Získej tričko, praktické zkušenosti a body na prémiové kurzy v letní programátorské soutěži GeekWork 2016!

3. díl - Proměnné, typový systém a parsování

Java Základní konstrukce Proměnné, typový systém a parsování

Z minulého tutoriálu o Javě již umíme pracovat s NetBeans a vytvořit konzolovou aplikaci. Dnes se podíváme na tzv. typový systém, ukážeme si základní datové typy a práci s proměnnými. Výsledkem budou 4 jednoduché programy včetně kalkulačky.

Proměnné

Než začneme řešit datové typy, pojďme se shodnout na tom, co je to proměnná (programátoři mi teď jistě odpustí zbytečné vysvětlování). Určitě znáte z matematiky proměnnou (např. x), do které jsme si mohli uložit nějakou hodnotu, nejčastěji číslo. Proměnná je v informatice naprosto to samé, je to místo v paměti počítače, kam si můžeme uložit nějaká data (jméno uživatele, aktuální čas nebo databázi článků). Toto místo má podle typu proměnné také vyhrazenou určitou velikost, kterou proměnná nesmí přesahnout (např. číslo nesmí být větší než 32.000).

Proměnná má vždy nějaký datový typ, může to být číslo, znak, text a podobně, záleží na tom, k čemu ji chceme používat. Většinou musíme před prací s proměnnou tuto proměnnou nejdříve tzv. deklarovat, čili říci jazyku jak se bude jmenovat a jakého datového typu bude (jaký v ní bude obsah). Jazyk ji v paměti založí a teprve potom s ní můžeme pracovat. Podle datového typu proměnné si ji jazyk dokáže z paměti načíst, modifikovat, případně ji v paměti založit. O každém datovém typu jazyk ví, kolik v paměti zabírá místa a jak s tímto kusem paměti pracovat.

Typový systém

Existují dva základní typové systémy: statický a dynamický.

Dynamický typový systém nás plně odstiňuje od toho, že proměnná má vůbec nějaký datový typ. Ona ho samozřejmě vnitřně má, ale jazyk to nedává nejevo. Dynamické typování jde mnohdy tak daleko, že proměnné nemusíme ani deklarovat, jakmile do nějaké proměnné něco uložíme a jazyk zjistí, že nebyla nikdy deklarována, sám ji založí. Do té samé proměnné můžeme ukládat text, potom objekt uživatele a potom desetinné číslo. Jazyk se s tím sám popere a vnitřně automaticky mění datový typ. V těchto jazycích jde vývoj rychleji díky menšímu množství kódu, zástupci jsou např. PHP nebo Ruby.

Statický typový systém naopak striktně vyžaduje definovat typ proměnné a tento typ je dále neměnný. Jakmile proměnnou jednou deklarujeme, není možné její datový typ změnit. Jakmile se do textového řetězce pokusíme uložit objekt uživatel, dostaneme vynadáno.

Java je staticky typovaný jazyk, všechny proměnné musíme nejprve deklarovat s jejich datovým typem. Nevýhodou je, že díky deklaracím je zdrojový kód poněkud objemnější a vývoj pomalejší. Obrovskou výhodou však je, že nám kompiler před spuštěním zkontroluje, zda všechny datové typy sedí. Dynamické typování sice vypadá jako výhodné, ale zdrojový kód není možné automaticky kontrolovat a když někde očekáváme objekt uživatel a přijde nám tam místo toho desetinné číslo, odhalí se chyba až za běhu a interpret program shodí. Naopak Java nám nedovolí program ani zkompilovat a na chybu nás upozorní (to je další výhoda kompilace).

Pojďme si nyní něco naprogramovat, ať si nabyté znalosti trochu osvojíme, s teorií budeme pokračovat až příště. Řekněme si nyní tři základní datové typy:

  • Celá čísla: int
  • Desetinná čísla: float
  • Textový řetězec: String

String píšeme s velkým písmenem na začátku, časem se dozvíme proč.

