Cursuri ISP Letitia

Tiberiu Leia: Ingineria Sistemelor de Programe Introducere 1

Ingineria Sistemelor de

Programe

Software Engineering


Competene:

conceperea aplicaiilor software n general i pentru controlul proceselor n special

proiectarea aplicaiilor folosind UML i programarea obiectual (Java)

implementarea proiectelor UML

Cunotine:

programare obiectual, concurent etc.

diagrame UML

Evaluare:

N = 0.33*P + 0.33*E + +0.33*L

P ? ; N = 0.66*E + +0.33*L

P5, E5, L5


Introducere n ingineria software-ului

I. Programarea obiectual (Java)

II. Proiectarea aplicaiilor de control utiliznd UML

III. Exemple de proiectare a aplicaiilor de control a proceselor


II. Proiectarea aplicaiilor de control utiliznd UML

1. Diagrame ale claselor i obiectelor 2. Implementarea n Java a diagramelor claselor i obiectelor 3. Specificarea aplicaiilor de control 4. Diagrame contextuale

5. Diagrame use-cases

6. Diagrame secveniale 7. Diagrame de stare

8. Diagrame ale activitilor

III. Exemple de proiectare a aplicaiilor de control a proceselor


1. Introducere n ISP

Definiie: Ingineria sistemelor de programe conine:

proiectarea, documentarea i ntreinerea software-ului utiliznd tehnologii i practici din tiina calculatoarelor

gestionarea proiectelor

proiectarea interfeelor i

gestionarea componentelor digitale.

Se baza n trecut pe:

programare i

analiza sistemelor Legtura cu aplicaiilor de control era slab

Ingineria implic o disciplin a dezvoltrii programelor. Ea este opus artei.


Obiectivele ISP

Realizarea sistemelor software are n vedere:

conceperea,

dezvoltarea (implementarea) i

verificarea. Realizarea aplicaiilor de control implic n plus determinarea i descrierea comportamentului sistemului condus, precum i legtura dintre sistemul de control i el.

Pentru obinerea rezultatelor software trateaz problemele:

identificrii (problemei, sau aplicaiei)

definirii (aplicaiei)

realizrii i

verificrii ndeplinirii cerinelor i caracteristicilor cerute


Caracteristicile software-ului includ:

funcionalitate

fiabilitate

ntreinere (maintainability)

disponibilitate

testabilitate

facilitate de utilizare

portabilitate

conexiunea cu procesele controlate i

alte atribute

ISP este necesar pentru produse i situaii unde se cere o mare fiabilitate cum ar fi controlul i monitorizarea instalaiilor complexe.


Pentru partea software se utilizeaz tehnologiile:

compilatoare - compilers

depozitarea codului code repository

procesoare de cuvinte word processors

Pentru sistemul condus:

modelare

simulare

Practici:

programarea n echip

revizuirea codului i a algoritmilor de control

gestionarea zilnic a edinelor de lucru


Comparaie ntre Procesul ingineresc i Metoda tiinific

Procesul ingineresc

1. Definete o necesitate ce vrea s fac utilizatorul cu produsul

2. Cercetare de baz caut dac mai sunt produse similare i analizeaz ce fac ele

3. Stabilete criteriile de proiectare 4. Pregtete un proiect preliminar 5. Construiete un prototip i l testeaz 6. Analizeaz produsul i l reproiecteaz dac este necesar 7. Prezint rezultatele

Metoda tiinific 1. Pune o ntrebare

2. Cercetare de baz dac mai sunt abordri ale unei teme similare 3. Formuleaz ipoteze, identific variabilele i diferenele 4. Proiecteaz un experiment i stabilete procedurile de testare 5. Testeaz ipotezele prin efectuarea experimentelor

6. Analizeaz rezultatele i trage concluziile

7. Prezint rezultatele


Metodologia de programare tranziie de la aptitudinile programrii de baz, la procesarea riguroas i dezvoltarea software-ului

Procesele ingineriei software conin:

modele ale ciclurilor de viat

modelarea proceselor

analiza cerinelor

tehnici de specificare

tehnici de garantare a calitii

verificarea i validare

testarea

planificarea i gestionarea proiectelor

Cum se aplic acestea la controlul proceselor tehnice?


*

****

***END***

****

*

Tiberiu Leia: Ingineria sistemelor de programe Programarea n limbajul Java - Introducere 1

Programarea n limbajul

Java

1. Introducere

1. Apariia i evoluia limbajului Java 2. Versiuni

3. Extensii

4. Caracteristici


1. Apariia i evoluia limbajului Java

Java este un limbaj de programare de nivel nalt:

cu scop general

concurent

bazat pe clase i

orientat pe obiecte

Pe baza acestuia au fost dezvoltate un mai multe tehnologii care au fcut din Java unul dintre cele mai utilizate limbaje la ora actual. Prin Java au fost introduse multe idei noi n domeniul World Wide Web-

ului.

Java este un limbaj de nivel relativ nalt n care detaliile mainii nu sunt disponibile direct.


Java are multe elemente comune cu alte limbaje de programare orientate pe

obiecte, dar s-au adus mbuntiri acestora pentru a crea un limbaj de programare mai uor de nsuit i de utilizat.

Limbajul care se afl la originea lui s-a numit iniial Oak (stejar) i a fost conceput (n anul 1990 de ctre o echip condus de James Gosling n firma Sun Microsystems) pentru aplicaii i sisteme nglobate. Mediul actual de JDK (1.5.x) este rezultatul contribuiei unui numr foarte mare de specialiti n mai multe etape.

Prima dat limbajul Oak a fost utilizat ntr-un proiect numit Green care consta din proiectarea unui sistem de control pentru locuine. Acesta trebuia s controleze televizoarele, instalaia de iluminat, telefoanele, etc. Datorit coincidenei numelui (Oak) cu cel al unui alt produs software, acesta a fost schimbat n denumirea actual.


n 1993, dup ce World Wide Web (cu acronimul WWW) a fost transformat ntr-un mediu grafic, s-a constatat c Java este un limbaj potrivit pentru aplicaii de Web. Astfel s-a ajuns ca la construirea unui browser (component software pentru cutare n Internet, numit mai trziu HotJava) care demonstra puterea limbajului.

Firma Sun Microsystems a anunat oficial Java ca limbaj n anul 1995. n anul 1996 au fost publicate pentru prima dat specificaiile limbajului Java (engl.: Java Language Specifications).

Java este un limbaj care pune la dispoziie o structur uor de folosit, modelat pe baza a dou dintre cele mai populare limbaje de programare, C si C++.

Limbajul Java este apropiat de limbajele Visual Basic, Pascal i Delphi.


Proiectanii limbajului JAVA au eliminat multe dintre dezavantajele din limbajele C si C++, dar au pstrat avantajele acestora cum ar fi proiectarea orientat pe obiecte.

Interfaa JAVA API a limbajului este mai prietenoas i mai comod de utilizat dect componentele similare din limbajul C++. Bibliotecile de clase

Java ocup un volum mai mic dect cele similare din C sau C++.


2. Versiuni ale limbajului Java

Dei firma Sun MicroSystems a nceput lucrul la limbajul Java n 1990, doar n 1995 a aprut prima versiune comercial. Limbajul Java poate fi utilizat pe sisteme de operare ca: Windows 95,

Windows 98, Windows 2000, Windows NT, Windows XP, Sun Solaris,

Macintosh i diverse siteme Unix. Pentru dezvoltarea programelor exist mediile Java Developer's (sau Development) Kit (cu acronimul JDK, adic kitul dezvoltatorului Java, sau kitul de dezvoltare Java) sau SDK (acronim de la Software Developers Kit):

JDK 1.0.2 - din 1996

JDK 1.1 din 1997

JDK 1.2 din 1998

JDK 1.3 din 2000

JDK 1.5 din 2006


JDK 1.6

JDK 1.7

Un astfel de kit este "free" i se gsete n site-ul lui Sun JavaSoft ORACLE: http://www.oracle.com/technetwork/java/index.html.

