Java: краткое руководство для начинающих. Пишем простое приложение без опыта программирования

Юрий Пономарев

консультант по программным продуктам Oracle Центра технической поддержки компании РДТЕХ

Java – один из самых востребованных языков программирования в мире и один из двух официальных языков программирования, используемых в разработке Android (другой – Kotlin). Разработчики, знакомые с Java, весьма востребованы и способны создавать широкий спектр различных приложений, игр и инструментов. С помощью этой краткой статьи по Java для начинающих вы сможете сделать свои первые шаги к тому, чтобы стать одним из таких разработчиков. Мы рассмотрим все, что вам нужно знать, чтобы начать работу, и поможем вам создать свое первое простое приложение.

Что такое Java?

Java-это объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems в 1990-х годах (позже купленной Oracle).

Понятие «объектно-ориентированный» относится к способу написания структурного кода Java, а именно: разделение кода на так называемые «классы», которые запускаются вместе, чтобы обеспечить согласованное порождение объектов. Мы обсудим это позже, но достаточно сказать, что это приводит к универсальному и организованному коду, который легко редактировать и перепрофилировать.

Java находится под влиянием C и C++, поэтому она имеет много общего с этими языками (и C#). Одним из больших преимуществ Java является то, что он «платформенно-независимый». Это означает, что код, который вы пишете на одной платформе, можно легко запустить на другой. Это называется принципом «пишем один раз, запускаем где угодно» (хотя на практике это не всегда так просто, как кажется).

Чтобы запустить и использовать Java, вам нужно три вещи:

• JDK – Java Development Kit
• JRE – Java Runtime Environment
• JVM – Java Virtual Machine

Виртуальная машина Java (JVM) гарантирует, что у ваших приложений Java есть доступ к минимальным ресурсам, необходимым для их запуска. Именно благодаря JVM программы Java так легко запускаются на разных платформах.

Среда исполнения Java (JRE) предоставляет собой «контейнер» для всех этих элементов и кода для запуска приложения. JDK – это «компилятор», который интерпретирует сам код и выполняет его. В JDK также есть инструменты разработчика, необходимые для написания кода Java (как и следует из названия).

Хорошая новость заключается в том, что разработчикам нужно только позаботиться о загрузке JDK, поскольку он поставляется вместе с двумя другими компонентами.

Как начать писать на Java

Если вы планируете разрабатывать приложения на Java на своем настольном компьютере, то вам нужно будет загрузить и установить JDK.

Вы можете получить последнюю версию JDK непосредственно с сайта Oracle. Как только вы установите его, ваш компьютер будет иметь возможность понимать и запускать код на Java. Тем не менее, вам все равно понадобится некоторое вспомогательное ПО, чтобы было действительно удобно писать код. Это так называемая «интегрированная среда разработки» или IDE: интерфейс, используемый разработчиками для ввода текста кода и вызова JDK.

При разработке для Android вы будете использовать IDE Android Studio. Она не только послужит интерфейсом для кода на Java (или Kotlin), но и станет мостом для доступа к специфичным для Android вызовам из SDK.

Для целей нашего краткого руководства по Java может быть и проще написать свой код непосредственно в приложении-компиляторе Java. Они могут быть скачаны для Android и iOS, можно даже найти веб-приложения, которые работают в вашем браузере. Эти инструменты предоставляют все необходимое в одном месте и позволяют сразу начать тестирование кода. Например, compilejava.net.

Насколько легко научиться программированию на Java?

Если вы новичок в разработке на Java, то ваши опасения вполне понятны. Так насколько же легко изучить Java?

Этот вопрос имеет несколько субъективную природу, но лично я бы отнес Java к языкам, не самым простым для изучения. Хотя он проще, чем C++, и часто описывается как более удобный для пользователя, но он, безусловно, не столь прост, как такие его конкуренты, как Python или BASIC, которые больше подходят для изучения начинающим программистам.

C# также немного проще по сравнению с Java, хотя они очень похожи.

Конечно, задавшись конкретной целью – стать разработчиком приложений для Android, – проще всего сразу начать с языка, который уже поддерживается этой платформой.

У языка Java есть свои особенности, но его, безусловно, можно изучить, и как только вы его освоите, вам откроется множество возможностей. А поскольку Java имеет много общего с C и C#, вы сможете перейти на эти языки без особых усилий.

