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Primeros pasos en Java

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• Java como lenguaje de programación• Java Development Kit• El primer objeto. El método main• Paquetes

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Java como lenguaje de programación

Veremos que existen diferentes lenguajes para escribir (programar) aplicaciones. Unos son lenguajes compilados y

otros interpretados.Java es un lenguaje interpretado

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Lenguajes• Primera generación. Años 50:

• ensamblador y código máquina

• Segunda generación. Años 60:• COBOL, FORTRAM, ALGOL y BASIC

• Tercera generación.– Años 70:

• PL/1, PASCAL, MODULA-2 (1980), ADA y C• Lenguajes de proposito general, procedimentales e imperativos

– Años 60-80:• LISP, PROLOG• Orientados a IA

– Años 80-90:• C++ (1982) y Java (1991, aunque no se empieza a usar en Internet hasta finales de

los 90)• Orientados a objetos

• Cuarta generación (4GL)

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Código compilado (I)• Hasta los 2000 la mayoría de las aplicaciones se hacían con lenguajes

compilados. El ingeniero debía:– Crear el código fuente (archivos con extensión .c, .cpp, etc)– Por medio de programas compiladores y enlazadores (link) crear el código

ejecutable (archivos con extensión .com y .exe)

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Código fuente Compilador/enlazador Código ejecutable

El código ejecutable es dependiente del sistema operativo. Para cada sistema hay un compilador

Si se quiere ejecutar en otro sistema operativo (SO) hay que recompilar el código fuente

Código fuenteCompilador/enlazador

de S.O. XCódigo ejecutable para

el S.O. X

Compilador/enlazador

de S.O. Y

Código ejecutable para

el S.O. Y

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Código compilado (II)• El programa resultante es ejecutado directamente desde el sistema

operativo• Al resultado final también se denomina “código máquina”, es decir, código

dependiente del sistema en el que se ejecuta• Es una solución “dependiente”, pero muy eficiente

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Código interpretado (I)• El código interpretado no es ejecutado directamente por el

sistema operativo. Necesita un interprete para ser ejecutado

• Cada sistema tiene su propio interprete

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Código fuenteCompilador Código interpretable

InterpretePrograma ejecutado

Ventaja: el código interpretado no debe ser modificado, ni recompilado cuando cambiamos de sistema operativo. Cada sistema tiene su propio interprete

Inconveniente: es menos eficiente que el código ejecutado

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Código interpretado (II)

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En este ejemplo arrancamos el programa por medio del interprete java.exe (escribimos “java ap30_List.Inicio”):

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Historia de Java• Java fue diseñado en 1990 por James Gosling, de Sun Microsystems, para

programar dispositivos electrónicos de consumo como calculadoras, microondas y la televisión interactiva

• No fue diseñado para Internet, de hecho nació antes de la era World Wide Web

• Bill Joy (cofundador de Sun y uno de los desarrolladores principales del sistema operativo Unix de Berckeley) vio el interés de Java:1. Creciente necesidad de interfaces mucho más cómodas e intuitivas que los

sistemas de ventanas que proliferaban hasta el momento2. Robustez. Gosling observó que muchas de las características que ofrecían C o

C++ aumentaban de forma alarmante el gran coste de pruebas y depuración3. Multiplataforma. Java permite escribir un código común para todos los

dispositivos• Por ello, Java surgió como lenguaje en 1995. Netscape incluyó un

interprete Java en su navegador

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Java: código interpretado

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En muchos lenguajes (Cobol, C++, etc.) el programador crea un programa (.exe) ejecutable por el sistema operativo.

