oculte), y al del argumento explícito como c.r , donde c es el nombre del objeto pasado como argumento. La sentencia return devuelve una referencia al objeto cuyo radio sea mayor. Cuando éste es el argumento implícito se devuelve this.
Las sentencias 20-22 presentan la definición de otro método elMayor() , que en este caso es un método de clase (definido como static ), y por tanto no tiene argumento implícito. Los dos objetos a comparar se deben pasar como argumentos explícitos, lo que hace el código muy fácil de entender. Es importante considerar que en ambos casos lo que se devuelve como valor de retorno no es el objeto que constituye el mayor círculo, sino una referencia (un nombre , por decirlo de otra forma).
1.3.5 Interface Dibujable
El diagrama de clases de la Figura 1.2 indica que las clases RectanguloGrafico y CirculoGrafico son el resultado, tanto de las clases Rectangulo y Circulo de las que derivan, como de la interface Dibujable , que de alguna manera interviene en el proceso.
El concepto de interface es muy importante en Java. A diferencia de C++, Java no permite herencia múltiple , esto es, no permite que una clase derive de dos clases distintas heredando de ambas métodos y variables miembro. La herencia múltiple es fuente de problemas, pero en muchas ocasiones es una característica muy conveniente. Las interfaces de Java constituyen una alternativa a la herencia múltiple con importantes ventajas prácticas y de “estilo de programación”.
Una interface es un conjunto de declaraciones de métodos (sin implementación, es decir, sin definir el código de dichos métodos). La declaración consta del tipo del valor de retorno y del nombre del método, seguido por el tipo de los argumentos entre paréntesis. Cuando una clase implementa una determinada interface , se compromete a dar una definición a todos los métodos de la interface. En cierta forma una interface se parece a una clase abstract cuyos métodos son todos abstract. La ventaja de las interfaces es que no están sometidas a las más rígidas normas de las clases; por ejemplo, una clase no puede heredar de dos clases abstract , pero sí puede implementar varias interfaces.
Una de las ventajas de las interfaces de Java es el establecer pautas o modos de funciona- miento similares para clases que pueden estar o no relacionadas mediante herencia. En efecto, todas las clases que implementan una determinada interface soportan los métodos declarados en la
