Các khái niệm cơ bản

Trang 5 Chng 1: CÁC KHÁI NIM C BN BÀI 1. LÀM QUEN VI JAVA I. Lch s java Java là mt ngôn ng lp trình c Sun Microsystems gii thiu vào tháng 6 nm 1995. Tó, nó ã tr thành mt công c lp trình ca các lp trình viên chuyên nghip. Java c xây dng trên nn tng ca C và C++. Do vy nó s dng các cú pháp ca C và các c trng hng i tng ca C++. Ban u Java c thit k làm ngôn ng vit chng trình cho các sn phm in t dân dng nhu video, tivi, n thoi, máy nhn tin . Tuy nhiên vi s mãnh m ca Java ã khin nó ni ting n mc vt ra ngoài s tng tng ca các nhà thit k ra nó. Java khi thu tên là Oak- là cây si mc  phía sau vn phòng ca nhà thit k chính ông Jame Gosling, sau này ông thy rng ã có ngôn ng lp trình tên Oak ri, do vy nhóm thit k quyt nh i tên, “Java” là cái tên c chn, Java là tên ca mt quán cafe mà nhóm thit k java hay n ó ung. II. Java em là ai Java là ngôn ng lp trình hng i tng, do vy không th dùng Java  vit mt chng trình hng chc nng. Java có th gii quyt hu ht các công vic mà các ngôn ng khác có th làm c. Java là ngôn ng va biên dch va thông dch. u tiên mã ngun c biên dch bng công c JAVAC  chuyn thành dng ByteCode. Sau ó c thc thi trên tng loi máy c th nh chng trình thông dch JAVA. Mc tiêu ca các nhà thit k Java là cho phép ngi lp trình vit chng trình mt ln nhng có th chy trên bt c phn cng c th, th nên khu hiu ca các nhà thit k Java là “Write One, Run Any Where”. Ngày nay, Java c s dng rng rãi  vit chng trình chy trên Internet. Nó là ngôn ng lp trình hng i tng c lp thit b, không ph thuc vào hu hành. Java không ch dùng  vit các ng dng chy n l hay trong mng mà còn  xây dng các trình iu khin thit b cho n thoi di ng, PDA, … II. Mt sc trng ca java 1n gin Nhng ngi thit k mong mun phát trin mt ngôn ng d hc và quen thuc vi a s ngi lp trình. Java ta nh C++, nhng ã lc bi các c trng phc tp, không cn thit ca C và C++ nh: thao tác con tr, thao tác nh ngha chng toán t (operator overloading),… Java không s dng lnh “goto” cng nh file header (.h). Cu trúc “struct” và “union” cng c loi b khi Java. Nên có ngi bo Java là “C++--“, ng ý bo java là C++ nhng ã bi nhng th phc tp, không cn thit. 2. Hng i tng Có th nói java là ngôn ng lp trình hoàn toàn hng i tng, tt cc trong java u là s vt, âu âu cng là s vt. 3. c lp vi h nn Mc tiêu chính ca các nhà thit k java là c lp vi h nn hay còn gi là c lp phn cng và hu hành. ây là kh nng mt chng trình c vit ti mt máy nhng có th chy c bt kâu Trang 6 Tính c lp vi phn cng c hiu theo ngha mt chng trình Java nu chy úng trên phn cng ca mt h máy nào ó thì nó cng chy úng trên tt c các h máy khác. Mt chng trình ch chy úng trên mt s h máy c thc gi là ph thuc vào phn cng. Tính c lp vi hu hành c hiu theo ngha mt chng trình Java có th chy c trên tt c các hu hành. Mt chng trình ch chy c trên mt s h iu hành c gi là ph thuc vào hu hành. Các chng trình vit bng java có th chy trên hu ht các h nn mà không cn phi thay i gì, iu này ã c nhng ngi lp trình t cho nó mt khu hiu vit mt ln, chy mi n, iu này là không th có vi các ngôn ng lp trình khác. i vi các chng trình vit bng C, C++ hoc mt ngôn ng nào khác, trình biên dch s chuyn tp lnh thành mã máy (machine code), hay lnh ca b vi x lý. Nhng lnh này ph thuc vào CPU hin ti trên máy bn. Nên khi mun chy trên loi CPU khác, chúng ta phi biên dch li chng trình. 