Java Developer's Kit conine utilitare software necesare pentru crearea i dezvoltarea aplicaiilor:

javac - compilatorul Java

java interpretorul aplicaiilor Java

jdb - depanatorul Java

javadoc - programul de documentare Java

appletviewer - utilitar pentru vizualizarea applet-urilor Java

javap - dezasamblor pentru clase Java etc.


Exist medii de dezvoltare integrate (comerciale) pentru realizarea programelor Java cum ar fi:

Symantec Visual Cafe sau un compilator Just-In-Time

Borland JBuilder, (3.0, 3.5, 4.0 i BC++5.0/Java)

SuperCede

Rog Wave JFactory

Natural Intelligence Roaster

SunSoft Java WorkShop

Kalimantan - Kalimantan

WebGain Visual Cafe (3.0, 4.0 i 4.1)

Metrowerks Code Warrior Pro 4 i 5

IBM Visual Agew for Java 3.0 i 3.5

Sun Forte 2.0 Community Edition

Eclipse 3.0, 3.1. 3.2. etc. (free)

NetBeans IDE 6.9.1 (free)


3. Extensii standard

Java API conine biblioteci de coduri compilate care pot fi utilizate n programe. API este acronimul de la Application Programing Interface

adic interfaa de programare a aplicaiilor.

Firma Sun Microsystems a grupat mediile corespunztoare platformei Java 2 n trei tehnologii:

J2ME (Java 2 Micro Edition) J2SE (Java 2 Standard Edition) J2EE (Java 2 Enterprise Edition).


Fiecare dintre ele este nzestrat cu utilitarele necesare pentru dezvoltarea produselor:

JVM (Java Virtual Machines) care se potrivete la toate aplicaiile Biblioteca API care este specializat pentru fiecare categorie de aplicaii n

parte

Utilitare pentru dezvoltare i dispozitive pentru configurare Un profil care este o specificare a setului minim de API-uri util pentru

diferite tipuri de dispozitive (cum ar fi telefoane cu ecran, dispozitive de

control pentru automobile, asistent digital etc.)


Tehnologia J2ME se adreseaz unei arii vaste de aplicaii. Tehnologia CDC (acronim de la Connected Device Configuration)

standardizeaz o JVM portabil, destinat utilizrii la dispozitive electronice nglobate care sunt caracterizate de existena unor resurse mai modeste cum ar fi:

Procesoare cu 32 de bii Memorie 2Megabii sau mai mult (RAM + ROM) Conectare la un tip anume de reea Interfa cu utilizatorul avnd diferite grade de complexitate.

Sunt cunoscute i utilizate urmtoarele extensii: Enterprise API, Commerce API, Management API, Server API, Media API, Security API,

Java Beans API, Embedded API.


Enterprise API Aceasta este extensia limbajului Java pentru ntreprinderi i const dintr-un mecanism formal pentru conectarea sistemelor informaionale. Enterprise API are urmtoarele subseturi:

JDBC (acronim de la Java Database Connectivity) conexiunea limbajului Java cu bazele de date,

IDL (acronim de la Interface Definition Language) limbaj pentru definirea interfeelor,

RMI (acronim de la Remote Method Invocation) invocarea (apelarea) metodelor de la distan.

JDBC definete o interfa structurat pentru baze de date SQL (acronim de la Structured Query Language). Aceasta se bazeaz pe un protocol pentru manevrarea datelor. JDBC API ofer procedee consistente pentru accesarea i manevrarea datelor din bazele de date.


IDL ofer un mod pentru conectarea programelor client la reeaua de calculatoare folosind un protocol industrial standard pentru comunicaii client/server. Are componentele:

cadru de dezvoltare pentru client care permite proiectarea miniaplicaiilor sau a aplicaiilor independente,

cadru de dezvoltare pentru serveri (destinai aplicaiilor Java pentru reea),

utilitare de dezvoltare care genereaz automat coduri stub pentru interfee RMI.

RMI definete interfee pentru apelarea metodelor (funciilor) obiectelor distribuite.


Commerce API Ofer soluii pentru dezvoltarea tranzaciilor comerciale pentru Web. Aceasta are componente pentru:

infrastructur permind construirea unui cadru arhitectural pentru interaciunile elementelor constitutive ale sistemului informaional,

baze de date de informare (engl.: information database) coninnd metode de plat i metode de expediere facilitnd operaiile de criptare i schimb de informaii pentru furnizorii de servicii comerciale,

casete de plat (engl.: payment cassetes) care sunt nite module software implementnd protocoale financiare specifice permind astfel introducerea modului de plat electronic.


Management API Ofer soluii pentru sisteme integrate de gestiune. Are n acest scop

interfee, clase i miniaplicaii. Utiliznd Management API se obine o abordare unitar pentru rezolvarea problemelor complexe, dezvoltarea sau ntreinerea resurselor i crearea unor servicii pentru o reea eterogen.

Management API include urmtoarele componente:

Admin View Module (AVM) modulul de vizualizare administrativ este o extensie la Java Abstract Window Toolkit (AWT) care ofer faciliti pentru crearea aplicaiilor integrate de gestiune,

Base object interfaces interfeele obiectelor de baz definesc tipurile obiectelor nucleului folosit pentru resurse distribuite i servicii pentru un sistem de gestiune,

Management container interfaces - interfeele containerelor de gestiune definesc un mod pentru gruparea mpreun a obiectelor n scopul unei mai bune organizri facilitnd abordarea orientat pe grupuri pentru controlul gestionrii resurselor n sisteme complexe,


Management notification interfaces interfeele de semnalare pentru gestiune definesc un fundament central pentru gestionarea evenimentelor,

Manages date interfaces interfeele pentru date gestionate ofer un mod pentru conectarea atributelor obiectelor gestionate, cu o baz de date relaional folosind JDBC, asigurnd o legtur transparent ntre resursele gestionate i bazele de date externe,

Management protocol interfaces interfeele pentru protocoale de gestiune sunt folosite de Java Security API i Java RMI pentru securitatea obiectelor distribuite,

Simple Network Management Protocol (SNMP) interfaces interfeele protocolului pentru gestiunea reelei ofer soluii pentru rezolvarea problemelor de comunicare ntre diferite tipuri de reele,

Applet integration intefaces interfeele pentru integrarea miniaplicaiilor specific modurile de introducere a ale acestora n aplicaiile de gestiune.


Server API

Compania JavaSoft ofer prin acest pachet alternative pentru rezolvarea aplicaiilor care folosesc server-i. Astfel crete funcionalitatea aplicaiilor oferind un suport pentru:

administrare

controlul accesului i

tratarea dinamic a resurselor. Se realizeaz astfel un cadru pentru extinderea server-ilor i servlet-urilor. Un servlet este un obiect Java care extinde funcionalitatea unui server de informare. Servlet API ofer extinderile necesare pentru crearea servlet-urilor i pentru integrarea lor cu serverii de informare. Un servlet API este echipat astfel nct s poat trata complet relaiile dintre servlet i clieni. Se creeaz astfel posibilitatea ca programele s fie simple i stabile.


Media API

Iniial Java API admitea introducerea n aplicaii i miniaplicaii numai de imagini stocate n fiiere gif sau jpg. Sunetele care puteau fi redate (numai) n miniaplicaii trebuiau s provin din fiiere cu extensia au. Media API este proiectat s fie mai deschis i mai extensibil. Sunt adugate urmtoarele subseturi:

Media Framework API trateaz funcionalitatea temporizrilor de nivel cobort cerut de unele aplicaii. Sunt oferite i mecanisme de sincronizare performante. Prin utilizarea acestor faciliti se poate sincroniza banda de sunet a unui film cu imaginile corespunztoare. Acest subset servete la crearea fluxurilor, comprimrilor i surselor de date live (n direct).