En Java el código fuente se escribe en archivos con extensión .java

El compilador (javac) no genera un programa (.exe) ejecutable directamente por el sistema operativo. Genera código interpretable, un archivo .class (byte code)

El archivo .class es ejecutado por el interprete, también denominado MVJ (máquina virtual Java)

También existen en Java compiladores que generan código ejecutable (.exe) a partir del byte code. Esto mejora la eficiencia pero no es portable

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Interpretes y portabilidad

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Lenguajes compilados

Ejecutable Windows

Ejecutable Unix

Ejecutable Mac

Lenguajes interpretados

Código único a

interpretar

Intérprete Windows

Intérprete Unix

Intérprete Mac

Nivel ejecución

C, C++

CódigoJava

Java Bytecodes

Cada compilador es “dependiente del sistema operativo” (SO): genera un programa ejecutable (.exe) para un SO. Si se quiere ejecutar en otro

SO, hay que usar su copilador correspondiente

El compilador no es dependiente del SO: genera byte codes (.class) que puede ser interpretado por cada uno

de los interpretes del SO correspondiente

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Diferentes entornos de ejecución: aplicaciones y applets

• Con Java podemos hacer diversos tipos de programas:– Requieren servidor Internet

• Applets: se alojan en el servidor Web y son enlazados desde una página Web. El usuario los descarga desde un servidor web y los ejecuta en su ordenador (frente a las servlets, que se ejecutan en el servidor)

• Servlets/JSP: se alojan y son ejecutados en el servidor– No requieren servidor Internet:

• Aplicaciones aisladas (standalone): se pueden ejecutar desde la línea de ordenes del sistema (mediante Java.exe) y son independientes de una página Web. Normalmente están alojados en el puesto cliente y se conectan a un servidor de bases de datos.

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Servidor Internet

Páginas HTML

Applets

Servlets

Internet

Las páginas y los applets se descargan

y ejecutan en el cliente

Los servlets se ejecutan en servidor

y generan una pagina web que se descarga

en cliente

Clientes

Clientes de aplicaciones “standalone”

Red empresarialServidor empresarial de base de datos Datos

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Java Development Kit (JDK)

El JDK es el conjunto de utilidades que nos permiten crear el código interpretado. Lo básico es tener el compilador

javac.exe y el interprete java.exe

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Diferentes ediciones del JDK

• El JDK es el conjunto de herramientas que nos permiten crear los programas. Existen diferentes JDKs, en función de las necesidades del programador. Dos de las ediciones más conocidas son:– Java Standard Edition (JSE): para escribir aplicaciones y

applets. Descargable desde http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp

– Java Enterprise Edition (JEE): para tecnologías Servlets/JSP, EJB, etc, dentro del entorno Internet. Descargable desde http://java.sun.com/javaee/downloads/index.jsp

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Descarga e instalación del JDK• Las últimas versiones incluyen un programa de

instalación (wizard) que facilita la tarea• En este ejemplo se está ejecutando un wizard de

JEE 1.5. Que el aspecto gráfico de este ejemplo sea diferente respecto a la instalación que este intentando es lo de menos, depende de la edición y versión elegida

• Las dos cosas importantes:– Definir el directorio de instalación. Lo aconsejable

es dejar la ruta que propone el programa – Incluir el directorio bin en la variable “path” del

sistema, de esta forma podremos trabajar en la línea de ordenes

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La variable path (I)• En Windows (y en otros sistemas) cuando trabajamos en la

línea de ordenes y ejecutamos un programa el sistema busca el programa de la forma siguiente:1. Busca en el directorio actual; si no lo encuentra, sigue en el

siguiente punto2. Busca en los directorios o carpetas definidos en la variable “path”:

Si no lo encuentra responde con un mensaje parecido a este: “’MiPrograma’ no se reconoce como un comando interno o externo, programa o archivo por lotes ejecutable.”

Si lo encuentra, lo ejecuta. En el siguiente ejemplo ha encontrado el programa Notepad.exe, ya que en la variable “path” se encuentra definido el directorio donde se aloja dicho programa: “C:\WINDOWS”

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La variable path (II)• ¿Cómo saber el contenido de la variable “path”?