4. Mnh m Java là ngôn ng yêu cu cht ch v kiu d liu, vic ép kiu tng ba bãi ca C, C++ nay c hn ch trong Java, u này làm chng trình rõ ràng, sáng sa, ít li n.Java kim tra lúc biên dch và c trong thi gian thông dch vì vy Java loi b mt mt s loi li lp trình nht nh.Java không s dng con tr và các phép toán con tr. Java kim tra tt c các truy nhp n mng, chui khi thc thi m bo rng các truy nhp ó không ra ngoài gii hn kích thc. Trong các môi trng lp trình truyn thng, lp trình viên phi t mình cp phát b nh. Trc khi chng trình kt thúc thì phi t gii phóng b nhã cp. Vn  ny sinh khi lp trình viên quên gii phóng b nhã xin cp trc ó. Trong chng trình Java, lp trình viên không phi bn tâm n vic cp phát b nh. Qúa trình cp phát, gii phóng c thc hin tng, nh dch v thu nht nhng i tng không còn s dng na (garbage collection).  ch by li ca Java giúp n gin hóa qúa trình x lý li và hi phc sau li. 5. H tr lp trình a tuyn ây là tính nng cho phép vit mt chng trình có nhiu n mã lnh c chy song song vi nhau. Vi java ta có th vit các chng trình có kh nng chy song song mt cách d dàng, hn th na vic ng b tài nguyên dùng chung trong Java cng rt ng gin. u này là không th có i vi mt s ngôn ng lp trình khác nh C/C++, pascal … 6. Phân tán Java h try  các mô hình tính toán phân tán: mô hình client/server, gi th tc t xa… 7. H tr internet Mc tiêu quan trng ca các nhà thit k java là to u kin cho các nhà phát trin ng dng có th vit các chng trình ng dng internet và web mt cách d dàng, vi java ta có th vit các chng trình s dng các giao thc TCP, UDP mt cách d dàng, v lp trình web phía máy khách java có công ngh java applet, v lp trình web phía máy khách java có công ngh servlet/JSP, v lp trình phân tán java có công ngh RMI, CORBA, EJB, Web Service. Trang 7 8. Thông dch Các chng trình java cn c thông dch trc khi chy, mt chng trình java c biên dch thành mã byte code mã c lp vi h nn, chng trình thông dch java s ánh x mã byte code này lên mi nn c th, u này khin java chm chp i phn nào. III. Các kiu ng dng Java Vi Java ta có th xây dng các kiu ng dng sau: 1. ng dng Applets Applet là chng trình Java c to ra  s dng trên Internet thông qua các trình duyt h tr Java nh IE hay Netscape. Applet c nhúng bên trong trang Web. Khi trang Web hin th trong trình duyt, Applet sc ti v và thc thi ti trình duyt. 2. ng dng dòng lnh (console) Các chng trình này chy t du nhc lnh và không s dng giao din ha. Các thông tin nhp xut c th hin ti du nhc lnh. 3. ng dng  ha ây là các chng trình Java chy c lp cho phép ngi dùng tng tác qua giao din  ha. 4. JSP/Servlet Java thích hp  phát trin ng dng nhiu lp. Applet là chng trình  ha chy trên trình duyt ti máy trm.  các ng dng Web, máy trm gi yêu cu ti máy ch. Máy ch x lý và gi kt qu tr li máy trm. Các Java API chy trên máy ch chu trách nhim x lý ti máy ch và tr li các yêu cu ca máy trm. Các Java API chy trên máy ch này m rng kh nng ca các ng dng Java API chun. Các ng dng trên máy ch này c gi là các JSP/Servlet. hoc Applet ti máy ch. X lý Form ca HTML là cách s dng n gin nht ca JSP/Servlet. Chúng còn có thc dùng  x lý d liu, thc thi các giao dch và thng c thc thi thông qua máy ch Web. 5. ng dng c s d liu Các ng dng này s dng JDBC API  kt ni ti c s d liu. Chúng có th là Applet hay ng dng, nhng Applet b gii hn bi tính bo mt. 6. ng dng mng Java là mt ngôn ng rt thích hp cho vic xây dng các ng dng mng. Vi th vin Socket bn có th lp trình vi hai giao thc: UDP và TCP. 7. ng dng nhiu tng Vi Java bn có th xây dng phân tán nhiu tng vi nhiu h tr khác nhau nh: RMI, CORBA, EJB, Web Service 8. ng dng cho các thit b di ng Hin nay phn ln các thit b di ng nh: in thoi di ng, máy tr giúp cá nhân… u h tr Java. Th nên bn có th xây dng các ng dng chy trên các thit b di ng này. ây là mt kiu ng dng khá