2D Graphics extinde funcionalitatea claselor AWT oferind un suport puternic pentru primitivele graficii 2D i pentru o mare varietate de dispozitive de ieire (ex., pentru imprimante). n acest subset sunt definite


ntr-un mod uniform modele grafice care creeaz funcii grafice ntr-o singur structur.

Animation API folosete grafica 2D ca baz pentru implementarea obiectelor grafice animate 2D sau sprites (spiridui). Sunt folosite mecanisme de temporizare i sincronizare.

3D Graphics API ofer extensii cu performan ridicat pentru grafica 3D. Subsetul ofer un suport pentru limbajul VRML (acronim de la Virtual Reality Modeling Language). Acest limbaj de modelare a realitii virtuale permite afiarea unor pagini Web 3D interactive.

Video API servete pentru descrierea micrilor n Java. Este oferit un suport pentru gestionarea i prelucrarea imaginilor Video fie ca flux, fie ca scenariu memorat (stocat) pe un mediu.

Audio API este similar cu subsetul precedent, dar servete pentru audio. Subsetul conine clase audio 3D i clase care faciliteaz eantionri i sintetizri audio.


MIDI API (acronim de la Musical Instrument Digital Interface) reunete temporizarea evenimentelor muzicale din Java cu standardul MIDI. Se

definete un protocol bazat pe timp pentru comunicarea (semnalarea) i stocarea evenimentelor cum ar fi cele care reprezint evenimente muzicale.

Share API definete un mod n care au loc n reea comunicaii multiparty. Se ofer un suport pentru sincronizri i gestionarea sesiunilor.

Telephony API creeaz faciliti pentru interaciuni cu telefoanele. Printre funciile subpachetul se regsesc cele necesare la crearea teleconferinelor i identificarea apelatorului (engl.: caller ID).


Security API

Ajut la remedierea restriciilor miniaplicaiilor de a citi sau scrie din, respectiv n fiiere locale. n plus, exist clase pentru rezolvarea problemelor introducerii semnturii digitale i a autentificrii. Criptografia cuprinde algoritmi i tehnici pentru aranjarea datelor astfel nct s fie de nerecunoscut de ctre altcineva, diferit de destinatar.

Semntura digital este o tehnic de identificare electronic care are aceleai scopuri ca i cea manual.

Autentificarea este un proces de verificare a unei aciuni pe baza unui control al securitii.


Java Beans API

Acesta este un pachet introdus cu scopul reutilizrii componentelor software. Sunt introduse mecanisme pentru calcul distribuit fr s se suprancarce cu un nucleu pentru realizarea lui. Sunt oferite soluii pentru invocarea metodelor de la distan. JavaBeans include un suport pentru specificarea proprietilor temporale.


Embedded API

Conine un set minimal pentru realizarea funcionalitii Java destinat utilizrii n sisteme nglobate. Sistemele nglobate sunt instalaii sau echipamente care conin sisteme de calcul. Ca exemple se pot da mainile de splat, automobilele, mainile unelte, echipamentele medicale, echipamentele militare etc. care conin microprocesoare. Multe sisteme nglobate nu au nevoie de ieiri grafice, prin urmare nu este nevoie de pachetul java.awt care conine clase pentru interfee grafice. Embedded API conine un limbaj, un utilitar i clase pentru realizarea operaiilor intrare/ieire.


4. Caracteristicile limbajului Java

Simplu Au fost eliminate multe dintre trsturile existente n alte limbaje de nivel (exemplu C) nalt care nu sunt neaprat necesare cum ar fi pointerii, structuri, suprascrierea operatorilor, abloane, fiiere antet, motenirea multipl etc. A fost eliminat noiunea de adres explicit a unui obiect.


Orientat pe obiecte Se bazeaz pe programarea orientat pe obiecte. Se utilizeaz clase pentru organizarea codului n module logice. n momentul execuiei se creeaz obiecte cu aceste clase. Clasele pot fi dezvoltate folosind motenirea simpl i agregarea. Programele Java sunt modulare i flexibile. JAVA este un limbaj complet orientat pe obiecte (OOP).

Un alt aspect pozitiv al acestui limbaj este acela c elimin pointerii (fapt care duce la simplificarea modului de programare, precum i la mbuntirea securitii programelor) i administreaz automat memoria.


Tastat static

Toate claseele utilizate n program trebuie introduse n cod nainte de

utilizare. Ca urmare a tastrii programului se obine codul surs.

Compilat i interpretat

Programele Java sunt att compilate ct i interpretate. Dup terminarea scrierii unui program Java, codul surs va fi compilat ntr-un format de nivel intermediar (mediu), numit cod de octei (engl.: bytecode). Acest cod de octei poate fi apoi rulat, fiind interpretat de mediul de execuie Java. Codul de octei nu are nici o instruciune specific platformei. n timpul compilrii se verific multe erori posibile care rmn nedetectate n alte limbaje.

Codul de octei este diferit de codul main. Codul main este reprezentat printr-o succesiune de bii 0 i 1. Codurile de octei sunt seturi de instruciuni care seamn mult cu codul scris ntr-un limbaj de asamblare.


Calculatorul poate executa direct codul maina, ns codurile de octei trebuie interpretate nainte de a fi rulate.

Codul main poate fi folosit numai pe platforma pentru care a fost compilat.

Spre deosebire de acesta, codul de octei poate fi folosit pe orice platform care folosete mediul de execuie Java corespunztor. Aceasta posibilitate asigur neutralitatea limbajului Java din punct de vedere al arhitecturii hardware. Independena fa de maina pe care este executat programul constituie marele avantaj al limbajului Java fa de alte limbaje i i confer o portabilitate maxim.


Interpretorul

Interpretorul Java este un program care preia fiiere cu coduri de octei. El transform codul de octei ntr-un set de instruciuni (n cod main) pe care calculatorul le poate nelege.

Procedeul folosit pentru crearea codului de octei const din compilarea codului surs pentru un calculator virtual (inexistent). Acest calculator imaginar este numit Maina Virtual Java (engl.: Java Virtual Machine, cu acronimul JVM) i exist doar n memoria calculatorului.

Operaia Editare Compilare Interpretare (i execuie)

Utilitarul Editor de

texte

Compilator Java Interpretor Java

Rezultatul Fiier surs Fiier executabil (cod de octei)

Execuie program Java


Compilatoarele Just-In-Time produc la cere instruciuni n cod main (adic rezultatul este un cod executabil). Nivelurile de interaciune ale unui program JAVA sunt:

Aplicaia utilizatorului Obiectele i clasele Java API

Maina virtual Java Sistemul de operare: Unix, Windows, etc.

Neutru din punct de vedere arhitectural

Programele Java sunt portabile, adic pot fi executate pe platforme diferite sub diverse sisteme de operare. Neutralitatea din punctul de vedere al

arhitecturii este asigurat prin implementarea unui interpretor Java pentru fiecare arhitectur.


Portabil

Noiunea de portabilitate este legat de cea precedent. n Java toate datele primitive (ntregi, virgul mobil etc.) sunt de dimensiuni diferite n funcie de maina i sistemul de operare pe care este executat programul. n plus, aplicaiile Java sunt portabile deoarece compilatorul a fost scris n Java, iar mediul de execuie respect standardul POSIX acordul C.

Multifir

Programele Java pot avea mai multe fire de execuie.

Cu administrarea automat a memoriei Programele Java se bazeaz pe obiecte care sunt create prin instaierea claselor. Eliberarea spaiului ocupat de acestea cnd nu mai este nevoie de ele se face automat. n acest scop exist colectorul de reziduuri (engl.: garbage collector) care elimin spaiul alocat obiectelor care nu mai sunt necesare.