Каков синтаксис Java?

Прежде чем мы погрузимся в самую суть этого руководства по Java для начинающих, стоит уделить некоторое время изучению синтаксиса Java.

Синтаксис Java относится к способу написания конкретных алгоритмов. Java очень принципиален в этом вопросе, и, если вы не пишете код определенным образом, то ваша программа не будет работать!

На самом деле я написал целую статью о синтаксисе Java для разработки Android, кратко перечислю особенности синтаксиса:

• Большинство строк должно заканчиваться точкой с запятой «;».
• Исключение составляет строка, открывающая новый блок кода. Она должна начинаться открытой фигурной скобкой «{». В качестве альтернативы эту открытую скобку можно поместить на новую строку под оператором. Блоки кода – это фрагменты кода, которые выполняют определенные, отдельные задачи.
• Код внутри блока кода должен иметь отступ, чтобы отделить его от остальных.
• Открытые блоки кода должны быть закрыты закрывающей фигурной скобкой «}».
• Комментарии – это строки, которым предшествуют символы «//».

Если вы нажимаете кнопку «запустить» или «скомпилировать» и получаете ошибку, то есть большая вероятность, что вы где-то пропустили точку с запятой!

Вы никогда не перестанете делать это, и это никогда не перестанет вас раздражать. Расслабьтесь!

С этими знаниями мы сможем глубже погрузиться в руководство по Java!

Основы Java: ваша первая программа

Зайдите на  compilejava.net, и вас встретит редактор с кучей готовых примеров.

(Если же вы предпочитаете использовать другую IDE или стороннее приложение, это тоже прекрасно! Скорее всего, ваш новый проект будет состоять из аналогичного кода).

Удалите все, кроме следующего:

			public class HelloWorld
{
  public static void main(String[] args)
  {
  }
}
		

Это то, что мы, программисты, мы называем «шаблоном» (этот код скопирован из учебника Java от Фила Данфи). Шаблонный код – так можно назвать любой код, который встречается внутри практически любой программы.

Первая строка здесь определяет «класс», который по сути является модулем кода. Затем нам нужен метод внутри этого класса, который представляет собой небольшой блок кода, выполняющий задачу. В каждой программе Java должен быть метод main, так как он сообщает Java, где начинается программа.

Об остальном поговорим чуть ниже, не беспокойтесь. Все, что нам нужно знать для этого урока Java прямо сейчас, – это то, что код, который мы действительно хотим запустить, должен быть помещен в фигурные скобки под словом «main».

Поместите сюда следующий оператор:

System.out.print("Hello world!");

Этот оператор напишет слова: «Hello world!» на вашем экране. Нажмите «Compile & Execute» и вы увидите его в действии.

Поздравляю! Вы только что написали свое первое Java-приложение!

Переменные в Java

Теперь пришло время рассказать о некоторых более важных вещах, лежащих в основе Java. Мало что может быть более фундаментальным в программировании, чем обучение использованию переменных!

Переменная по сути является «контейнером» для некоторых данных. Это означает, что вы выберете слово, которое будет представлять какое-то значение. Нам также необходимо определить переменные, основанные на типе данных, на которые они будут ссылаться.

Вот три основных типа переменных, которые мы собираемся ввести в этом руководстве по Java:

• Целые числа (integers) – как целые числа.
• Плавающие точки (floats) – или «переменные с плавающей точкой». Они содержат все числа, в том числе те, которые представляют десятичные дроби. «Плавающая точка» относится к десятичному разряду.
• Строки (strings)– строки содержат буквенно-цифровые символы и символы. Обычно строка используется для хранения чьего-то имени или, возможно, предложения.

Как только мы определяем переменную, мы можем вставить ее в наш код, чтобы изменить выходные данные. Например:

			public class HelloWorld
{
  public static void main(String[] args)
  {
    String name = "Adam";
    System.out.print("Hello " + name);
  }
}
		

В этом примере кода мы определили строковую переменную с именем name. Мы сделали это, используя тип данных String, за которым следует имя нашей переменной, а затем данные. Когда вы помещаете что-то в двойные кавычки, то Java интерпретирует это дословно как строку.

Теперь мы печатаем на экране, как и раньше, но на этот раз заменяем «Hello world!» на «Hello + имя». Этот код показывает строку «Hello», за которой следует любое значение, содержащееся в следующей строковой переменной!