hp dãn, bi vì các thit b di ng này ngày càng ph bin và nhu cu có các ng dng chy trên ó, c bit là các ng dng mang tính cht gii trí nh game IV. Máy o Java (JVM-Java Virtual Machine) Máy o là mt phn mm mô phng mt máy tính tht (máy tính o). Nó có tp hp các lnh logic  xác nh các hot ng ca máy tính và có mt hu hành o. Ngi ta có th xem nó nh mt máy tính tht (máy tính có phn cng o, hu hành Trang 8 o). Nó thit lp các lp tru tng cho: Phn cng bên di, hu hành, mã ã biên dch. Trình biên dch chuyn mã ngun thành tp các lnh ca máy o mà không ph thuc vào phn cng và hu hành c th. Trình thông dch trên mi máy s chuyn tp lnh này thành chng trình thc thi. Máy o to ra mt môi trng bên trong  thc thi các lnh bng cách: Ø Np các file .class Ø Qun lý b nh Ø Dn “rác” Vic không nht quán ca phn cng làm cho máy o phi s dng ngn xp  lu tr các thông tin sau: Ø Các “Frame” cha các trng thái ca các phng thc. Ø Các toán hng ca mã bytecode. Ø Các tham s truyn cho phng thc. Ø Các bin cc b. Khi JVM thc thi mã, mt thanh ghi cc b có tên “Program Counter” c s dng. Thanh ghi này tr ti lnh ang thc hin. Khi cn thit, có th thay i ni dung thanh ghi i hng thc thi ca chng trình. Trong trng hp thông thng thì tng lnh mt ni tip nhau sc thc thi. Mt khái nim thông dng khác trong Java là trình biên dch “Just In Time-JIT”. Các trình duyt thông dng nh Netscape hay IE u có JIT bên trong  tng tc  thc thi chng trình Java. Mc ích chính ca JIT là chuyn tp lnh bytecode thành mã máy c th cho tng loi CPU. Các lnh này sc lu tr và s dng mi khi gi n. Trang 9 BÀI 2 NN TNG CA JAVA I. Tp ký t dùng trong java Mi ngôn ng nói chung, ngôn ng lp trình nói riêng u phi xây dng trên mt tp hp ch cái (hay còn gi là bng ch cái), các kí tc nhóm li theo mt cách nào ó  to thành các t, các t li c nhóm li thành các câu (trong ngôn ng lp trình gi là câu lnh), mt chng trình máy tính tính là mt tp các câu lnh c b trí theo mt trt t mà ngi vit ra chúng sp t Ngôn ng java c c xây dng trên bng ch cái unicode, do vy ta có th dùng các kí t unicode t tên cho các nh danh. II. T khoá ca Java Mi ngôn ng lp trình có mt tp các t khoá, ngi lp trình phi s dng t khoá theo úng ngha mà ngi thit k ngôn ngã  ra, ta không thnh ngha li ngha ca các t khoá, nh s dng nó t tên bin, hàm Sau ây là mt s t khoá thng gp: T khóa Mô t abstract S dng  khai báo lp, phng thc tru tng boolean Kiu d liu logic break c s dng  kt thúc vòng lp hoc cu trúc switch byte kiu d liu s nguyên case c s dng trong ln switch cast Cha c s dng ( dành cho tng lai) catch c s dng trong x lý ngoi l char kiu d liu ký t class Dùng  khai báo lp const Cha c dùng continue c dùng trong vòng lp  bt u mt vòng lp mi default c s dng trong lnh switch do c dùng trong vòng lp u kin sau double kiu d liu s thc else kh nng la chn th hai trong câu lnh if extends ch rng mt lp c k tha t mt lp khác false Gía tr logic final Dùng  khai báo hng s, phng thc không th ghi è, hoc lp không th k tha finally phn cui ca khi x lý ngoi l float kiu s thc for Câu lnh lp goto Cha c dùng if Câu lnh la chn implements ch rng mt lp trin khai t mt giao din import Khai báo s dng th vin instanceof kim tra mt i tng có phi là mt th hin ca lp hay không interface s dng  khai báo giao din long kiu s nguyên native Khai báo phng thc c vit bng ngông ng biên dch C++ new to mt i tng mi Trang 10 null mt i tng không tn ti package Dùng  khai báo mt gói private c t truy xut protected c t truy xut public c t truy xut return Quay t phng thc v ch gi nó short kiu s nguyên static Dùng  khai báo bin, thuc tính tnh super