Dinamic

Deoarece nu exist faza de legare dup compilare, problema rezolvrii adreselor n Java este amnat pn n momentul execuiei. Abia atunci interpretorul Java realizeaz legarea numelor din clase i plaseaz obiectele n memorie. Prin urmare, n Java nu se calculeaz desfurarea (aeazarea) obiectelor n memorie dect n momentul execuiei. n cazul adugrii unei noi metode ntr-o clas, nu trebuie recompilate toate clasele care utilizeaz aceast clas, ci numai acelea care utilizeaz metoda respectiv.

Obiectele se creeaz i se distrug n timpul execuiei programului.


Robust

Interpretorul Java verific toate accesrile realizate n cadrul programului (indiferent dac sunt accesate obiecte interne sau externe, software sau hardware). Dac apar erori sau situaii anormale se semnaleaz aceste excepii evitndu-se blocarea execuiei programului. Java nu permite manevrarea direct a pointer-ilor. Aceasta face imposibil suprascrierea memoriei cu date corupte. De asemenea, Java utilizeaz n timpul execuiei colectorul de reziduuri n loc de eliberarea explicit a memoriei (ca n C) evitndu-se astfel multe necazuri.


Distribuit

Limbajul Java a fost conceput pentru a rezolva problemele legate de

conexiunea n reea. Programele Java pot utiliza clase (ca URL de exemplu) pentru accesarea unor servere sau alte obiecte de la distan. n Java se pot scrie aplicaii independente (engl.: stand alone applications) i miniaplicaii (sau applet-uri) care s fie incluse n pagini HTML n servere de Web i executate pe mainile utilizatorilor. Limbajul Java include un set de biblioteci de reea care utilizeaz protocolul TCP/IP (pentru conexiunea n reea) i protocoale pentru transmiteri de informaii ca HTTP i FTP.


Sigur

Sistemul Java efectueaz controale i impune restricii privind accesrile unor componente eliminnd astfel posibilitatea de rspndire a viruilor sau producerea unor daune de ctre utilizatori ru intenionai. Neavnd pointeri se poate controla bine codul care exist n mediul Java. Pentru aceasta s-a introdus conceptul de verificare a byte-code-ului. Se asigur c:

referinele nu-i depesc limitele

nu se realizeaz transferuri ilegale de obiecte

nu se depete superior sau inferior stiva (pentru operanzi)

toi parametrii transmii funciilor sunt de tipul corespunztor.

n Java clasele sunt unitile de execuie de baz, iar securitatea este implementat la cest nivel. Clasele din sistemul local sunt prelucrate separat de cele din alte sisteme. Aceasta previne ca s fie suprascris codul local de ctre alte sisteme cu coduri care nu sunt de ncredere.


Pentru creterea siguranei, miniaplicaiile (ncrcate din Web) sunt monitorizate fiind mpiedicate s scrie n fiiere ale utilizatorului sau s apeleze metode native. Conexiunea printr-un soclu de reea folosind protocolul TCP/IP nu poate fi dect de la calculatorul propriu la serverul din

care a fost ncrcat miniaplicaia.

Exist Security Manager!


Extensibil

Programele Java accept metode native, adic funcii scrise n alte limbaje de programare (asamblare, C etc). Acestea sunt legate dinamic n timpul

execuiei obinndu-se astfel performane mai bune.

Concluzie: Limbajul JAVA a fost proiectat pentru:

folosirea n medii de reea (distribuite);

asigurarea unei performane ridicate;

reutilizarea codului;

asigurarea securitii restricii de securitate implementate n structura de baz a limbajului.


Compararea cu limbajul C

Spre deosebire de limbajul C, n Java nu exist:

pointeri

fiiere antet separate

funcii independente

motenire multipl.

Cu toate aceste diferene, Java seamn destul de mult cu limbajul C++. La ntrebarea dac s se utilizeze Java sau C++, se pot afirma urmtoarele:

Att Java ct i C++ servesc la implementarea unor probleme similare.

Exist clase att pentru Java ct i pentru C++ n scopul implementrii unor aplicaii similare.

Implementrile unor aplicaii n Java nu duc la ridicarea vitezei de execuie fa de implementrile n C sau C++, ba chiar pot duce la reducerea acesteia din cauza controlului accesului.


Adausul de siguran pe care l aduce Java se face cu preul scderii vitezei de execuie a programelor.

Pentru ridicarea vitezei de execuie a aplicaiilor concepute n Java se pot utiliza metode native (scrise n limbaje de asamblare, sau chiar C) pentru

anumite seciuni critice din punctul de vedere al timpului.

Timpul necesar crerii unei aplicaii n Java este mai sczut dect n cazul implementrii n C i C++ .

Un program scris n Java este mult mai uor de neles dect unul similar scris n C sau C++. Aceasta face ca actualizarea i ntreinerea unor programe scrise n Java s fie mai simpl.

Eliminarea necesitii distrugerii explicite a obiectelor ca i a eliminrii cerinei de eliberare a spaiilor de memorie alocate, face ca programele scrise n Java s fie mai uor de conceput i s fie de calitate superioar celor din C.


Fiind independente de platform, programele Java se pot distribui mai uor dect cele similare scrise n C. Applet-urile pot fi actualizate mai uor dintr-un server de Web.


Domeniile de utilizare ale aplicaiilor Java

Cele mai semnificative aplicaii ale limbajului Java sunt n:

aplicaii de control

sisteme nglobate (ncorporate) - aplicaii nglobate

sisteme distribuite n general

sisteme de control distribuit

conexiuni cu sistemele de baze de date

construirea de interfee grafice

aplicaii care necesit animaie, simulri etc.

aplicaii n pagini web


*

****

***END***

****

*

Tiberiu Leia: Software Engineering Java Programming Language Programming Basic Elements 1

Java Language

Programming

Basic Programming Elements


Content

1. Stand alone applications and mini-applications

2. Name and identifiers

3. Java program structure

4. Data types

5. Operators

6. Flow execution control


1. Stand alone applications and mini-applications

Mini- applications = applets

stand alone application)

= program that can be used independently.

They have main() method

public static void main (String[] args)

launching the execution (run program) Java interpreter java numeProgram


Applet

A Java program that extends Applet class.

This class doesnt contain main method the program cannot be launched using Java interpreter.

They are used in Web pages (via HTML file).

Web server

browser (ex. Internet Explorer, Mozilla Firefox).


2. Names and Identifiers

An identifier is a sequence of unlimited length of letters and digits where

the first is compulsory a letter.

They are string of characters representing names given to variable, classes or

methods.

They should differ from keywords (including null, false and true).

Names are used for referring entities like packages, class types, interfaces,

type members, parameters, local variables etc.

The names can be:

simple - ex.: xxx

composed sequences of identifiers separated by ".". ex.: xxx.yyy.zzz


abstract do import public try

boolean double instanceof return void

break else int short volatile

byte extends interface static while

case final long super

catch finally native switch

char float new synchronized

class for null this

const goto package throw

continue if private throws

default implements protected transient

Keywords


Ex.:

java.awt.BorderLayout

java.lang.System.out.println()


3. Java Program Structure

Lexical entities:

comments

keywords

identifiers

literals

separators signs ({, }, [, ], ;, . and ,) used to separate lexical entities

operators

Variables

Constants

Expressions


Instructions lexical units that describe what the program has to perform the instructions are separated by ;.

Code block { instructions; }.

packages

subpackages


Source files

Code source filename.java

Compiler javac filename.class

Package declaration:

package NumePachet;


Program example: /** Program name

* Comments

*/

public class NumeClasaPrincipala

{

/**

* Metoda principala a aplicatiei *

* Se pot transmite parametrii prin tabelul de

argumente */

public static void main (String[] args)

{

// Aici se adauga codul programului

System.out.println("Salut! Merge programul!");

}//terminare metoda main

}


Compilation javac

Running

java NumeClasaprincipala


4. Data Types

Type variabileName;

Variable types in Java:

reference - classes, interfaces, arrays (or null) and

primitive data.

