Программирование на Java - Н.А. Вязовик

Класс Class является метаклассом для всех классов Java. Когда JVM загружает файл .class, который описывает некоторый тип, в памяти создается объект класса Class, который будет хранить это описание.

Например, если в программе есть строка

Point p=new Point(1,2);

то это означает, что в системе созданы следующие объекты:

1. объект типа Point, описывающий точку (1,2);

2. объект класса Class, описывающий класс Point;

3. объект класса Class, описывающий класс Object. Поскольку класс Point наследуется от Object, его описание также необходимо;

4. объект класса Class, описывающий класс Class. Это обычный Java-класс, который должен быть загружен по общим правилам.

Одно из применений класса Class уже было рассмотрено – использование метода getClass() класса Object. Если продолжить последний пример с точкой:

Class cl=p.getClass();

// это объект №2 из списка

Class cl2=cl.getClass();

// это объект №4 из списка

Class cl3=cl2.getClass();

// опять объект №4

Выражение cl2==cl3 верно.

Другое применение класса Class также приводилось в примере применения технологии reflection.

Кроме прямого использования метакласса для хранения в памяти описания классов, Java использует эти объекты и для других целей, которые будут рассмотрены ниже (статические переменные, синхронизация статических методов и т.д.).

Заключение

Типы данных – одна из ключевых тем курса. Невозможно написать ни одной программы, не используя их. Вот список некоторых операций, где применяются типы:

* объявление типов;

* создание объектов;

* при объявлении полей – тип поля;

* при объявлении методов – входные параметры, возвращаемое значение;

* при объявлении конструкторов – входные параметры;

* оператор приведения типов;

* оператор instanceof ;

* объявление локальных переменных;

* многие другие – обработка ошибок, import -выражения и т.д.

Принципиальные различия между примитивными и ссылочными типами данных будут рассматриваться и дальше по ходу курса. Изучение объектной модели Java даст основу для более подробного изложения объектных типов – обычных и абстрактных классов, интерфейсов и массивов. После приведения типов будут описаны связи между типом переменной и типом ее значения.

В обсуждении будущей версии Java 1.5 упоминаются темплейты (templates), которые существенно расширят понятия типа данных, если действительно войдут в стандарт языка.

В лекции было рассказано о том, что Java является строго типизированным языком, то есть тип всех переменных и выражений определяется уже компилятором. Это позволяет существенно повысить надежность и качество кода, а также делает необходимым понимание программистами объектной модели.

Все типы в Java делятся на две группы – фиксированные простые, или примитивные, типы (8 типов) и многочисленная группа объектных типов (классов). Примитивные типы действительно являются хранилищами данных своего типа. Ссылочные переменные хранят ссылку на некоторый объект совместимого типа. Они также могут принимать значение null, не указывая ни на какой объект. JVM подсчитывает количество ссылок на каждый объект и активизирует механизм автоматической сборки мусора для удаления неиспользуемых объектов.

Были рассмотрены переменные. Они характеризуются тремя основными параметрами – имя, тип и значение. Любая переменная должна быть объявлена и при этом может быть инициализирована. Возможно использование модификатора final.

Примитивные типы состоят из пяти целочисленных, включая символьный тип, двух дробных и одного булевого. Целочисленные литералы имеют ограничения, связанные с типами данных. Были рассмотрены все операторы над примитивными типами, тип возвращаемого значения и тонкости их использования.

Затем изучались объекты, способы их создания и операторы, выполняющие над ними различные действия, в частности принцип работы оператора instanceof. Далее были рассмотрены самые главные классы в Java – Object, Class, String.

5. Лекция: Имена. Пакеты

В этой лекции рассматриваются две темы – система именования элементов языка в Java и пакеты (packages), которые являются аналогами библиотек из других языков. Почти все конструкции в Java имеют имя для обращения к ним из других частей программы. По ходу изложения вводятся важные понятия, в частности – область видимости имени. При перекрытии таких областей возникает конфликт имен. Для того, чтобы минимизировать риск возникновения подобных ситуаций, описываются соглашения по именованию, предложенные компанией Sun. Пакеты осуществляют физическую и логическую группировку классов и становятся необходимыми при создании больших систем. Вводится важное понятие модуля компиляции и описывается его структура.