Program vypisující proměnnou

Zkusíme si nadeklarovat celočíselnou proměnnou a, dosadit do ní číslo 56 a její obsah vypsat do konzole. Založte si nový projekt, pojmenujte ho Vypis (i ke všem dalším příkladům si vždy založte nový projekt). Kód samozřejmě píšeme do těla metody main (jako minule), čili ji zde již nebudu opisovat.

int a;
a = 56;
System.out.println(a);

První příkaz nám nadeklaruje novou proměnnou a datového typu int, proměnná tedy bude sloužit pro ukládání celých čísel. Druhý příkaz provádí přiřazení do proměnné, slouží k tomu operátor "rovná se". Poslední příkaz je nám známý, vypíše do konzole obsah proměnné a. Konzole je chytrá a umí vypsat i číselné proměnné.

Výpis čísla z konzole

Pro desetinnou proměnnou by kód vypadal takto:

float a;
a = 56.6F;
System.out.println(a);

Je to téměř stejné jako s celočíselným. Jako desetinný oddělovač používáme tečku a na konci desetinného čísla je nutné zadat tzv. suffix F, tím říkáme, že se jedná o float.

Program Papoušek

Minulý program byl poněkud nudný, zkusme nějak reagovat na vstup od uživatele. Napíšeme program papoušek, který bude dvakrát opakovat to, co uživatel napsal. Ještě jsme nezkoušeli z konzole nic načítat. Slouží k tomu metoda nextLine(), která uživateli umožní zadat do konzole řádku textu a nám vrátí zadaný textový řetězec. Abychom mohli z konzole načítat, založíme si nový projekt s názvem Papousek a jeho kód upravíme tak, aby vypadal takto:

package papousek;

import java.util.Scanner;

public class Papousek {

    public static void main(String[] args)
    {
         Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");

    }
}

Pro názornost jsem vymazal šedou dokumentaci, ale klidně si ji tam nechte. Změna spočívá v importování java.util.Scanner, což nám umožňuje přístup k metodám pro vstup z konzole. Konečně ten dlouhý řádek na začátku metody nedělá nic jiného, než že nám vytvoří proměnnou sc, na které můžeme volat onu metodu nextLine(), která načte z konzole další řetězec. Vysvětlit si ho by bylo nyní příliš komplikované, berte ho jako že tam je, časem ho pochopíme.

Pokud budete potřebovat v kterémkoli ze svých programů načíst text z konzole, je nutné program takto upravit a přidat proměnnou sc!

Nyní se přesuňme k samotnému kódu programu a za řádek se Scanner píšeme:

System.out.println("Ahoj, jsem virtuální papoušek Lóra, rád opakuji!");
System.out.println("Napiš něco: ");
String vstup;
vstup = sc.nextLine();
String vystup;
vystup = vstup + ", " + vstup + "!";
System.out.println(vystup);

To už je trochu zábavnější :) První dva řádky jsou jasné (vypisují text), dále deklarujeme textový řetězec vstup. Do vstup se přiřadí hodnota z metody nextLine() na konzoli, tedy to, co uživatel zadal. Pro výstup si pro názornost zakládáme další proměnnou typu textový řetězec. Zajímavé je, jak do vystup přiřadíme, tam využíváme tzv. konkatenace (spojování) řetězců. Pomocí operátoru "plus" totiž můžeme spojit několik textových řetězců do jednoho a je jedno, jestli je řetězec v proměnné nebo je explicitně zadán v uvozovkách ve zdrojovém kódu. Do proměnné tedy přiřadíme vstup, dále čárku, znovu vstup a poté vykřičník. Proměnnou vypíšeme a skončíme.

Program papoušek opakování textu z konzole v Javě

Do proměnné můžeme přiřazovat již v její deklaraci, můžeme tedy nahradit:

String vstup;
vstup = sc.nextLine();

za

String vstup = sc.nextLine();

Program by šel zkrátit ještě více v mnoha ohledech, ale obecně je lepší používat více proměnných a dodržovat přehlednost, než psát co nejkratší kód a po měsíci zapomenout, jak vůbec funguje.