Where are they used?


Primitive data types

Type Significance Dimension Minim Maxim

byte Integer 8 bii -128 +127

short Integer cu semn 16 bii -32768 32767

int Integer cu semn 32 bii -2147483648 2147483648

long Integer cu semn 64 bii -263 263-1

char Integer fr semn 16 bii Characters Characters

float Float point

Virgul mobil n simpl precizie

32 bii -3.40282347*1038 3.40282347*1038

double Virgul mobil n dubl precizie

64 bii -1.7976931348623157

0*10308

1.79769313486231

570*10308

boolean Val. boolean 32 bii false true


Data can be:

1. numerical - integers: byte, short, int, long, char; 2. numerical - real: float, double. 3. boolean - logical 4. character - char.

In Java are used for characters the standard Unicode (Wide Character) with

38.885 characters.


String data1;

String data2=sir de caractere; String data3=new String("alt sir");


Data types declarations:

byte varByte; // variabila de 8 biti

short varShort; // variabila de 16 biti

int varInt; // variabila de 32 biti

long varLong; // variabila de 64 biti

long varLong=1L; //atribuire

long varLong=2l;

float varFloat; // variabila de 32 biti

double varDouble; // variabila de 64 biti

char caracter; // variabila de un caracter

char caracter = c; //declara variabila caracter

si ii atribuie //valoarea c

boolean val=true;


Arrays:

int Matrice1[]; //

float Matrice2[][]; //

Matrice2 mat=new float[3][4];

int[] matrice3=new int[5];

mat i matrice3 sunt date de tip referin (reference type).

String[] str= {"unu", "doi", "trei"};

int[] tab= {1, 3, 5, 2, 34};


5. Operators

1. Assign operator - "=".

add (+=)

subtract (-=)

multiplication (*=)

divide (/=)

modulo (%=)

AND (&=)

OR (|=)

EXCLUSIVE OR (^=)

int x=y=z=25;

a = 3; // atribuie variabilei a valoarea 3


a - = 5; // atribuie variabilei a rezultatul operaiei a 5. (scdere i atribuire)

a * = 2; // atribuie variabilei a rezultatul operaiei a * 2. (nmulire i atribuire)

a / = 5; // atribuie variabilei a rezultatul operaiei a / 5

2. Binary arithmetic operators:

add (+) ex.: a+b

subtract (-) ex.: a-b

multiply (*) ex.: a*b

divide (/) ex.: a/b

modulo (%) ex.: a%b

3. Unary arithmetic operators:

decrement (-) ex.: a--


increment (+) ex.: a++

minus sign (-)

plus sign (+)

int x=3, y, z;

y=++x; // x este incrementat inainte de atribuire

z=y--; //intai se face atribuirea si apoi decrementarea

z=-y; //atribuie valoarea lui y cu semn schimbat

x=~y; //atribuie valoarea lui y cu complementare pe biti

float f1=3.15, f2;

f2=f1++;

f3=++f1;

f1=5.15, f2=3.15 i f3=5.15.


Order:

int < long < float < double

4. Relational operators:

equal (==)

different (!=)

greater (>)

smaller (=)

smaller or equal (


5. Logical operators:

- conditional and AND (&&) or OR (||)

- boolean - NOT (!) - AND (&) - OR (|) - XOR (^)


6. Bit operators

Operator Operation Example

= Atribuire a = b

> Mai mare dect a > b

< Mai mic dect a < b

= b

== Egal cu a == b

!= Nu este egal cu a != b

! Negaie logic !a

~ Negaie logic pe bii ~a

?: Operatori condiional a ? expr1 : expr2

&& I (conditional AND) a && b

|| SAU (conditional OR) a || b


++ Incrementare a++ or ++a

-- Decrementare a-- or --a

+ Adunare a + b

- Scdere a - b or -b

* Multiplicare a * b

/ mprire a / b

% Modulo a % b

& I pe bii (bitwise AND) a & b

| SAU pe bii (bitwise OR) a | b

^ SAU EXCLUSIV pe bii (XOR) a ^ b

Deplasare dreapta a >> b

>>> Deplasare dreapta cu umplere cu

zero

a >>> b

+= Atribuie rezultatul adunrii a += b


-= Atribuie rezultatul scderii a -= b

*= Atribuie rezultatul nmulirii a *= b

/= Atribuie rezultatul mpririi a /= b

&= Atribuie rezultatul lui I pe bii a &= b

|= Atribuie rezultatul lui SAU pe bii a |= b

^= Atribuie rezultatul lui SAU

EXCLUSIV pe bii a ^= b

%= Atribuie rezultatul lui modulo a %= b

= b

>>>= Atribuie rezultatul deplasrii la dreapta cu umplere cu zero

a >>>= b


7. Concatenation operator for string of characters +.

String s1=qwe;

String s2=M;

String s3;

s3=s1+s2;


6. Instructions for the control of execution

if,

for,

while,

do while, switch,

break and

continue.


if instructions 1) if (expresie_conditie) instructiune;

2) if (expresie) {

instructiuni;

}

3) if (expresie) instructiune else instructiune;

4) if (expresie) {

instructiuni;

}

else

{

instructiuni;

}


5) test ? rezultat_adevarat : rezultat_false;

z = (x < y) ? x : y;

if ((a==true) || (b==false)) { ....}


switch switch (test) {

case valoareUnu : rezultatUnu;

break:

case valoareDoi : rezultatDoi;

break;

case valoareTrei : rezultatTrei;

break;

..

default : rezultatImplicit;

}


for loop

for (initialization; test; increment) instruction;

or

for (initialization; test; increment) {

instructions;

}


for (int i=0; i


while and do while while (condition) {

corpulBuclei;

}

do {

corpulBuclei;

} while (condition);


Example:

int contor=0;

while (contor < 10)

{

System.out.println(In bucla: contor= + contor);

contor++;

}

int i=1;

do {

System.out.println(In bucla: i= + i);

i++;

} while (i


Instructions: break and continue

label_1: while () {

if () break label_1; continue;

. }//end while


*

****

***END***

****

*

Tiberiu Leia: Software Engineering Object Oriented Programming 1

3. Object Oriented Programming 1 (programarea orientat pe obiecte)

1. Justification

2. Objects

3. Classes

4. Fields

5. Methods

6. Constructors

7. Domains and visibility

8. Object creation and destruction

9. Inheritance

10. Aggregation


1. Justification

Object Oriented Programming (OOP) is an evolution of structured

programming.

Advantages:

development of software project is more easier

code reusing

divide the team work

program debugging

program maintenance, etc.


Characteristics:

Everything is an object or a class

A program is a bunch of objects telling each other what to do by sending messages. Classes are accepted too.

Each object has its own memory made up of other objects

Every object has a type (class)

All objects of a particular type can receive the same messages.

An object has an interface=the request you can make of an object

the methods it implements.

The objects can be manipulated using their references.


2. Objects

An object is a block of data and operations. The executions of operations

depend on the objects states.

The object has variables (attributes) instantiated and methods to

manipulate them, composing an atomic unit.

Usually only the services are visible. The implementations are concealed

partially or totally. Data and methods are encapsulated.

method = a way to do something = a service provided for other objects

Each object has a memory area. It is allocated at the object creation

(instantiation). The variables storied in the object memory area are named

instance variables. (variabile de instan)


Object

Method

Data

Message Answer

Fig. 3.1. Object structure

Encapsulation = the procedure to

pack the objects data and methods together. (ncapsulare)

An object has a visible part and a

hidden part. The encapsulation

conceals the object implementation

and forbid the access to data and

methods that are not public.

Operation solicitations are method calls = send messages


The messages contain:

different primitive data types simple data;

other objects = reference type data

registrations

The object chooses the method that fulfils the requested service.

polymorphism = methods accept interchangeable objects as parameters

methods implement the object behaviors

object creation a name is given to a region of storage

A method is a name for an action.