1. En la línea de ordenes: escribir “path” (sin dobles comillas). Con “set” se muestran todas las variables del sistema

2. En Inicio-Panel de control-Sistema-Opciones Avanzadas-Variables del sistema

• Se puede cambiar en (2), pulsando “Modificar”, escribiendo el directorio (separamos los directorios con punto y coma) y a continuación pulsar “Aceptar”

• Ojo: los cambios en (2) se reflejan en las nuevas instancias de la línea de ordenes, no en las que ya estuviesen abiertas antes de los cambios

• Ejemplo:

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Directorio jdk\bin en el “path”• Programas como el compilador javac.exe o el interprete java.exe se encuentran en el

directorio bin del jdk. Ejemplos de directorio bin (dependiendo de su edición, versión y presentación comercial):

– C:\Sun\AppServer\jdk\bin– C:\j2sdk1.4.2_11\bin– C:\JBuilder2005\jdk1.4\bin

• Dependiendo de la versión y edición los directorios base se pueden llamar de forma diferente. Lo que importa es que siempre habrá un subdirectorio bin del jdk.

• Para que java.exe y javac.exe se puedan usar desde la línea de ordenes necesitamos que el directorio bin este en la variable “path”

• Lo normal es que el instalador del JDK introduzca este directorio. Pero si no es así, debemos hacerlo nosotros, accediendo al Panel de Control

• Si el directorio no está en el path, cuando escribamos “javac” nos responderá “’javac’ no se reconoce como un comando interno o externo …”.

• Si está en el path, entonces lo encuentra y nos devolverá “Usage: javac <options> <source files> …”. Esto significa que lo ha ejecutado y el programa nos devuelve una pequeña ayuda al no haber recibido los argumentos correctos

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La variable JAVA_HOME• En bastantes entornos de desarrollo integrado (IDE) es

necesario tener definida la variable JAVA_HOME. En ocasiones la define el instalador, si no es así, conviene que la defina el programador

• La variable representa el directorio base del jdk• Ejemplo. Para ver su contenido desde la línea de ordenes:

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Para definirla se puede usar Inicio-Panel de control-Sistema-Opciones Avanzadas-Variables del sistema.

Si no existe usar el botón “Nueva”. Si existe, usar “Modificar”

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El primer objeto. El método main

Vamos a crear un programa que muestra el mensaje “Hola mundo” sólo con el soporte del JDK y el Notepad, sin ayuda de un entorno de desarrollo integrado (IDE). Antes de crear

el programa debemos de organizar nuestro proyecto de desarrollo

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Clases y objetos: la teoría de conjuntos• En la teoría de conjuntos diferenciamos:

– Concepto de conjunto, en que definimos atributos característicos, por ejemplo la edad y el nombre.

– Concepto de instancia (elemento o individuo), donde cada atributo puede tener un valor

• En la programación orientada a objetos ocurre algo parecido, ya que diferenciamos:

– Concepto de clase, con sus atributos característicos

– Concepto de instancia u objeto

• ¿cómo se hace una instancia en Java?– Nombre_de_clase Nombre_Objeto = new

Nombre_de_clase();– Ejemplo: Persona pepe = new Persona();

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Conjunto de Personas. Atributos: {edad, nombre}

Pedro. Valores: {33, “Pedro”}

Mi tia. Valores: {46, “Carmen”}

Class Persona:• int edad• String nombre

Pedro:Persona pedro = new Persona( 33, “Pedro”);

Mi tía:

Persona tia = new Persona( 46, “Carmen” );

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Nuestra aplicación “Hola mundo”Hola.java (no lo escriba, más adelante explicaremos el directorio donde ponerlo):

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package saludo.inicio;/********************************** Este es nuestro primer programa. Muestra un sencillo mensaje *********************************/public class Hola {

public static void main(String[] args) { // El programa empieza a ejecutarse en mainSystem.out.println( "Hola mundo"); // Salida por pantalla

}}

Notas:1. Empecemos por los comentarios (no se compilan, son explicaciones o notas del

programador): Comentario de bloque: /* ... */ Comentario de línea: //...

