2. Introducción a la Programación en Java

Presentación del tema: "2. Introducción a la Programación en Java"— Transcripción de la presentación:

1 2. Introducción a la Programación en Java
LABORATORIO DE LENGUAJES DE PROGRAMACION Ing. PEDRO TORREALBA

2 Objetivos Cuando finalice esta lección, el estudiante:
Sabrá qué es Java y para qué tipos de programas puede ser utilizado. Conocerá los datos más importantes sobre el desarrollo histórico de Java. Podrá crear, compilar y ejecutar programas en Java utilizando herramientas de la línea de comandos y ambientes integrados de desarrollo. Ing. PEDRO TORREALBA 2

3 Objetivos (cont.) Cuando finalice esta lección, el estudiante:
Podrá identificar los elementos de un lenguaje de programación, en particular de Java. Sabrá lo que es un método y cómo Java utiliza clases como contenedores de métodos. Podrá escribir programas que muestren mensajes en la pantalla utilizando interfaces de texto. Ing. PEDRO TORREALBA 3

4 Objetivos (cont.) Cuando finalice esta lección, el estudiante:
Podrá escribir programas que muestren mensajes en la pantalla utilizando cajas de diálogo. Sabrá la diferencia entre documentación interna y documentación externa y cómo usar la herramienta javadoc. Ing. PEDRO TORREALBA 4

5 ¿Qué es Java? En nuestro curso utilizaremos un lenguaje de programación moderno conocido como Java. Java puede usarse para crear dos tipos de programas: Aplicaciones – programas tradicionales que se ejecutan en la computadora Applets – pequeños programas que se ejecutan dentro de una página Web. Para verlos hace falta un browser como Internet Explorer o Firefox Ing. PEDRO TORREALBA 5

6 Historia de Java Java surge de un equipo de trabajo de Sun Microsystems en 1991. La idea original era crear un lenguaje universal para que con un mismo aparato de control remoto se pudieran manejar diferentes equipos de entretenimiento. El lenguaje original, creado por James Gosling, se llamaba Oak, por un árbol que Gosling veía desde su oficina. Ing. PEDRO TORREALBA 6

7 Historia de Java (cont.)
Con el tiempo, el nombre del lenguaje se cambia a Java en honor al café, una de las bebidas favoritas de los programadores. El grupo de trabajo de Sun se dio cuenta de lo efectivo que podría ser este lenguaje en Internet y lo utilizan para desarrollar un Web browser, que llaman HotJava. Ing. PEDRO TORREALBA 7

8 Historia de Java (cont.)
Lo novedoso de HotJava es que se podían correr applets escritos en Java que permitían animaciones e interacción con el usuario. El browser fue demostrado en una conferencia mundial de Sun que se ofreció en 1995. Este es el año en que surge la primera versión pública, Java 1.0. Ing. PEDRO TORREALBA 8

9 Historia de Java (cont.)
Java ha seguido desarrollándose a través de los años. Las siguientes son las versiones de Java: Java 1.0 en 1995 Java 1.1 en 1997 Java 1.2 en 1998, también conocido como Java 2 Java 1.3 en 2000 Java 1.4 en 2002 Java 1.5 en 2004, también conocido como Java 5 Java 1.6 en 2006, también conocido como Java 6 Ing. PEDRO TORREALBA 9

10 Ediciones de Java (cont.)
Para ejecutar un programa en Java, lo mínimo que se necesita es que la computadora contenga el Ambiente de Ejecución de Java (JRE, Java Runtime Environment). El JRE se instala de forma automática la primera vez que se accede a una página Web que contiene un applet. Ing. PEDRO TORREALBA 10

11 Ediciones de Java (cont.)
Los programadores necesitamos además un conjunto de programas que nos permita crear aplicaciones y applets en Java. Éste se conoce como el Kit para Desarrollo de Java (JDK, Java Development Kit). Existen diferentes ediciones del JDK que se pueden obtener, totalmente gratis, de Sun Microsystems: Java SE, Java EE y Java ME. Ing. PEDRO TORREALBA 11