Program zdvojnásobovač

Zdvojnásobovač si vyžádá na vstupu číslo a to poté zvojnásobí a vypíše. Asi bychom s dosavadními znalostmi napsali něco takového:

System.out.println("Zadejte číslo k zdvojnásobení:");
int a = sc.nextLine();
a = a * 2;
System.out.println(a);

Všimněte si zdvojnásobení čísla a, které jsme provedli pomocí přiřazení. Java nám nyní vyhubuje a podtrhne řádek, ve kterém se snažíme hodnotu z konzole dostat do proměnné typu int. Narážíme na typovou kontrolu, konkrétně nám nextLine() vrací String a my se ho snažíme uložit do intu. Budeme ho potřebovat tzv. naparsovat.

Parsování

Parsováním se myslí převod z textové podoby na nějakou specifickou hodnotu, např. číslo. Mnoho datových typů má v Javě již připraveny metody k parsování, pokud budeme chtít naparsovat např. int ze Stringu, budeme postupovat takto:

String s = "56";
int a = Integer.parseInt(s);

Metoda parseInt() se volá na třídě Integer, bere jako parametr textový řetězec a vrátí číslo. Využijeme této znalosti v našem programu:

System.out.println("Zadejte číslo k zdvojnásobení:");
String s = sc.nextLine();
int a = Integer.parseInt(s);
a = a * 2;
System.out.println(a);

Nejprve si text z konzole uložíme do textového řetězce s. Do celočíselné proměnné a poté uložíme číselnou hodnotu řetězce s. Dále hodnotu v a zdvojnásobíme a vypíšeme do konzole.

Zdvojnásobení čísla z konzole

Parsování se samozřejmě nemusí povést, když bude v textu místo čísla např. slovo, ale tento případ zatím nebudeme ošetřovat.

Jednoduchá kalkulačka

Ještě jsme nepracovali s desetinnými čísly, zkusme si napsat slibovanou kalkulačku. Bude velmi jednoduchá, na vstup přijdou dvě čísla, program poté vypíše výsledky pro sčítání, odčítání, násobení a dělení.

System.out.println("Vítejte v kalkulačce");
System.out.println("Zadejte první číslo:");
float a = Float.parseFloat(sc.nextLine());
System.out.println("Zadejte druhé číslo:");
float b = Float.parseFloat(sc.nextLine());
float soucet = a + b;
float rozdil = a - b;
float soucin = a * b;
float podil = a / b;
System.out.println("Součet: " + soucet);
System.out.println("Rozdíl: " + rozdil);
System.out.println("Součin: " + soucin);
System.out.println("Podíl: " + podil);
System.out.println("Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.");
Jednoduchá konzolová kalkulačka v Javě

Všimněte si dvou věcí. Zaprvé jsme zjednodušili parsování z konzole tak, abychom nepotřebovali Stringovou proměnnou, protože bychom ji stejně již poté nepoužili. Zadruhé na konci programu spojujeme řetězec s číslem pomocí znaménka plus. Java překvapivě nezahlásí chybu, ale provede tzv. implicitní konverzi a zavolá na čísle metodu Integer.toString() nebo přímo na Stringu String.valueOf(). Kdyby tomu tak nebylo nebo jsme se dostali do situace, kdy potřebujeme převést cokoli na String, zavoláme metodu String.valueOf() a jako parametr ji dáme naši proměnnou. Java to v tomto případě udělala za nás, v podstatě vykoná:

System.out.println("Součet: " + String.valueOf(soucet));

Právě jsme se tedy naučili opak k parsování - převést cokoli do textové podoby. Příště si řekneme více o typovém systému v Javě a představíme si další datové typy.

Všechny programy máte samozřejmě opět v příloze, zkoušejte si vytvářet nějaké podobné, znalosti již k tomu máte :)


 

Stáhnout

Staženo 2034x (67.69 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce java

 

  Aktivity (1)

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (51 hlasů) :
4.862764.862764.862764.862764.86276


 


Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka Java
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 3. lekci Javy

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (138)

Avatar
Tomáš Krej
Člen
Avatar
Tomáš Krej:

Ahoj, jsem začátečník a napadlo mě zkusit si upravit zde uvedenou kalkulačku tak, aby uživatel mohl upřesnit, jakou operaci chce provést, a nezobrazovaly se automaticky všechny výsledky. Nefunguje mi to, ale chtěl bych vědět, co dělám když tak špatně - pokud na to tedy po třech dílech mám vůbec znalosti. Podle mě se tomu asi nelíbí číselná a textová proměnná a že s tím zacházím moc jednoduše...:

package kalkulacka;
import java.util.Scanner;
/**
 *
 * @author Tomas
 */
public class Kalkulacka {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO code application logic here
        Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");
                System.out.println("Vítejte v kalkulačce");
System.out.println("Zadejte první číslo:");
float a = Float.parseFloat(sc.nextLine());
System.out.println("Zadejte druhé číslo:");
float b = Float.parseFloat(sc.nextLine());
System.out.println("Vyberte operaci: +, -, *, /");
String operace;
operace = sc.nextLine();
float vysledek = a operace b;
System.out.println("Výsledek: " + vysledek);
System.out.println("Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.");

Vyhazuje mi to tuto chybu: Uncompilable source code - variable b is already defined in method main(java.lan­g.String[])
Je možno to nějak upravit se znalostmi, které mám dosud z tohoto seriálu?

 
Odpovědět 27. dubna 19:51
Avatar
Lukas C#
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Tomáš Krej
Lukas C#:

float vysledek = a operace b;
Tohle ti v žádném případě fungovat nebude, musí tam být konkrétní operátor (operace se nenahradí tím, co zadá uživatel). Toho, co ty chceš, docílíš switchem - něco jako case "+": result = a+b; break; case "-": result = a-b; atd.

 
Odpovědět 27. dubna 20:16
Avatar
Tomáš Krej
Člen
Avatar
Tomáš Krej:

Ok, díky, půjdu do dalších dílů seriálu a snad to v budoucnu rozlousknu :)

 
Odpovědět 27. dubna 21:57
Avatar
Ondřej Kratochvíl:

Ahoj, mám blbý, spíš teoretický dotaz a to k zdvojnásobovači. Java je statická a nelze její datový typ změnit a proto nechápu, proč lze zapsat a = a * 2??

String s = sc.nextLine();
int a = Integer.parseInt(s);
a = a * 2;
System.out.println(a);

Smysl by mi to dávalo spíš s další proměnou ne?

String s = sc.nextLine();
int a = Integer.parseInt(s);
b = a * 2;
System.out.println(b);

Díky za odpověď a autorovi za skvělou práci :)

 
Odpovědět 8. června 15:23
Avatar
tomisoka
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Ondřej Kratochvíl
tomisoka:

Je statická ve smyslu, že nemůžeš změnit datový typ - nemůžeš do jedné proměnné ukládat int a pak se rozhodnout, že tu samou proměnnou použiješ na uložení stringu. Ale hodnotu proměnné měnit můžeš.

 
Odpovědět 8. června 16:36
Avatar
Timotej Adamec:

Ahoj, potřeboval bych podrobněji popsat, proč parsování používáme. Předem děkuji za jakoukoli odpověď. T. A.

 
Odpovědět 10. června 22:49
Avatar
Erik Báča
Člen
Avatar
Odpovídá na Timotej Adamec
Erik Báča:

Parsování se používá pro změnu datového typu, např.:

String s = "12";
int x = Integer.parseInt(s);

mění String na int.

Odpovědět 10. června 23:14
Když mi dáš mínus, napiš proč!
Avatar
hricov.martin:

Dobry den,mohli by ste mi poradit co je tam za chybu

 
Odpovědět 23. července 10:39
Avatar
Odpovídá na hricov.martin
Petr Štechmüller:

Ahoj, když se podíváš dolu do konzole, tak to červené je vyjímka, která říká co je za problém. Hned na prvním řádku se píše:

java.io.charset.UnsupportedCharsetException: Windows1250

Tato vyjímka znamená, že Java nemohla najít znakovou sadu s názvem Windows1250.
Když se zadává znaková sada, tak se musí dbát na velká a malá písmena.
Řešení tedy bude psát místo Winsows1250 toto: windows-1250.
Pokud by jsi chtěl podrobnější seznam podporovaných znakových sad, zde je odkaz:
https://docs.oracle.com/…ing.doc.html

Odpovědět  +1 23. července 11:08
Pokud spolu kód a komentář nekorespondují, budou patrně oba chybné
Avatar
 
Odpovědět 23. července 22:14
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 148. Zobrazit vše