2. La palabra reservada class sirve para señalar que se empieza a definir una clase, delimitada por llaves: {}

3. La palabra reservada public es un especificador de acceso. Lo que es público es accesible desde fuera de la clase o paquete. La clase es pública, ya que va a ser instanciada por el JVM (interprete)

4. La función main (no Main, ni MAIN), es el punto de inicio de la ejecución del programa. El método define el comportamiento de la clase, aquello que hace. Es público, ya que debe ser llamado desde fuera de la clase, por parte del interprete (JVM)

5. static lo veremos más adelante, indica que se puede acceder a la función sin hacer referencia a una instancia de la clase

6. void indica que la función main no devuelve nada

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Normas y consejos• Convenciones:

– Nombres de clases: primera en mayúsculas• public class Hola …

– Nombre de paquete: minúsculas• package saludo;

– Atributos y variables: minúsculas. Si juntamos varias palabras, usar mayúsculas a partir de la segunda

• int edad;• int contadorSaludos;

– Métodos: minúsculas. Si juntamos varias palabras, usar mayúsculas a partir de la segunda• public static void main(String[] args) { …• public mostrarSaludo() …

• Normas:– Un archivo .java tendrá una clase. Hay IDEs que relajan esta norma y permiten poner varias

clases en un archivo .java, pero nosotros seguiremos esta norma– El nombre de la clase será el mismo que el nombre del archivo .java

• Un consejo: no use espacios en blanco ni tildes en los nombres de directorios o archivos. Tampoco convienen nombres demasiado largos

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Organización de la ingeniería del software

• En muchas actividades asociadas a la ingeniería antes de empezar a construir el producto debemos tomar decisiones sobre:– Los objetivos y funciones que debe cumplir el producto– La forma en que se organiza el desarrollo o construcción del

producto

• Respecto a la organización del desarrollo de una aplicación debemos tener en cuenta cómo vamos a estructurarlo. En nuestro caso la primera decisión es la estructura de directorios o carpetas de nuestro proyecto.

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Estructura del proyecto• ¿Qué es un proyecto?

– Es la forma de agrupar todos los elementos de nuestra aplicación. Una aplicación puede contener numerosos archivos .java, .class, .properties, .jar, .txt, etc. La idea es agruparlo todo bajo un proyecto. Para ello, nos servimos de la estructura de directorios y crearemos el directorio raíz del proyecto: Saludo01

• A continuación crearemos los siguientes subdirectorios para diferenciar el código fuente del código interpretado:– Subdirectorio src. En este directorio o en alguno de sus subdirectorios colocaremos

el código fuente (.java)– Subdirectorio bin. En este directorio o en alguno de sus subdirectorios

colocaremos el código interpretado (.class)• El aspecto final puede ser:

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Estructura de paquetes (I)• Además dentro de cada uno de los subdirectorios anteriores

(src y bin) debemos reflejar la estructura interna de nuestra aplicación.

• Los archivos de código se agrupan en paquetes o directorios. Veremos que cada parte, bloque o paquete de nuestra aplicación debe diferenciarse de las demás por su función dentro del proyecto. De la misma forma que si construimos un coche clasificamos las piezas en función de la parte o función a la que pertenecen (chasis, motor, electrónica de control, etc.), no las mezclamos todas en un único cajón.

• De la misma forma, los archivos de código Java no se escriben todos en un único directorio o paquete, sino que se sitúan en un paquete en virtud de su función.

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Estructura de paquetes (II)• En nuestro caso tendremos un directorio o paquete raíz, que denominaremos

“saludo”, del que derivaremos los siguientes subdirectorios o paquetes:– inicio: paquete donde está la clase que sirve de inicio al funcionamiento de la aplicación,

aquella que contiene el método main (Hola.java)– dominio: tendrá las clases que representen el domino del problema, por ejemplo en un

entono de banca tendremos clases como Cuenta, Cliente, etc. En un entorno de universidad tendremos clases como Alumno, Profesor, Asignatura, etc. Por ahora la crearemos, pero la dejaremos vacío de archivos.

• Todo esto lo haremos de forma paralela, tanto en el directorio bin como en src. De forma que los subdirectorios de uno sean espejo de los de otro. El aspecto final sería:

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Observe que la primera línea del archivo .java es el paquete al que pertenece:

package saludo.inicio;

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Compilar y ejecutar• Para compilar me sitúo en el directorio src• Ejecuto javac.exe con la opción –d, para indicar el directorio de salida, es decir, el

directorio a partir del cual va a poner los archivos .class• El segundo argumento es el archivo que se compila (se permiten comodines, por ejemplo