Truy xut n lp cha switch lnh la chn synchronized mt phng thc c quyn truy xut trên mt i tng this Ám ch chính lp ó throw Ném ra ngoi l throws Khai báo phng thc ném ra ngoi l true Giá tr logic try s dng  bt ngoi l void Dùng  khai báo mt phng thc không tr v giá tr while Dùng trong cu trúc lp III. nh danh (tên) Tên dùng  xác nh duy nht mt i lng trong chng trình. Trong java tên c t theo quy tc sau: - Không trùng vi t khoá - Không bt u bng mt s, tên phi bt u bng kí t hoc bt u bng kí $,_ - Không cha du cách, các kí t toán hc nh +, -, *,/, % - Không trùng vi mt nh danh khác trong cùng mt phm vi Chú ý: - Tên nên t sao cho có th mô tc i tng trong thc t - Ging nh C/C++, java có phân bit ch hoa ch thng - Trong java ta có tht tên vi  dài tu ý - Ta có th s dng các kí t ting vit t tên Quy c v t tên trong java Ta nên t tên bin, hng, lp, phng thc sao cho ngha ca chúng rõ ràng, d hiu, khoa hc và mang tính c l quc t. Do java có phân bit ch hoa, ch thng nên ta phi cn thn và chú ý. Sau ây là quy c t tên trong java (chú ý ây ch là quy c do vy không bt buc phi tuân theo quy c này): - i vi bin và phng thc thì tên bao gi cng bt u bng ký t thng, nu tên có nhiu t thì ghép li thì: ghép tt c các t thành mt, ghi tu tiên ch thng, vit hoa kí tu tiên ca mi t theo sau trong tên, ví d area, radius, readInteger… -i vi tên lp, giao din ta vit hoa các kí tu tiên ca mi t trong tên, ví d lp WhileTest, Circle - Tên hng bao gi cng vit hoa, nu tên gm nhiu t thì chúng c ni vi hau bi kí t ghch di ‘_’, ví d PI, MAX_VALUE IV. Cu trúc mt chng trình java - Mi ng dng Java bao gm mt hoc nhiu n v biên dch (mi n v biên dch là mt tp tin có phn m rng Java) - Mi n v biên dch bao gm mt hoc nhiu lp Trang 11 - Mi ng dng c lp phi có duy nht mt phng thc main (m bt u ca ng dng) - Mi n v biên dch có nhiu nht mt lp c khai báo là public, nu nh trong n v biên dch có lp public thì tên ca n v biên dch phi trùng vi tên ca lp public (ging ht nhau c ký t hoa ln ký t thng) - Bên trong thân ca mi lp ta khai báo các thuc tính, phng thc ca lp ó, Java là ngôn ng hng i tng, do vy mã lnh phi nm trong lp nào ó. Mi lnh u c kt thúc bng du chm phy “;”. - Trong ngôn ng Java, lp là mt n v mu có cha d liu và mã lnh liên quan n - mt thc th nào ó. Khi xây dng mt lp, thc cht bn ang to ra mt mt kiu d liu. Kiu d liu mi này c s dng  xác nh các bin mà ta thng gi là “i ng”. i tng là các th hin (instance) ca lp. Tt c các i tng u thuc v mt lp có chung c tính và hành vi. Mi lp xác nh mt thc th, trong khi ó mi i tng là mt th hin thc s. - Khi ban khai báo mt lp, bn cn xác nh d liu và các phng thc ca lp ó. V c bn mt lp c khai báo nh sau: //Nhp khu các th vin import th_vin; //Xây dng các lp public class clsMain{  public static void main(String args[]) { //m bt u ca chng trình }  } class lp1 {  } class lp2 {  } t n v biên dch là mt tp tin .java Trang 12 Cú pháp: class classname { var_datatype variablename; . <met_datatype> methodname (parameter_list){ .} } Trong ó: class - T khoá xác nh lp classname - Tên ca lp var_datatype - kiu d liu ca bin variablename - Tên ca bin met_datatype - Kiu d liu tr v ca phng thc methodname - Tên ca phng thc parameter_list – Các tham sc ca phng thc - Bn còn có thnh ngha mt lp bên trong mt lp khác. ây là lp xp lng nhau, các th hin (instance) ca lp này tn ti bên trong th hin ca mt lp che ph chúng. Nó chi phi vic truy nhp n các thành phn ca lp bao ph chúng. Có hai loi lp trong ó là lp trong tnh “static” và lp trong không tnh “non static” + Lp trong tnh (static) Lp trong tnh c nh ngha