3. Classes

class = a template for object creation (or instantiation). The objects

have specified properties.

Class = a structure that defines data and methods

A class is a classifier which describes a set of objects that share the same

features

constraints

semantics (meaning).

Class defines the object internal structure (attributes or properties) and describes its functionality (behavior) by methods

A class is a definition of properties common to a group of objects.


class members

ClassName = identifier

Package

PackageName.ClassName

ClassName

Data fields

setData

methods

Message

Answer

General structure of a class

getData

Methods

Constructors

Method main


Features of a class are attributes and operations.

Attributes of a class are represented by instances of property that are owned

by the class. Some of these attributes may represent the navigable ends of

binary associations.

Objects of a class must contain values for each attribute that is a member of

that class.

A property is a structural feature which could represent an attribute of a

classifier or an attribute of association.


Any non-abstract class can be instantiated.

When a class is instantiated

- the property represents a value or collection of values associated with an instance of one or more types.

The set of classifiers is called the context for the property.

In the case of an attribute the context is the owning classifier.

In the case of an association end the context is the set of types at the other

end or ends of the association.


Inheritance (motenire)

superclass subclass subclassing Ex. class X extends Y

class SubClass extends SuperClass

C++ multiple inheritance

Java simple inheritance only one class can be inherited

immediate inherited

class hierarchies

SuperClass

+Attribute1+Attribute2

+Operation1()+Operation2()

SubClass


+Operation1()+Operation3()+Operation4()


Object

attributes

methods

Class1

attributes

methods

Class2

attributes

methods

Class3

attributes

methods

All the hierarchies have Object

class as an ancestor direct or indirect inheritance

UML representation

of class extension

relation inheritance

Attribute - data that characterize a

class. Attributes are obtained by

abstraction of information

(processed by a point of view).


Creation of an object instantiation of a class

(instaniere)

Cannot be an object without the corresponding class

Not all the classes have to be instantiated.

How can be used the classes that are not instantiated?


Class definition

[modifiersList] class ClassName [extends SuperclassName]

[implements interfaceList]

{

ClassBody

}

[] optional.

modifierList keywords: public, abstract, final, etc.


Class Members

Member domain

Type memberName; //declaration

{

//memberName domain

}

Access modifiers: public, protected and private.


4. Fields

Class variables and instance variables (variabile de clas)

A variable is an item for data named by an identifier.

Class variables = static variables

They have static modifier.

Example:

static int i=5;//class variable

static Type variableName;

Reference manner:

ClassName.variableName

objectReference.variableName It is not accepted by all compilers for static variables!


Instance Variables (variabile de instan)

Example:

int i=5;//instance variable

Reference manner:

objectReference.variableName


Attribute declaration

Attributes are primitive data or reference data (constructed from class or

arrays).

[modifiersList] DataType variableDeclarationList;

modifierList contains:

access modifiers (public, protected or private)

final

static

transient and

volatile.


DataType contains:

primitive data types

any class type

any interface reference type

any array (it is a class type).(tablou - vector)

variableDeclarationList

public int x=10, y, z; //instance variable


5. Methods method = function service or behavior

Method declaration

implementation = { //sequence of instructions }

A method has: definition and body

The method definition has:

return type of the variable may be void

name

list of arguments - may be empty. method signature = returnType+name+parameterList


Method declaration:

[modifierList] ReturnType methodName([argumentList]) [throws

exceptionList]

{

methodBody;

}


modifierList:

public Accessible for anybody

protected accessible by same package classes and subclasses outside the package

private accessible from the same class

abstract

static

final cannot be modified

synchronized for threads native native methods (C, C++, FORTRAN or assembly language).


The list of method arguments

variables declarations scope

In a class can be two or more methods with the same name. They have to

differ by:

number of parameters or their type


Example:

public class ClassName {

static void met1() {

System.out.prinln("Method1");

}


System.out.println("Method 2");

}

public static void main(String args[]) {

met1();met2();

}

}


Method overwriting

Method signature

Overwriting a method in a subclass the method from the superclass is concealed in the subclass by the

new implementation

SuperClass


+met1()+met2()

SubClass


+met2()+met3()

public class SuperClass {

//attributes .


System.out.prinln("Method1");

}



}

}

public class SubClass extends SuperClass {

//attributes .


System.out.prinln("Method2- SubClass");

}



}

}


objectReference.methodName(); //instance method call

ClassName.methodName();/class method call

int a[]=new int[3]; // object creation

...........................

public void met(int arg[]) {

arg[0]=1;

arg[1]=2;

arg[2]=3;

return; // when return, the arrays elements are changed

}

.................

met(a); // method call

What does a[] contain after the return from the call?


Class methods with static modifier

and instance methods without static modifier

How can they be called?

ClassName.staticMethod()

objectReference.instanceMethod()


Math Class

(sin, cos, tan, random etc.)

float y=Math.sin(x);


6. Constructors

A class can have one or more constructors.

A constructor is a kind of specialized method that is called at the object

creation. It initializes some object data or creates some new reference data.

In a class can be more constructors with different numbers of arguments

or different types of arguments.

default constructor it has no arguments


Constructor declaration

The name must be the same of the class name. It cannot return any value

(including void).

[modifierList] ClassName([parameterList]) [throws exceptionList]

modifierList: private, protected, public, abstract, static, final, native,

synchronized.

The constructors body can contain as a first line:

this(parameterList)

or

super(parameterList)


Constructor signature

If a class has not any declaration of a constructor, the default constructor is used.


public class Name extend SuperClassName{

public Name(int nr) { // constructor

super();

}

//Calling constructor from constructor

public Name(int nr, char c) { // constructor

this(nr); // call of the first constructor (SuperClassName)

}

public void methodName {//method

//method body

}

}


Class Extension

The constructor overwriting.

Initialization:

Primitive type: boolean char byte short int long float double

Implicit value false null 0 0 0 0L 0.0F 0.0d


Initializers (iniializatori)

String[] tablou=new String[] {

nume1, nume2, nume3 };

What does perform the following instruction?

System.out.println(tablou[0]);


7. Domains and visibility (domeniu i vizibilitate)

Variables and methods domains (scope) and visibility depend on the

place where they were defined.

C language allows global data and global functions. It is not the case of

Java.

Domain = scope

A variable scope is the region of a program where the variable can be

referred to by its simple name.

Scope visibility

Visibility determines whether the variable can be used from outside of the

class within it is declared. Visibility is set with an access modifier.


In some part of a program, a variable can be shadowed by other

declarations. There, the variable name is used by another declaration.

Unlike other language, some Java compilers do not accept the

construction:

{

int a=1;

{

int a=2;

a= ;// confusion which a?

}

}


8. Object Creation and Destruction (crearea i distrugerrea obiectelor)

Creation

An object (instance) is created dynamically using a class or an array type.

Creation with new operator:

String str = new String();

ClassName objectReference = new ClassName();


Initialization order when a class is instantiated using a superclass: 1. initialization of static attributes from the superclass 2. initialization of static attributes of the subclass 3. initialization of instance attributes from the superclass 4. constructor call of the superclass 5. initialization of instance attributes of the subclass 6. call of the subclass constructor


Example:

System.out.println(str);

System

System.out is an instance of PrintStream.

method println()


Operatorul instanceof

boolean b= referinta instanceof NumeClasa;

b takes true if referinta is an instance of the class NumeClasa.


Distruction

String s=new String(); //

............................

s=null; //the object is no anymore referred by s

System.gc(); // call the execution immediately of the garbage collector


Execution of an application

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

The class that implements the method main() is not automatically

instantiated.

How can be used non static variable declared outside main method?

What kind of variables can be used in static methods?


Object Class

Constructor:

public Object()

It is in the package java.lang.