12 Ediciones de Java (cont.)
Java SE (Java Standard Edition) Provee todo lo necesario para la creación de aplicaciones y applets. Java EE (Java Enterprise Edition) Permite crear aplicaciones para empresas que proveen servicios por el Web. Java ME (Java Micro Edition) Permite crear aplicaciones para productos como teléfonos celulares y enseres eléctricos. Ing. PEDRO TORREALBA 12

13 Un programa en Java El siguiente es un programa simple que muestra el mensaje “Hello, world!”: public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { System.out.println(″Hello, world!″); } Ing. PEDRO TORREALBA 13

14 Creación del programa Para escribir el programa se usa un editor de texto y se guarda en un archivo. El programa se conoce como código fuente (source code) y el archivo es el archivo fuente (source file). La extensión .java se usa para los archivos fuente en Java. Ing. PEDRO TORREALBA 14

15 Creación del programa (cont.)
La siguiente ventana muestra el código fuente del programa escrito usando Notepad: Ing. PEDRO TORREALBA 15

16 Creación del programa (cont.)
La siguiente ventana muestra el código fuente del programa escrito usando el editor de Eclipse: Ing. PEDRO TORREALBA 16

17 Compilación y ejecución del programa
Para poder ejecutar (correr) un programa es necesario traducir el código fuente a lenguaje de máquina. Un compilador es un programa que traduce el código fuente a un código ejecutable en lenguaje de máquina. La extensión .exe se utiliza normalmente para indicar que un archivo es ejecutable, pero no en Java. Ing. PEDRO TORREALBA 17

18 Compilación y ejecución del programa (cont.)
A diferencia de la mayoría de los compiladores, el compilador de Java traduce las instrucciones a un código intermedio que se conoce como byte code. La extensión .class es usada para identificar el archivo que contiene la versión en byte code del archivo fuente. Este código intermedio es luego interpretado y ejecutado por otro programa que se conoce como Java Virtual Machine (JVM). Ing. PEDRO TORREALBA 18

19 Compilación y ejecución del programa (cont.)
Text Editor Step 1 HelloWorldApp.java (Source File) Step 2 Java Complier HelloWorldApp.class (Byte Code File) Java Virtual Machine Step 3 Ing. PEDRO TORREALBA 19

20 Compilación y ejecución del programa (cont.)
Existen varias alternativas para compilar y ejecutar un programa en Java: Puede hacerse mediante comandos desde el command prompt del sistema operativo. Puede hacerse desde un ambiente integrado de desarrollo (IDE, Integrated Development Enviroment). Ing. PEDRO TORREALBA 20

21 Compilación y ejecución del programa (cont.)
En un IDE se integran un editor de texto, compilador, depurador y otras herramientas a las cuales se accede por un conjunto de menús. Los IDE que más se utilizan para Java son Eclipse y NetBeans, los cuales estudiaremos en éste y el próximo curso. Ing. PEDRO TORREALBA 21

22 Compilación y ejecución del programa (cont.)
Para compilar y ejecutar un programa desde el command prompt es necesario hacer tres cosas: Indicarle al sistema operativo dónde está el compilador y el JVM: set path=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_07\bin Compilar el programa: javac HelloWorldApp.java Invocar el JVM para ejecutar el programa: java HelloWorldApp Ing. PEDRO TORREALBA 22

23 Compilación y ejecución del programa (cont.)
La siguiente ventana muestra cómo se compila y ejecuta el programa desde el command prompt: Ing. PEDRO TORREALBA 23

24 Compilación y ejecución del programa (cont.)
Para compilar y ejecutar un programa desde Eclipse (un IDE), se presiona el botón Run: Ing. PEDRO TORREALBA 24

25 Compilación y ejecución del programa (cont.)
La siguiente ventana muestra cómo se compila y ejecuta el programa desde Eclipse: Ing. PEDRO TORREALBA 25

26 Elementos comunes en los lenguajes de programación
Los lenguajes de programación, incluyendo Java, incluyen una serie de elementos comunes: Palabras reservadas Identificadores Signos de puntuación Operadores Reglas de Sintaxis Ing. PEDRO TORREALBA 26