vi t khoá “static”. Lp trong tnh có th truy nhp vào các thành phn tnh ca lp ph nó. + Lp trong không tnh (non static) Lp bên trong (không phi là lp trong tnh) có th truy nhp tt c các thành phn ca lp bao nó, song không th ngc li. V. Chng trình JAVA u tiên  có th biên dch và chy các chng trình java ta phi cài - JRE (Java Runtime Enviroment) môi trng thc thi ca java, nó bao gm: JVM (Java Virtual Machine) máy o java vì các chng trình java c thông dch và chy trên máy o java và tp các th vin cn thit  chy các ng dng java. - B công c biên dch và thông dch JDK ca Sun Microsystem Sau khi cài t JDK (gi s th mc cài t là C:\JDK1.4) ta s nhn c mt cu trúc th mc nh sau: - biên dch mt chng trình java sang mã byte code ta dùng lnh C:\JDK1.4\BIN\javac TênTp.java - thông dch và chy chng trình ta s dng lnh Trang 13 C:\JDK1.4\BIN\java TênTp  biên dch và chy chng trình Java n gin ta nên thit t hai bin môi trng “paht” và “classpath” nh sau: -i vi dòng WinNT: + R-Click vào My Computerà chn Propertiesà chn AdvancedàEnviroment Variables + Trong phn System variables chn new  thêm bin môi trng mi, trong hp thoi hin ra gõ “classpath” vào ô Variable Name và “.;C:\jdk1.4\lib\tools.jar;C:\jdk1.4\lib\dt.jar;C:\jdk1.4\jre\lib\rt.jar” trong ô variable value (chú ý không gõ du “ vào, mc ích  cho d nhìn mà thôi) + Cng trong phn System variables tìm n phn path trong danh sáchàchn edit  sa li giá tr hin có, trong ô value ta thêm vào cui “;C:\jdk1.4\bin” Công vic t các bin môi trng ã xong,  thy c tác dng ca các bin môi tng ta cn phi khi ng li máy -i vi dòng Win9X: M tp C:\Autoexec.bat sau ó thêm vào hai dòng sau: +classpath=.;C:\jdk1.4\lib\tools.jar;C:\jdk1.4\lib\dt.jar;C:\jdk1.4\jre\lib\rt.jar + path=…;c:\jdk1.4\bin Khi ng li máy  thy c tác dng ca các bin môi trng này Ví du tiên: chng trình Hello World (chng trình khi chy s in ra màn hình li chào Hello World) Các bc: Trang 14 - M mt chng trình son tho vn bn h tr asciii, nh notepad, wordpad, EditPlus… và gõ vào các dòng sau: public class HelloWorld { public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World"); } } - Ghi li vi cái tên C:\HelloWorld.java (chú ý tên tp phi trùng vi tên lp, k c ch hoa ch thng, phn m rng là java) - M ca s DOS Prompt + Chuyn vào th mc C:\ + Gõ lnh javac HelloWorld.java  biên dch chng trình, nu vic biên dch thành công (chng trình không có li cú pháp) thì ta s thu c tp HelloWorld.class trong cùng th mc, nu trong chng trình còn li cú pháp thì trong bc này ta s nhn c mt thông báo li và lúc này tp HelloWorld.class cng không c to ra + Gõ lnh java HelloWorld (chú ý không gõ phn m rng)  chy chng trình HelloWorld. Sau khi thông dch và chy ta nhn c VI. Chú thích trong chng trình Trong java ta có 3 cách  ghi chú thích Cách 1: s dng cp /* và */ ý ngha ca cp chú thích này ging nh ca C, C++ Cách 2: s dng cp // ý ngha ca cp chú thích này ging nh ca C, C++ Cách 3: s dng cp /** và */, ây là kiu chú thích tài liu (không có trong C/C++), nó dùng  to ra tài liu chú thích cho chng trình. Vi cách th nht và cách ba ta có th vit chú thích trên nhiu dòng, vi cách chú thích hai ta ch có th chú thích trên mt dòng. Chú ý: Trong java ta có tht chú thích âu?, câu tr li là: âu có tht c mt du cách thì ó có tht chú thích. . tr các thông tin sau: Ø Các “Frame” cha các trng thái ca các phng thc. Ø Các toán hng ca mã bytecode. Ø Các tham s truyn cho phng thc. Ø Các. cho các nhà phát trin ng dng có th vit các chng trình ng dng internet và web mt cách d dàng, vi java ta có th vit các chng trình s dng các