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Java
Java è un linguaggio di alto livello, cioè più vicino al programmatore che
alla macchina, e orientato agli oggetti. Si può usare per scrivere
applicazioni di diversa natura ed è quindi considerato un linguaggio per usi
generali. Java è stato creato dalla Sun Microsystem che ne ha rilasciato la
prima versione nel 1996. Successivamente nel 2010, la Sun è stata
acquistata da Oracle. Java è un linguaggio semplice e divertente da
imparare, ed è un linguaggio di programmazione orientato agli oggetti,
cioè vengono messi a disposizione dei costrutti per trattare i concetti
fondamentali di oggetto, classe ed ereditarietà. Un’altra caratteristica
importante è la capacità di costruire applicazioni che sono portabili su
diverse piattaforme.
La portabilità è la capacità di un programma di essere eseguito su
piattaforme diverse senza dover essere modificato e ricompilato. Il termine
piattaforma si riferisce a processore e Sistema Operativo di un elaboratore.
Se si esegue la compilazione di un programma C/C++ su una piattaforma
Windows, quello che si ottiene è un programma eseguibile legato alla
piattaforma su cui è stato compilato, perché contiene istruzioni eseguibili
solo da quel particolare processore, e sfrutta le unità di quello specifico
sistema operativo. Un programma compilato così potrà girare sui sistemi
Windows ma non su quelli Linux. Per far eseguire il programma anche sul
sistema operativo Linux dobbiamo effettuare l’operazione di porting cioè
bisogna compilare il programma con un compilatore in grado di generare
un codice eseguibile Linux. Durante questa operazione possono essere
necessarie alcune modifiche al codice sorgente. Quindi un programma che
richiede tutte queste modifiche per poter essere eseguito su una
piattaforma diversa non è portabile. Viceversa un’applicazione Java, una
volta scritta e compilata, non ha bisogno di subire operazioni di porting.
Quando si compila il codice sorgente scritto in Java, il compilatore genera
il bytecode, cioè il codice sorgente. Questo è un formato intermedio
indipendente dall’architettura ed è usato per trasportare il codice in modo
efficiente tra varie piattaforme hardware e software. Questo codice è
generato per una macchina astratta, detta Java Virtual Machine (JVM).
Per essere eseguito su una macchina reale, il codice compilato, quindi il
bytecode, deve essere interpretato, cioè ogni istruzione della Virtual
Machine viene tradotta nella corrispettiva istruzione della macchina su cui
si sta seguendo l’applicazione. A seconda dell’elaboratore su cui il
programma viene eseguito, si ha un’interpretazione diversa. Questa è la
modalità attraverso la quale le applicazioni Java diventano portabili.
Quindi si può dire che Java è un linguaggio INTERPRETATO, cioè viene
interpretato dalla macchina su cui viene eseguito.
L’ambiente di programmazione
Esistono numerosi strumenti e ambienti di sviluppo, cioè software che
aiutano il programmatore nello sviluppo del codice sorgente, per il
linguaggio Java: il più famoso è il JDK (Java Development Kit e viene
distribuito come un applicazione autoistallante), distribuito gratuitamente
da Oracle, con il quale si possono scrivere e compilare applet (applicazioni
sul web) e applicazioni Java. È un ambiente senza interfacce grafiche, nel
senso che il compilatore e l’interprete sono eseguiti da riga di comando.
Nel caso di un sistema Windows significa che per compilare ed eseguire
un’applicazione Java si deve aprire il Prompt dei comandi. Per poter
programmare in Java è necessario predisporre un ambiente di sviluppo. Gli
strumenti fondamentali sono:
- Un editor di testi (ad esempio il Blocco note di Windows);
- Un compilatore e un interprete Java (compresi nel JDK distribuito da
Oracle);
- Un browser Web abilitato ad eseguire le applet (applicazioni sul
web).
Da internet si possono ottenere anche software di tipo IDE (Integrated
Development Environment) cioè ambienti che facilitano lo sviluppo dei
programmi attraverso un’interfaccia grafica e una modalità di
programmazione visuale. L’ambiente di programmazione Java include un
insieme di librerie contenenti classi e metodi di varia utilità per lo sviluppo
di applicazioni. Le principali librerie sono:
L’assenza di puntatori consente di scrivere programmi più affidabili e più
leggibili.