27 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Usaremos el siguiente programa para identificar estos elementos: public class PayrollApp { public static void main(String[] args) { int hours = 40; double payRate = 25.0, grossPay; grossPay = hours * payRate; System.out.print(″Gross Pay: $″); System.out.println(grossPay); } Ing. PEDRO TORREALBA 27

28 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Las palabras reservadas (keywords) tienen un significado especial en el lenguaje. En el programa aparecen: public, class, static, void, int y double. No pueden ser utilizadas para ninguna otra cosa que no sea para lo que fueron definidas. En Java las palabras reservadas se escriben usando sólo letras minúsculas. Ing. PEDRO TORREALBA 28

29 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Los identificadores son palabras que el programador utiliza para nombrar cosas tales como programas, clases, variables y rutinas (métodos), entre otros. En el programa aparecen: PayRollApp, String y System para el programa y otras clases args, hours, payRate, grossPay y out para las variables main y println para los métodos Ing. PEDRO TORREALBA 29

30 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
En Java los identificadores que corresponden a las clases comienzan con letra mayúscula. Los identificadores que corresponden a las variables y a los métodos se escriben comenzando con letra minúscula y usando una letra mayúscula al comienzo de cada nueva “palabra”. Ing. PEDRO TORREALBA 30

31 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Java es un lenguaje sensitivo a mayúsculas y minúsculas (case sensitive). Esto quiere decir que todos los identificadores tienen que escribirse tal como fueron definidos. Por ejemplo, grossPay y GrossPay serían dos identificadores distintos. Ing. PEDRO TORREALBA 31

32 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Los signos de puntuación sirven propósitos específicos, tales como marcar el final de una instrucción o indicar el comienzo y el fin de un conjunto de instrucciones. En Java las instrucciones terminan con punto y coma (‘;’). En Java las cadenas de caracteres (strings) se colocan dentro de comillas dobles (‘″’). En el programa aparecen otros signos de puntuación tales como las llaves (‘{’ y ‘}’), los paréntesis (‘(’ y ‘)’), los corchetes (‘[’ y ‘]’) y el punto (‘.’). Ing. PEDRO TORREALBA 32

33 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Los operadores son símbolos o que llevan a alguna operación con datos, también conocidos como operandos. Algunos ejemplos de operadores aritméticos son: + para sumar dos números - para restar dos números * para multiplicar dos números / para dividir dos números Ing. PEDRO TORREALBA 33

34 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Algunos operadores pueden utilizarse para varias cosas. Por ejemplo, el operador + puede ser utilizado para: Sumar dos números Indicar que un número es positivo Concatenar (unir) dos cadenas de caracteres A estos operadores se les llama operadores sobrecargados. Ing. PEDRO TORREALBA 34

35 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Un operador importante es el =, que requiere una variable a la izquierda y una expresión a la derecha: grossPay = hours * payRate; Este operador, llamado operador de asignación, evalúa la expresión de la derecha y asigna el resultado a la variable de la izquierda. Ing. PEDRO TORREALBA 35

36 Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)
Las reglas de sintaxis indican cómo escribir correctamente los programas. Estas reglas indican cómo se pueden utilizar las palabras reservadas y los operadores y cómo los signos de puntuación deben aparecer. Un programa con errores de sintaxis no puede compilarse ni ejecutarse. Ing. PEDRO TORREALBA 36

37 Elementos fundamentales de un programa en Java
Consideremos de nuevo este programa: public class PayrollApp { public static void main(String[] args) { int hours = 40; double payRate = 25.0, grossPay; grossPay = hours * payRate; System.out.print(″Gross Pay: $″); System.out.println(grossPay); } Ing. PEDRO TORREALBA 37

38 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Todo programa en Java debe tener por lo menos una clase. Una clase (class) es un contenedor de rutinas (llamadas métodos en Java). En un archivo fuente se puede tener más de una clase pero sólo una puede tener el atributo public. Ing. PEDRO TORREALBA 38

39 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Cuando un archivo fuente en Java contiene una clase pública, el nombre de la clase pública tiene que ser el mismo del archivo. En el ejemplo, la clase pública que representa el programa se llama PayrollApp. Por lo tanto, el archivo fuente se tiene que llamar PayrollApp.java Ing. PEDRO TORREALBA 39

40 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
La definición de una clase comienza con un encabezado que contiene la palabra class. Todas las definiciones e instrucciones que pertenecen a una clase están encerrados entre llaves: { } Estas definiciones e instrucciones son conocidas como el cuerpo de la clase (class body). Ing. PEDRO TORREALBA 40

41 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
En el programa de ejemplo se definió esta clase: public class PayrollApp { cuerpo de la clase PayrollApp } Ing. PEDRO TORREALBA 41

42 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Como se indicó anteriormente, una clase es un contenedor de métodos. Un método (method) es un contenedor de instrucciones que llevan a cabo una tarea. Toda aplicación tiene que tener un método principal de nombre main que es el punto de comienzo de la aplicación. Ing. PEDRO TORREALBA 42

43 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
En el programa de ejemplo se definió el método main: public class PayrollApp { public static void main(String[] args) { cuerpo del método main } El método main siempre lleva el mismo encabezado. Durante el curso se explicarán los componentes de este encabezado. Ing. PEDRO TORREALBA 43

44 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Los métodos también llevan un encabezado y el cuerpo del método (method body) se coloca dentro de llaves. Los métodos contienen enunciados (statements) que son las instrucciones que se le dan a la computadora. Existen dos tipos principales de enunciados: Enunciados de declaración Enunciados ejecutables Ing. PEDRO TORREALBA 44

45 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Los enunciados de declaración (declaration statements) permiten indicar el tipo de datos, nombre y, posiblemente, un valor inicial para cada variable. Ing. PEDRO TORREALBA 45

46 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Nuestro programa contiene los siguientes enunciados de declaración (resaltados): public class PayrollApp { public static void main(String[] args) { int hours = 40; double payRate = 25.0, grossPay; grossPay = hours * payRate; System.out.print(″Gross Pay: $″); System.out.println(grossPay); } Ing. PEDRO TORREALBA 46

47 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Los enunciados ejecutable (executable statements) permiten que la computadora lleva a cabo instrucciones tales como: Obtener un valor del usuario (input) Asignarle a una variable el resultado de una expresión (process) Mostrar un valor en la pantalla (output) Ing. PEDRO TORREALBA 47

48 Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)
Nuestro programa contiene los siguientes enunciados ejecutables (resaltados): public class PayrollApp { public static void main(String[] args) { int hours = 40; double payRate = 25.0, grossPay; grossPay = hours * payRate; // Process System.out.print(″Gross Pay: $″); // Output System.out.println(grossPay); // Output } Ing. PEDRO TORREALBA 48

49 Los métodos print y println
Java provee la clase System que contiene una referencia a la pantalla llamada out. La variable out reconoce los métodos print y println que se utilizan para mostrar valores en la pantalla (una operación de output). La clase System es un contenedor de definiciones y métodos pero no es una aplicación ya que no contiene el método main. Ing. PEDRO TORREALBA 49

50 Los métodos print y println (cont.)
Los clase System y los métodos print y println pertenecen a lo que se denomina como la Interfaz de Programación de Aplicaciones (Java API, Application Programming Interface). Un API es una biblioteca (library) que contiene una serie de clases para llevar a cabo ciertas operaciones. Las clases y los métodos en el Java API están disponibles para todos los programas en Java. Ing. PEDRO TORREALBA 50

51 Los métodos print y println (cont.)
Para mostrar en la pantalla (out) el mensaje: Programming is Fun! se puede utilizar el método println de la siguiente manera: System.out.println(″Programming is Fun!″); Como el mensaje es una cadena de caracteres, éste debe colocarse entre comillas dobles (‘″’). Ing. PEDRO TORREALBA 51

52 Los métodos print y println (cont.)
El método println muestra un valor en la pantalla y mueve el cursor al inicio de la próxima línea. El método print muestra un valor en la pantalla pero no mueve el cursor. Por ejemplo, otra forma de mostrar el mensaje Programming is Fun! es: System.out.print(″Programming″); System.out.println(″ is Fun!″); Ing. PEDRO TORREALBA 52

53 Los métodos print y println (cont.)
El método println es una forma especial del método print. Por ejemplo, el siguiente enunciado System.out.println(″Programming is Fun!″); es equivalente a System.out.print(″Programming is Fun!\n″); El segundo enunciado utiliza la secuencia de escape \n (newline) para indicar que se debe mover el cursor al inicio de la próxima línea. Ing. PEDRO TORREALBA

54 Los métodos print y println (cont.)
Existen varias secuencias de escape (escape sequences) que controlan cómo se muestran los valores en la pantalla pero las veremos cuando las necesitemos. La secuencia \n se puede colocar en cualquier lugar de una cadena de caracteres. Por ejemplo, System.out.println(″Programming\n is Fun!″); muestra lo siguiente: Programming is Fun! Ing. PEDRO TORREALBA

55 Los métodos print y println (cont.)
En el programa del ejemplo se calcula el salario de un empleado asumiendo que trabajó 40 horas, a $25 por hora: grossPay = hours * payRate; System.out.print(″Gross Pay: $″); System.out.println(grossPay); El resultado saldrá así en la pantalla: Gross Pay: $1000.0 Ing. PEDRO TORREALBA 55

56 Los métodos print y println (cont.)
Otra forma de mostrar varios valores en una sola línea es usar el operador +, como muestra este ejemplo: System.out.println(″Gross Pay: $″ + grossPay); Cuando uno de los valores es un caracter o una cadena de caracteres, al operador + se le llama concatenación. Este operador simplemente une los dos valores. El resultado saldrá así en la pantalla: Gross Pay: $1000.0 Ing. PEDRO TORREALBA

57 Cajas de diálogo Otra forma de mostrar mensajes en la pantalla es usando cajas de diálogo. Una caja de diálogo (dialog box) es una ventana que muestra un mensaje o solicita datos. Las principales cajas de diálogo son: Message Dialog – muestra un mensaje Input Dialog – solicita un valor al usuario Confirm Dialog – le hace al usuario una pregunta de tipo Sí/No/Cancelar Ing. PEDRO TORREALBA 57

58 Cajas de diálogo (cont.)
A continuación se muestran los tres tipos de cajas de diálogo: Message Dialog: Input Dialog: Confirm Dialog: Ing. PEDRO TORREALBA 58

59 Cajas de diálogo (cont.)
Para mostrar cajas de diálogo se usan los métodos showMessageDialog, showInputDialog y showConfirmDialog. Estos métodos se definen en la clase JOptionPane. Como ocurre con la clase System, la clase JOptionPane es un contenedor de definiciones y métodos pero no es una aplicación ya que no contiene el método main. Ing. PEDRO TORREALBA 59

60 Cajas de diálogo (cont.)
Para tener acceso a la clase JOptionPane y a sus métodos hay que colocar la siguiente instrucción al inicio del programa: import javax.swing.JOptionPane; Este enunciado le indica al compilador de Java dónde se encuentra la clase JOptionPane. La clase JOptionPane es parte del paquete javax.swing. Ing. PEDRO TORREALBA

61 Cajas de diálogo (cont.)
Los paquetes permiten agrupar clases relacionadas y el paquete javax.swing contiene las clases que permiten crear aplicaciones con interfaces gráficas para los usuarios (GUI, Graphical User Interface). Ing. PEDRO TORREALBA 61

62 Cajas de diálogo (cont.)
El método main de todo programa que use cajas de diálogo debe terminar con el siguiente enunciado: System.exit(0); Este enunciado permite que el programa termine su ejecución después de cerrar la ventana de diálogo. Ing. PEDRO TORREALBA

63 El método showMessageDialog
El método showMessageDialog permite mostrar un mensaje en una caja de diálogo. Por ejemplo: JOptionPane.showMessageDialog(null, ″This is a message dialog box.″); Ing. PEDRO TORREALBA 63

64 El método showMessageDialog (cont.)
El método showMessageDialog requiere dos argumentos (valores): El primero normalmente es null para que la caja se muestre en el centro de la pantalla El segundo es el mensaje Existen versiones de este método que permiten indicar el título y el ícono que se muestran. Ing. PEDRO TORREALBA 64

65 El método showMessageDialog (cont.)
El siguiente programa muestra el mensaje “Hello, World!” usando una caja de diálogo: import javax.swing.JOptionPane; public class HelloWorldGUIApp { public static void main(String[] args) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Hello, World!"); System.exit(0); } Ing. PEDRO TORREALBA 65

66 Documentación interna
El código fuente de todo programa debe estar documentado con comentarios descriptivos y explicativos. Los comentarios son anotaciones que hace el programador para explicar líneas o secciones de código. Son para las personas que van a ver el código ya que el compilador los ignora. Ing. PEDRO TORREALBA 66

67 Documentación interna (cont.)
Existen tres formas de hacer comentarios en Java: Comentarios de una sola línea Comentarios de más de una línea Comentarios de documentación Ing. PEDRO TORREALBA 67

68 Documentación interna (cont.)
Para escribir un comentario de una sola línea se usan los símbolos //: // Esto es un comentario. Para escribir un comentario de varias líneas se comienzan con /* y se finaliza con */: /* * Esto es un comentario * de dos líneas. */ Ing. PEDRO TORREALBA 68

69 Documentación interna (cont.)
El tercer tipo de comentario se conoce en Java como comentario de documentación. Se usan para describir las clases y los métodos. Esta forma de comentario comienza con /** y termina con */ /** * Esto es un comentario de * documentación de dos líneas. */ Ing. PEDRO TORREALBA 69

70 Documentación interna (cont.)
/** * This program computes the gross pay for an employee * that works 40 hours at $25 an hour. Tony Gaddis 1.0, September 08, 2008 */ public class PayrollApp { * The application's entry point. public static void main(String[] args) { /* * Declare the numbers of hours worked during the * week, the pay rate and the gross pay. int hours = 40; double payRate = 25.0, grossPay; // Compute and display the gross pay. grossPay = hours * payRate; System.out.println("Gross Pay: $" + grossPay); } Ing. PEDRO TORREALBA 70

71 Documentación interna (cont.)
Como se puede observar en el programa anterior, los comentarios de documentación pueden contener unas etiquetas precedidas por el @author – permite indicar el nombre del autor del programa @version – permite indicar la versión y la fecha del programa Estas etiquetas son procesadas por una herramienta llamada javadoc. Ing. PEDRO TORREALBA 71

72 Documentación externa y javadoc
Los comentarios de documentación pueden ser leídos y procesados por javadoc, un programa que viene en el JDK. javadoc puede leer el código fuente (source code) y generar archivos en HTML que documentan el código externamente. Ing. PEDRO TORREALBA 72

73 Documentación externa y javadoc (cont.)
Los archivos generados por javadoc pueden ser vistos con un browser como Internet Explorer o Firefox. La herramienta javadoc puede ejecutarse desde el command prompt y desde Eclipse. Desde el command prompt se puede ejecutar javadoc así: javadoc PayrollApp.java Ing. PEDRO TORREALBA

74 Documentación externa y javadoc (cont.)
Desde Eclipse, se puede ejecutar javadoc seleccionando Project – Generate Javadoc. El documento generado se almacenará en un folder llamado doc. Ing. PEDRO TORREALBA

75 Documentación externa y javadoc (cont.)
A continuación se muestra la documentación generada: Ing. PEDRO TORREALBA

76 Documentación externa y javadoc (cont.)
Además de la documentación generada por javadoc, cualquier otro manual que escriba el programador y que no forme parte del código fuente constituye la documentación externa del programa. Este tipo de documentación externa incluye los manuales de análisis, diseño y operación del programa. Ing. PEDRO TORREALBA 76