Object Class methods:

public native Object clone() throws CloneNotSupportedException

public boolean equals(Object obj)

protected void finalize() throws Throwable

public final native Class getClass()

public final native void notify()

public final native void notifyAll()

public String toString()

public final void wait() throws InterruptedException

public final void wait(long timeout) throws InterruptedException

public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException


Example of Program: Complex Numbers /* Clasa pentru crearea si utilizarea numerelor complexe z=a+ib */ public class Complex { //Date pentru stocarea informatiilor (starea) numarului complex: double a,b; //Cum sunt initializate? //Constructori: //Constructor implicit suprascris public Complex() { a=0; b=0; } //Constructori cu parametrii public Complex(double x, double y) { a=x; b=y; }


public Complex(Complex c) { a=c.a; b=c.b; } //Metoda statica ce aduna doua numere complexe si returneaza rezultatul public static Complex add2(Complex z1,Complex z2) { Complex z=new Complex(); z.a=z1.a+z2.a; z.b=z1.b+z2.b; return z; }


//Metode de instanta public void putAdd(Complex c) {//aduna parametrul la numarul curent si memoreaza rezultatul a=a+c.a; b=b+c.b; return; } public Complex getAdd(Complex c) { Complex z=new Complex(); //variabila temporara z.a=a+c.a; z.b=b+c.b; return z; } //Subtract methods Completati cu metodele corespunzatoare! //Multiply methods Completati cu metodele corespunzatoare!


//Divide methods Completati cu metodele corespunzatoare! //Metoda de conversie a numarului complex intr-un String (a,ib) // Completati cu metoda corespunzatoare! public String toString() //Suprascrie metoda din clasa Object { String s=new String(); s="("+a+",i"+b+")"; return s; } }


/* Clasa de testare a utilizarii numerelor complexe */ public class TestComplexe { public static void main(String[] args) { //Instantiaza doua numere complexe Complex c1=new Complex(2.1,3.2); Complex c2=new Complex(3.3,4.4); c1.putAdd(c2); Complex c3=c1.getAdd(c2); //Afiseaza rezultatele calculelor System.out.println("c1="+c1+"; c2="+c2+"; c3="+c3); } }


Problems:

1) Fill the Complex class with others methods.

2) Transform the program in one that works with complex numbers of the

type float.

Suggestions:

float x=(float) 3.4;

double y=(double) x;

float z=(float) y;


Class Diagram

A Class diagram shows the existence of classes and relationships in a logical view of a system.

TestComplexe

+main(String[]): void

Complex

+a: double = 0+b: double = 0

+add2(Complex, Complex): Complex+putAdd(Complex): void+getAdd(Complex): Complex+toString(): String

ClassName

+attribute1+attribute2: data_type+attribute3: data_type = i_value

+operation1()+operation(arg_list): result_type


TestComplexe


Complex

+a: double = 0+b: double = 0

+add2(Complex, Complex): Complex+putAdd(Complex): void+getAdd(Complex): Complex+toString(): String

System

+out: PrintStream

+print(String): void+println(String): void

Class TestComplexe uses class System.

System should be included (import) into

application.


9. Inheritance + modifiers

The procedures used to construct classes from other classes are extension,

composition or aggregation.

Inheritance is a procedure to transmit the behavior and attributes of

a class to another one.

The class that inherits has the behavior and the attributes of the inherited

class.

Inherited class = superclass,

The class that inherits is subclass.

subclassing . class hierarchy.


Object

attributes

methods

Class1

attributes

methods

Class2

attributes

methods

Class3

attributes

methods

All the hierarchy have the

Object class on their top All the classes extend directly or

indirectly Object class.

UML representation

of the extension

relation

inheritance


The member of a class declared private are not inherited by their

subclasses.

The members of a class declared protected or public are inherited by the

classes included into packages that dont contain the superclass.

If a class inherits an abstract method, it has to implement it, or the class

must be declared abstract.

- abstract method = method without implementation


Example class Class1 { int p1=1; public void met1() { System.out.println("Metoda met1()"); } } class Clasa2 extends Class1 { //Extindere int p2=2; public void met2() { System.out.println("Metoda met2()"); } }

Class1

+p1: int = 1

+met1(): void

Class2

+p2: int = 2

+met2(): void

MainClass



public class MainClass { public static void main (String[] args) { Clasa1 ob1=new Clasa1();//Aggregation Clasa2 ob2=new Clasa2();//Agreggation System.out.println("Object ob1 has p1= "+ob1.p1);

System.out.println("Object ob2 has p1="+ob2.p1+"; p2="+ob2.p2);

ob1.met1(); ob2.met1(); ob2.met2(); } }


10. Aggregation (agregare) A program can be also developed by aggregation or composition.

Aggregation = a whole is made of (physically composed of) its parts.

unidirectional association. There are two kinds of aggregations.

a) Composition = Strong aggregation (compoziie) The instance of ClassA is responsible of creation of the instance of

ClassB. If the instance of ClassA is deleted, the instance of ClassB is deleted

too.

An object of type ClasaA (representing the whole) is direct responsible for

creating its parts of type ClasaB. BIDIRECTIONAL NAVIGABILITY?

ClasaA

attributes

methods

ClasaB

attributes

methods

1 n

Strong aggregation (composite

aggregation)


An object of type ClasaA are in association relation with n objects of type

ClasaB. n = * ; or n=1

Some typical examples of multiplicity bounds:

0 Collection must be empty

1 Exactly one instance

5 Exactly 5 instances

* Zero or more instances

0..1 No instances or one instance

1..1 Exactly one instance

0..* Zero or more instances

1..* At least one instance

m..n At least m but no more than n instances

The solid diamond denotes composition. The strong form of aggregation is

characterized by the fact that components cannot exist without the

aggregate. They have the same life span.


Implementation:

Variant 1)

class ClasaA {

ClasaB cb=new ClasaB();

...........................

}

Variant 2)

class ClasaA {

ClasaB cb;

ClasaA() {

cb=new ClasaB();

.....................

}

}


Variant 3)

class ClasaA {

ClasaB cb;

ClasaA(Type x) {

cb=new ClasaB(x);

.....................

}

}

How can be implemented for n?

How can be implemented BIDIRECTIONAL NAVIGABILITY and how

can be tested the bidirectional navigation?


Light aggregation (Shared aggregation)

ClassA uses ClassB

ClassA not necessarily contains

an instance of ClassB.

If an object of ClassA is not

necessarily the owner of an

instance of ClassB, then the last

can be included in different

instances of ClassA.

The instance of ClassA and the

instance of ClassB dont have necessarily the same life span (time).

ClassA ClassB1 +1..*

Target Source

Light Aggregation


public class ClassB {

ClassA parent;

int valB;

String name;

public ClassB(ClassA ref, String nm) {

parent=ref;

name=new String(nm);

}

public void metB() {

System.out.println("metB: this is "+name+" that has valB= "+valB);

System.out.println("metB: parent is "+parent.name+" that has valA=

"+parent.valA);

}

}

public class ClassA {

String name;

ClassB child;

int valA;

public ClassA(String nm){

child=new ClassB(this,"ObjectB");

name=nm;

}

public void metA(){

System.out.println("metA: "+name+": valA="+valA);

System.out.println("metA: child= "+child.name+":

valB="+child.valB);

}

}

public class MainClass {

public static void main(String[] args) {

ClassA obA=new ClassA("ObjectA");

obA.metA(); obA.child.metB();

obA.valA=2;

obA.child.valB=2;


obA.child.valB=3;

obA.child.parent.valA=5;


}

}

MainClass

+obA: ClassA

+main(): void

ClassA

+obB: ClassB+valA: int

+metA(): void

ClassB

+valB: int

+metB(): void

REZULTS: (CONSOLE OUTPUT)

metB: parent is ObjectA that has valA= 0

metA: ObjectA: valA=2

metA: child= ObjectB: valB=2

metB: this is ObjectB that has valB= 2


metA: ObjectA: valA=5

metA: child= ObjectB: valB=3

metB: this is ObjectB that has valB= 3



public class ClassB {

ClassA parent;

int valB;