Самое замечательное в использовании переменных заключается в том, что они позволяют нам манипулировать данными, чтобы наш код мог вести себя динамически. Изменяя значение name, вы можете изменить поведение программы, не изменяя никакого фактического кода!

Условные операторы в Java

Еще одна из самых важных основ Java – это работа с условными операторами.

Условные операторы используют блоки кода, которые выполняются только при определенных условиях. Например, мы можем захотеть предоставить специальные пользовательские права основному пользователю нашего приложения.

Посмотрите на следующий код:

			public class HelloWorld
{
  public static void main(String[] args)
  {
    String name = "Adam";
    System.out.print("Hello " + name +"\r\n");
    
    if (name == "Adam") 
    {
      System.out.print("Special user priveledges granted!");
    }
  }
  
}
		

Запустите этот код, и вы увидите, что специальные разрешения предоставлены. Но, если вы измените значение name на что-то другое, то код не будет работать.

В этом коде используется оператор if. Он проверяет, является ли утверждение, содержащееся в скобках, истинным. Если это так, то будет запущен следующий блок кода. Не забудьте сделать отступ в коде, а затем закрыть блок в конце! Если оператор в скобках имеет значение false, то код просто пропустит этот раздел и продолжит работу с закрытых скобок.

Обратите внимание, что при наложении условия на данные мы используем два знака «=». Вы же используете только один, когда присваиваете какие-то данные переменным.

Методы на Java

Еще одна простая концепция, которую мы можем ввести в этом руководстве Java – это использование методов. Это даст вам немного больше понимания того, как структурирован Java-код и что с ним можно сделать.

Все, что мы собираемся сделать, – это взять часть кода, который мы уже написали, а затем поместить его в другой метод вне метода main:

			public class HelloWorld
{
  
  public static void main(String[] args)
  {
    String name = "Adam";
    System.out.print("Hello " + name +"\r\n");
        if (name == "Adam") {
      grantPermission();
    }
         
  }
  
  static void grantPermission()
  {
       System.out.print("Special user priveleges granted!");
  }
  
}
		

Мы создали новый метод в строке, которая начинается со static void. Это означает, что метод определяет функцию, а не свойство объекта, и что он не возвращает никаких данных.

Но все, что мы вставляем в следующий блок кода, теперь будет выполняться каждый раз, когда мы «вызываем» метод, записывая его имя в нашем коде: grantPermission(). Затем программа выполнит этот блок кода и вернется к точке, из которой она вышла.

Если бы мы написали вызов grantPermission() несколько раз, то сообщение «Special user priveleges granted» также отобразилось бы несколько раз. Именно это делает методы такими фундаментальными основами Java: они позволяют выполнять повторяющиеся задачи, не записывая код снова и снова.

Передача аргументов в Java

Но самое замечательное в методах то, что они могут принимать переменные и манипулировать ими. Мы сделаем это, передав переменные в наши методы как «строки». Вот для чего и нужны скобки, следующие за названием метода.

В следующем примере я создал метод, который получает строковую переменную, названную nameCheck. Затем я могу обратиться к nameCheck из этого блока кода, и ее значение будет равно тому, что я поместил в фигурные скобки, когда вызвал метод.

Для этого руководства по Java я передал значение name методу и поместил туда оператор if. Таким образом, мы можем проверять несколько имен подряд, не набирая один и тот же код снова и снова.

Надеюсь, это даст вам представление о том, насколько мощными могут быть методы!

			public class HelloWorld
{
  
  public static void main(String[] args)
  {
    String name = "Adam";
    System.out.print("Hello " + name +"\r\n");
 
    checkUser(name);
    
  }
  
  static void checkUser(String nameCheck)
  {
    if (nameCheck == "Adam")
    {
       System.out.print("Special user priveledges granted!");
    }
  }
  
}
		

В завершение

Надеюсь, теперь у вас есть хорошее представление о том, как изучать Java. Вы даже можете сами написать какой-нибудь простой код: используя переменные и условные операторы, вы действительно можете заставить Java делать некоторые интересные вещи уже сейчас.

Следующий этап состоит в понимании объектно-ориентированного программирования и классов. Это понимание есть то, что действительно дает Java и подобным языкам их силу, но поначалу может быть немного сложным для осмысления.