La struttura dei programmi
Utilizzando il linguaggio di programmazione Java si possono realizzare
delle applicazioni, cioè dei programmi veri e propri che possono essere
eseguiti automaticamente. In Java, un’applicazione può essere costituita da
una o più classi. Tra tutte le classi che compongono l’applicazione, una si
differenzia dalle altre perché contiene il metodo “main()”. Questo metodo
è importante perché l’esecuzione di un’applicazione Java comincia
eseguendo questo metodo.
Esempio programma con una sola classe:
La classe dichiarata in questo modo contiene solo il metodo MAIN.
Questo metodo raggruppa le dichiarazioni variabili e le istruzioni che
compongono l’applicazione Java. Esso viene dichiarato usando le parole
chiave public, static, e void, le quali specificano alcune proprietà del
metodo:
- Public, indica che il metodo è pubblico ed è visibile;
- Void, indica che non ci sono valori di ritorno;
- Static, indica che il metodo è associato alla classe e non può essere
richiamato dai singoli oggetti della classe.
Dopo il nome del metodo, tra parentesi, sono indicati i parametri. Il
metodo main possiede come parametro un array di stringhe (indicato con
args[], che corrisponde ai parametri passati dalla riga di comando quando
viene eseguita l’applicazione. Le parentesi graffe sono usate per
individuare un blocco, che può essere una classe, un metodo oppure un
insieme di istruzioni. All’interno di un blocco possono essere presenti altri
blocchi in maniera annidata. Per poter distinguere meglio questi blocchi si
può usare la tecnica dell’indentazione. Anche se un programma Java
potrebbe essere scritto usando una sola riga è utile disporre ordinatamente
istruzioni e elementi sintattici per migliorare la leggibilità del programma.
Questo programma dichiara una classe chiamata Domanda, che contiene il
metodo main che è formato da un’unica istruzione, una chiamata del
metodo System.out.println(). In particolare l’oggetto System.out indica lo
standard output (video). Stamperà la scritta “quanti anni hai”, e il
programma termina. System.out.println() (con println si andrà a capo, con
print no) è un metodo che scrive sullo standard output i suoi argomenti e
torna a capo. In Java ogni istruzione deve terminare con il punto e virgola,
come in C e C++. È importante sottolineare che Java è un linguaggio case-
sensitive. Questo significa che vi è differenza nello scrivere una lettera
maiuscola o minuscola. Per esempio l’identificatore System è diverso da
system. Per realizzare un programma e renderlo eseguibile si devono
seguire i seguenti passi:
- Editare il codice sorgente, e si può fare con blocco note, con
estensione .java, il nome da dare al file è il nome della classe, se ci
sono più classi conviene salvare ogni classe in ogni file;
- Compilare il codice sorgente, per compilarlo bisogna usare il promt
dei comandi (cioè l’insieme dei comandi). La fase di compilazione
genera un file di estensione .class, e rappresenta il bytecode;
- Eseguire il codice compilato, per eseguire il programma bisogna
attivare l’interprete Java. L’interprete prende il codice compilato (che
ad esempio: double altezza = 1.83;
Una costante, a differenza delle variabili, può assumere un solo valore
durante tutta l’esecuzione del programma. Per dichiarare una costante,
bisogna far precedere alla dichiarazione la parola chiave final, quindi:
final tipo nome costante = valore costante;
ad esempio: final int prezzo = 4;
Se si prova a modificare il valore della costante, verrà generato un errore
di compilazione. Non c’è un punto preciso dove dichiarare una variabile,
dopo la dichiarazione di una variabile non è possibile dichiarare altre
variabili con lo stesso nome.
Tipo di dato
Il tipo di dato stabilisce qual è l’insieme di valori e operazioni accettabili
da una variabile. In Java si distinguono due tipi di dato: tipi primitivi e tipi
riferimento. I tipi di dato primitivi sono quelli comuni a tutti i linguaggi e
possono essere raggruppati in tre categorie: numerici, carattere, booleani. I
tipi di dato riferimento sono gli array e le classi.
array classi
Non interi
interi
numerici
booleani carattere
primitivi
Tipi di dato
Riferimento
I tipi di dati numerici son usati per dichiarare le variabili che possono
contenere i numeri. Questi tipi possono essere a loro volta divisi in tipi
interi e tipi non interi con virgola mobile (detti anche numeri in notazione
esponenziale).