String name;

public ClassB(ClassA ref, String nm) {

parent=ref;

name=new String(nm);

}

public void metB() {

System.out.println("metB: this is "+name+" that has valB= "+valB);

System.out.println("metB: parent is "+parent.name+" that has valA= "+parent.valA);

}

}

MainClass

+obA: ClassA

+main(): void

ClassA


+metA(): void

ClassB

+valB: int

+metB(): void


public class ClassA {

String name;

ClassB child;

int valA;

public ClassA(String nm){

child=new ClassB(this,"ObjectB");

name=nm;

}

public void metA(){

System.out.println("metA: "+name+": valA="+valA);

System.out.println("metA: child= "+child.name+":

valB="+child.valB);

}

}

MainClass

+obA: ClassA

+main(): void

ClassA


+metA(): void

ClassB

+valB: int

+metB(): void


public class MainClass {

public static void main(String[] args) {

ClassA obA=new ClassA("ObjectA");


obA.valA=2;

obA.child.valB=2;


obA.child.valB=3;

obA.child.parent.valA=5;


}

}

MainClass

+obA: ClassA

+main(): void

ClassA


+metA(): void

ClassB

+valB: int

+metB(): void


Light (Indirect) aggregation

UNIDIRECTIONAL NAVIGABILITY

An object of type ClasaA (representing the whole) is not necessarily direct

responsible of creating its part of type ClasaB. The objects dont have the same life span.

An object type ClasaA is in relation with n objects of type ClasaB.

n = * ; or n=1

ClasaA

attributes

methods

ClasaB

attributes

methods

1 n

Indirect Aggregation


Implementation:

How can be implemented for n?

class ClasaC {

......................

static ClasaB metoda(Type par) {

......................................

ClasaB b=new ClasaB(par);

......................................

return b;

}

}

class ClasaA {

ClasaB cb;

...................

ClasaA(Type par) {

cb=ClasaC.metoda(par);

..............................

}

...................

}


ClassO

attributes

methods

Class1

attributes

methods

Class2

attributes

methods

Class3

attributes

methods

Class1 i Class2 aggregate ClassO Class3 aggregates Class2

How can this be implemented in Java?

Homework: build an example

UML representation

of aggregation

relation


Example: /* Program*/

public class Class1 {

public static void main(String args[]) {

Class1 ob1=new Class1();// Self instantiation

Class2 ob2=new Class2(); //Instantiation of another class

System.out.println("Intrare main()");

ob1.met1();

ob2.met2();

}

public void met1() {

System.out.println("Mesaj: metoda1");

}

}

class Class2 {

public void met2() {

System.out.println("Mesaj: metoda2");

}

}


Homework: Draw the diagram that describes the relations between

classes of the previous program!


*

****

***END***

****

*

Tiberiu Leia: Ingineria sistemelor de programe Programarea orientat pe obiecte II 1

Object Oriented Programming 2 1. Abstract class

2. Interfaces

3. Polymorphism

4. Nested classes

5. Nested classes in methods

6. Casting objects and primitive data

7. Comparison of objects.


Class ====== Abstract class ======= Interfaces

Reducing of information in implementation

Abstract classes can be used for:

extension inheritance nested classes

polymorphism

call of implemented methods

data


1. Abstract Classes

public abstract class NumeClasaAbstracta {

// corpul clasei

abstract void numeMetoda(Type x, Type y);//nu are implementarea aici

// Pot fi introduse si metode cu implementari

}

Abstract classes may have constructors.

Abstract classes cannot be instantiated.

Circle

+center: Point+radious: float

SteeringWheel

+rotate()

Wheel

+rotate()


2. Interfaces

An interface is a collection of method names (declaration) without

implementation and fields. They have only the

methods signature. An interface is a contract between a class and the

outside world.

The objects created with a class that implements an

interface have the behavior given by the methods

declared in interface.

An interface defines a communication protocol

between objects.

Interfaces dont belong to class hierarchies.

dynamic binding postpone the taking of decisions of object membership.

Inter

+met1()+met2()

ClassX

+met1()+met2()+met3()

ClassY

+met1()+met2()+met4()

Inter2

ClassA

+met1()+met2()


Interface reasons: To obtain objects with similar

features (static variables, methods with the same

signatures).

The interfaces can be used to refer defined

methods without taking into account their

localization.

It is used for the collaboration with objects

constructed with different classes.

Ex.: A method that sends object through a

communication channel the method knows the classes used to construct the objects only during

the runtime.

Dynamic binding (legare dinamic) Methods, that that have as parameters new object types, do not need recompilations of the entire program.

Interfaces can be used to refer different types of objects.

Inter2

Inter1

+met1()+met2()

Inter3

+met1()+met2()+met3()+met4()

ClassX


Interfeele maximizeaz utilizarea legrii dinamice permind obiectelor s fie accesate independent de detaliile lor de implementare. De exemplu, se pot utiliza n metode parametrii formali care sunt definii ca tipuri de interfee. Interfeele susin motenirea selectiv prin faptul c pot fi preluate din clase subseturi de trsturi ale altor clase, deoarece clasele pot implementa mai multe interfee.

O interfa poate avea ca membrii: clase, interfee, cmpuri i metode. Acetia sunt fie declarai n interfa, fie sunt motenii. Ca i la clase, o interfa poate avea mai multe cmpuri cu acelai nume motenite din interfee diferite, dar referirea lor ca nume simple este semnalat ca eroare de compilator. Variabilele declarate ntr-o interfa sunt disponibile ca i constante n clasele care o implementeaz. Ele sunt implicit static i final.


Interfeele nu sunt afectate de schimbrile din unele clase particulare sau de modificri ale ierarhiei de clase.

O clas care nu este abstract trebuie s implementeze toate metodele interfeei care nu sunt implementate n superclasa ei (dac aceasta este abstract). Interfeele pot fi definite n fiiere surs (cu extensia java) ca i clasele normale. La compilare se obine fiiere cu extensia class. Nu se poate instania o interfa, dar se pot crea metode care returneaz obiecte ce provin din clase care implementeaz interfaa. Interfeele sunt doar implementate, specificare care se face ca n exemplul de mai jos:

public class NumeClasa implements NumeInterfata {

.................

}


Clasa NumeClasa va avea obligatoriu toate metodele descrise n interfaa NumeInterfata.

Dup ce o clas implementeaz o interfa (completnd secvenele de cod care reprezint metodele acesteia), subclasele ei le motenesc pe toate fr a mai fi necesar suprascrierea (sau implementarea) lor.

n subclas nu mai este nevoie s se menioneze c implementeaz interfaa implementat de superclas.

n Java se permite implementarea (multipl) mai multor interfee de ctre o clas. Se poate da o list de interfee.

Interfeele nu fac parte din ierarhia de clase!


Ex.: methodName(InterfaceType objRef)

public class NumeClasa implements NumeInterfata {

.................

}

Java accepts that a class implements a list

of interfaces.

public class NumeClasa implements Inter1 Inter2 Inter3 {

.................

}

I1 I2 I3

ClassX


Eg. of implementation:

public interface NumeInterfata {

..............

public void numeMetoda();

public void altaMetoda();

}

class NumeClasa implements NumeInterfata { ..... }

It is accepted:

NumeInterfata obiectExecutabil=new NumeClasa(); //???


Exemplu /** Testarea referintelor pentru extinderi si conversii */

public class Class1

{

public static void main (String args[])

Date post:	21-Jul-2016
Category:	Documents
Upload:	haiduc-gelu
View:	69 times
Download:	9 times

Cursuri ISP Letitia

Documents