*.java)• Como directorio de salida hemos puesto bin. Sin embargo, el archivo Hola.class lo sitúa,

correctamente, en bin\saludo\inicio. ¿Por qué no pone el archivo .class en bin? La respuesta es que al compilar ve que la clase pertenece al paquete saludo.inicio (la primera línea del archivo .java indica el paquete), por tanto pone el archivo .class en el directorio indicado por la unión:

– Directorio_de_salida U ruta_de_paquete, es decir:– c:\DOC\Java_libre\Saludo01\bin\ U saludo\inicio

• En nuestro ejemplo hemos usado para la opción –d una ruta absoluta, pero podríamos haber indicado una ruta relativa: ..\bin

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Extendiendo el ejemplo• Ponemos en el paquete saludo.dominio la clase:

package saludo.dominio;

public class Persona { public String nombre; public int edad; public void mostrar() { System.out.println("Mi nombre es " + nombre +" y tengo " + edad + " años"); }}

• A continuación cambiamos la clase Hola:package saludo.inicio;import saludo.dominio.*;

public class Hola { public static void main(String[] args) { System.out.println( "Hola mundo"); Persona ana = new Persona(); ana.nombre = "Ana Maria"; ana.edad = 18; ana.mostrar(); }}

• En Persona.java usamos la expresión de acceso “public”, ya que queremos acceder a los atributos y métodos desde fuera del paquete donde está la clase Persona

• En Persona.java hay diversas cosas interesantes y nuevas:– ¿Por qué “import”?– ¿Cómo se crea el objeto o instancia?– ¿Cómo se accede a los atributos y método de la instancia?

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Paquetes

De la misma forma que las carpetas nos sirven para clasificar los documentos, los paquetes son una forma de clasificar las

clases

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Paquetes• Los paquetes son formas de agrupar clases, nos permiten tenerlas

clasificadas, del mismo modo que las estanterías nos sirven para clasificar los libros

• Un paquete es un concepto, una construcción lógica, que se corresponde con un directorio o carpeta

• Para definir que una clase pertenece a un paquete hay que:– Usar la palabra package en la primera sentencia de un archivo fuente:

package nombre_paquete;– Poner el archivo java en el directorio correspondiente

• Ejemplo: todos los archivos del paquete j10_composicion tendrán la sentencia “package j10_composicion”, además los archivos .java y .class se deben almacenar en el directorio j10_composicion

• Se pueden crear jerarquías de paquetes, separando los niveles por puntos. A la hora de crear el paquete es necesario reflejar la jerarquía en el sistema de directorios y en la sentencia package, por ejemplo en MiClase.java:

package sistema.presentacion;(el archivo debe situarse en …/sistema/presentacion)

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Importación• Supongamos que estamos en la clase saludo.inicio.Hola. Si desde Hola usamos clases que estén

fuera de su paquete (saludo.inicio), entonces nos puede aparecer el siguiente error:package saludo.inicio;

public class Hola { public static void main(String[] args) { Vector vector = new Vector()

… }}

• El compilador no encuentra el lugar donde está definida la clase Vector. Para evitar este problema se le indica mediante la expresión “import” (entre “package” y “class”) el paquete donde encontrar la clase:

package saludo.inicio;import java.util.Vector;…

• Para importar clases se debe tener en cuenta la jerarquía de múltiples paquetes, separados por puntos. Al final hay que definir la clase que se importa o usar el asterisco para denotar todas las clases de un paquete. Ejemplo:

import java.io.*;import java.util.Date;

• Las clases predefinidas en Java son aquellas importadas de forma automática por el compilador, por ejemplo, las clases del paquete java.lang (como String). De tal forma que no es necesario escribir:

import java.lang.*;

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“No se puede encontrar el símbolo Vector” o “No puedo resolver Vector”

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Acceso• Con los paquetes también podemos determinar niveles de acceso:

– Se puede acceder desde fuera del paquete a cualquier elemento del paquete que sea público

– Aquello que es privado no puede ser accesible fuera del paquete– Puede acceder a los elementos protected de un paquete, pero sólo desde

clases que heredan los elementos protected del paquete– Si no especifica ningún modificador de acceso no podrá acceder desde fuera

del paquete

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