Введение

Имена (names) используются в программе для доступа к объявленным (declared) ранее "объектам", "элементам", "конструкциям" языка (все эти слова-синонимы были использованы здесь в их общем смысле, а не как термины ООП, например). Конкретнее, в Java имеются имена:

* пакеты ;

* классы;

* интерфейсы;

* элементы (member) ссылочных типов:

* поля;

* методы;

* внутренние классы и интерфейсы;

* аргументы:

* методов;

* конструкторов;

* обработчиков ошибок;

л* окальные переменные.

Соответственно, все они должны быть объявлены специальным образом, что будет постепенно рассматриваться по ходу курса. Так же объявляются конструкторы

Напомним, что пакеты (packages) в Java – это способ логически группировать классы, что необходимо, поскольку зачастую количество классов в системе составляет несколько тысяч, или даже десятков тысяч. Кроме классов и интерфейсов в пакетах могут находиться вложенные пакеты. Синонимами этого слова в других языках являются библиотека или модуль.

Имена

Простые и составные имена. Элементы

Имена бывают простыми (simple), состоящими из одного идентификатора (они определяются во время объявления) и составными (qualified), состоящими из последовательности идентификаторов, разделенных точкой. Для пояснения этих терминов необходимо рассмотреть еще одно понятие.

У пакетов и ссылочных типов (классов, интерфейсов, массивов) есть элементы (members). Доступ к элементам осуществляется с помощью выражения, состоящего из имен, например, пакета и класса, разделенных точкой.

Далее классы и интерфейсы будут называться объединяющим термином тип (type).

Элементами пакета являются содержащиеся в нем классы и интерфейсы, а также вложенные пакеты. Чтобы получить составное имя пакета, необходимо к полному имени пакета, в котором он располагается, добавить точку, а затем его собственное простое имя. Например, составное имя основного пакета языка Java – java.lang (то есть простое имя этого пакета lang, и он находится в объемлющем пакете java ). Внутри него есть вложенный пакет, предназначенный для типов технологии reflection, которая упоминалась в предыдущих главах. Простое название пакета reflect, а значит, составное – java.lang.reflect.

Простое имя классов и интерфейсов дается при объявлении, например, Object, String, Point. Чтобы получить составное имя таких типов, надо к составному имени пакета, в котором находится тип, через точку добавить простое имя типа. Например, java.lang.Object, java.lang.reflect.Method или com.myfirm.MainClass. Смысл последнего выражения таков: сначала идет обращение к пакету com, затем к его элементу – вложенному пакету myfirm , а затем к элементу пакета myfirm – классу MainClass. Здесь com.myfirm – составное имя пакета, где лежит класс MainClass, а MainClass — простое имя. Составляем их и разделяем точкой – получается полное имя класса com.myfirm.MainClass.

Для ссылочных типов элементами являются поля и методы, а также внутренние типы (классы и интерфейсы). Элементы могут быть как непосредственно объявлены в классе, так и получены по наследству от родительских классов и интерфейсов, если таковые имеются. Простое имя элементов также дается при инициализации. Например, toString(), PI, InnerClass. Составное имя получается путем объединения простого или составного имени типа, или переменной объектного типа с именем элемента. Например, ref.toString(), java.lang.Math.PI, OuterClass.InnerClass. Другие обращения к элементам ссылочных типов уже неоднократно применялись в предыдущих главах.

Имена и идентификаторы

Теперь, когда мы рассмотрели простые и составные имена, уточним разницу между идентификатором (напомним, что это вид лексемы) и именем. Понятно, что простое имя состоит из одного идентификатора, а составное - из нескольких. Однако не всякий идентификатор входит в состав имени.

Во-первых, в выражении объявления (declaration) идентификатор еще не является именем. Другими словами, он становится именем после первого появления в коде в месте объявления.

Во-вторых, существует возможность обращаться к полям и методам объектного типа не через имя типа или объектной переменной, а через ссылку на объект, полученную в результате выполнения выражения. Пример такого вызова: