Scopul acestui laborator este familiarizarea studenților cu noțiunile de bază ale programării în Java.

Aspectele urmărite sunt:

• organizarea fișierelor într-un proiect Java
• familiarizarea cu IDE-ul
• definirea noțiunilor de clasă, câmpuri, proprietăți, metode, specificatori de acces

În cadrul acestui laborator veți avea de ales între a folosi IntelliJ IDEA (tutorial instalare) folosind contul de mail de la facultate (tutorial activare) sau Eclipse (tutorial instalare). Primul pas este să vă familiarizați cu structura unui proiect și a unui fișier sursă Java.

Înainte de a începe orice implementare, trebuie să vă gandiți cum grupați logica întregului program pe unități. Elementele care se regăsesc în același grup trebuie să fie conectate în mod logic, pentru o ușoară implementare și înțelegere ulterioară a codului. În cazul Java, aceste grupuri logice se numesc pachete și se reflectă pe disc conform ierarhiei din cadrul proiectului. Pachetele pot conține atât alte pachete, cât și fișiere sursă.

Următorul pas este delimitarea entităților din cadrul unui grup, pe baza unor trăsături individuale. În cazul nostru, aceste entități vor fi clasele. Pentru a crea o clasă, trebuie mai întâi să creăm un fișier aparținând proiectului nostru și unui pachet (dacă este cazul și proiectul este prea simplu pentru a-l împărți în pachete). În cadrul acestui fișier definim una sau mai multe clase, conform urmatoarelor reguli:

• dacă dorim ca această clasă să fie vizibilă din întreg proiectul, îi vom pune specificatorul public (vom vorbi despre specificatori de acces mai în detaliu în cele ce urmează); acest lucru implică însă 2 restricții:
  • fișierul și clasa publică trebuie să aibă același nume
  • nu poate exista o altă clasă/interfață publică în același fișier (vom vedea în laboratoarele următoare ce sunt interfețele)
• pot exista mai multe clase în același fișier sursă, cu condiția ca maxim una să fie publică

Pentru un exemplu de creare a unui proiect, adăugare de pachete și fișiere sursă, consultați acest link pentru IntelliJ Idea si acest link pentru Eclipse.

Conform POO, orice este un obiect, însă din motive de performanță, Java suportă și tipurile de bază, care nu sunt clase.

boolean isValid = true;
 
char nameInitial = 'L';
 
byte hexCode = (byte)0xdeadbeef;
 
short age = 23;
 
int credit = -1;
 
long userId = 169234;
 
float percentage = 0.42;
 
double money = 99999;

Biblioteca Java oferă clase wrapper (“ambalaj”) pentru fiecare tip primitiv. Avem astfel clasele Char, Integer, Float etc. Un exemplu de instanțiere este următorul:

 new Integer(0); 

Clasele reprezintă tipuri de date definite de utilizator sau deja existente în sistem (din class library - set de biblioteci dinamice oferite pentru a asigura portabilitatea, eliminând dependența de sistemul pe care rulează programul). O clasă poate conține:

• membri (variabile membru (câmpuri) și proprietăți, care definesc starea obiectului)
• metode (functii membru, ce reprezintă operații asupra stării).

Prin instanțierea unei clase se înțelege crearea unui obiect care corespunde unui șablon definit. În cazul general, acest lucru se realizează prin intermediul cuvântului cheie new.

Procesul de inițializare implică: declarare, instanțiere și atribuire. Un exemplu de inițializare este următorul:

 Integer myZero = new Integer(0);

Un alt exemplu de clasă predefinita este clasa String. Ea se poate instanția astfel (nu este necesară utilizarea new):

 String s1, s2; 
 
 s1 = "My first string"; 
 s2 = "My second string"; 

Aceasta este varianta preferată pentru instanțierea string-urilor. De remarcat că și varianta următoare este corectă, dar ineficientă, din motive ce vor fi explicate ulterior.

 s = new String("str"); 

Un câmp este un obiect având tipul unei clase sau o variabilă de tip primitiv. Dacă este un obiect atunci trebuie inițializat înainte de a fi folosit (folosind cuvântul cheie new).

 class DataOnly { 
     int i; 
     float f; 
     boolean b; 
     String s; 
 } 
 

Declarăm un obiect de tip DataOnly și îl inițializăm:

 DataOnly d = new DataOnly(); 
 
 // set the field i to the value 1 
 d.i = 1; 
 
 // use that value 
 System.out.println("Field i of the object d is " + d.i); 
 

Observăm că pentru a utiliza un câmp/funcție membru dintr-o funcție care nu aparține clasei respective, folosim sintaxa:

 classInstance.memberName 
 

O proprietate este un câmp (membru) căruia i se atașează două metode ce îi pot expune sau modifica starea. Aceste doua metode se numesc getter si setter.

 class PropertiesExample {      
     String myString;
 
     String getMyString() {
         return myString;
     }
 
     void setMyString(String s) {
         myString = s;
     }
 } 
 

Declarăm un obiect de tip PropertiesExample și îi inițializăm membrul myString astfel:

 PropertiesExample pe = new PropertiesExample(); 
 
 pe.setMyString("This is my string!");
 
 System.out.println(pe.getMyString()); 
 

Putem modifica programul anterior astfel:

 String s1, s2; 
 
 s1 = "My first string"; 
 s2 = "My second string"; 
 
 System.out.println(s1.length()); 
 System.out.println(s2.length()); 

Va fi afișată lungimea în caractere a șirului respectiv. Se observă că pentru a aplica o funcție a unui obiect, se folosește sintaxa:

 classInstance.methodName(param1, param2, ..., paramN); 

Funcțiile membru se declară asemănător cu funcțiile din C.

În limbajul Java (şi în majoritatea limbajelor de programare de tipul OOP), orice clasă, atribut sau metodă posedă un specificator de acces, al cărui rol este de a restricţiona accesul la entitatea respectivă, din perspectiva altor clase. Există specificatorii:

Încapsularea se referă la acumularea atributelor şi metodelor caracteristice unei anumite categorii de obiecte într-o clasă. Pe de altă parte, acest concept denotă şi ascunderea informaţiei de stare internă a unui obiect, reprezentată de atributele acestuia, alături de valorile aferente, şi asigurarea comunicării strict prin intermediul metodelor (interfata clasei).

Acest lucru conduce la izolarea modului de implementare a unei clase (atributele acesteia şi cum sunt manipulate) de utilizarea acesteia. Utilizatorii unei clase pot conta pe funcţionalitatea expusă de aceasta, indiferent de implementarea ei internă (chiar şi dacă se poate modifica în timp). Dacă utilizatorii ar avea acces la modul efectiv de implementare a unei clase, ar fi imposibilă modificarea implementării ei (necesitate care apare des în practică) fără un impact lateral asupra utilizatorului.

Clasa VeterinaryReport este o versiune micșorată a clasei care permite unui veterinar să țină evidența animalelor tratate, pe categorii (câini/pisici):

 public class VeterinaryReport { 
     int dogs; 
     int cats; 
 
     public int getAnimalsCount() { 
         return dogs + cats;
     } 
 
     public void displayStatistics() { 
         System.out.println("Total number of animals is " + getAnimalsCount());
     } 
 } 
 

Clasa VeterinaryTest ne permite să testăm funcționalitatea oferită de clasa anterioară.

 public class VeterinaryTest { 
     public static void main(String[] args) { 
         VeterinaryReport vr = new VeterinaryReport();
 
         vr.cats = 99;
         vr.dogs = 199; 
 
         vr.displayStatistics();
         System.out.println("The class method says there are " + vr.getAnimalsCount() + " animals"); 
     } 
 } 
 

Obiectele au fiecare propriul spațiu de date: fiecare câmp are o valoare separată pentru fiecare obiect creat. Codul următor arată această situație:

 public class VeterinaryTest { 
     public static void main(String[] args) { 
         VeterinaryReport vr = new VeterinaryReport(); 
         VeterinaryReport vr2 = new VeterinaryReport();
 
         vr.cats = 99; 
         vr.dogs = 199; 
         vr2.dogs = 2; 
 
         vr.displayStatistics(); 
         vr2.displayStatistics(); 
 
         System.out.println("The first class method says there are " + vr.getAnimalsCount() + " animals");
         System.out.println("The second class method says there are " + vr2.getAnimalsCount() + " animals");
     }
 }

Se observă că:

• Deși câmpul dogs aparținând obiectului vr2 a fost actualizat la valoarea 2, câmpul dogs al obiectului vr1 a rămas la valoarea inițiala (199). Fiecare obiect are spațiul lui pentru date!

• System.out.println(…) este metoda utilizată pentru a afișa la consola standard de ieșire

• Operatorul '+' este utilizat pentru a concatena două șiruri

• Având în vedere cele două observații anterioare, observăm că noi am afișat cu succes șirul “The first/second class method says there are ” + vr.getAnimalsCount() + “ animals”, deși metoda getAnimalsCount() întoarce un întreg. Acest lucru este posibil deoarece se apelează implicit o metodă care convertește numărul întors de metodă în șir de caractere. Apelul acestei metode implicite atunci când chemăm System.out.println se întâmplă pentru orice obiect și primitivă, nu doar pentru întregi.

1. (1p) Numere complexe
   1. Creați un proiect nou cu numele ComplexNumber.
   2. Creați clasa ComplexNumber.java. Aceasta va avea două campuri: re si im, ambele de tip float.
2. (1p) Operații
   1. Creați clasa Operations.java. Această clasă va implementa operațiile de adunare și înmulțire pentru numere complexe. Definiți în clasă Operations câte o metodă pentru fiecare operație;
   2. (0.5p) Testați metodele implementate.
3. (3p) Biblioteca
   1. Creați un proiect nou cu numele Bookstore.
   2. Creați clasa Book.java cu următoarele atribute: title, author, publisher, pageCount.
   3. Creați clasa BookstoreTest.java, pentru a testa viitoarele funcționalități ale bibliotecii. Completați această clasă, așa cum considerați necesar. Apoi, creați un obiect de tip carte și setați atributele introducând date de la tastatură. Pentru această folosiți clasa Scanner:

   •      Scanner s = new Scanner(System.in);
          String title = s.nextLine();
      

4. Verificați ca numărul de pagini introdus să fie diferit de zero. Puteți consulta documentația claselor String și Integer.
5. (3p) Verificări cărți
   1. Creați o clasă nouă, BookstoreCheck, ce va conține două metode, cu câte 2 parametri de tipul Book.
      • Prima metodă va verifica dacă o carte este în dublu exemplar, caz în care va întoarce adevărat.
      • A doua metodă va verifica care carte este mai groasă decât altă, și va întoarce cartea mai groasă.
   2. Testați aceste doua metode.
6. (2p) Formatare afișare
   • Puteți consulta documentația clasei String
   • Afișați informația despre o carte în felul următor:

BOOK_TITLE: [insert_book_title]
BOOK_AUTHOR: [insert_book_author]
BOOK_PUBLISHER: [insert_book_publisher]

Cu următoarele precizări:

• Titlul cărții va fi scris în întregime cu majuscule
• Numele editurii va fi scris în întregime cu minuscule
• Numele autorului rămânând neschimbat

• PDF laborator