Lekce 4 - Proměnné a typový systém v Javě

Z minulé lekce, IntelliJ IDEA a Copilot, již umíme pracovat s IntelliJ IDEA a máme nainstalovaného GitHub Copilota.

V dnešním Java tutoriálu si naprogramujeme naši první konzolovou aplikaci. Podíváme se na tzv. typový systém, ukážeme si základní datové typy a práci s proměnnými. Výsledkem bude jednoduchý program vypisující proměnnou.

Náš první program Hello world

Je zažitým zvykem, že prvním programem v nějakém novém jazyce bývá tzv. Hello world. Jedná se o program, který jakýmkoli způsobem uživateli zobrazí hlášku "Hello world", případně nějaký podobný text. Raději zopakujeme, že příkazy budeme psát do těla metody main().

K výpisu textu slouží:

System.out.println("Text");

System je tzv. třída. Pojmem třída budeme zatím chápat soubor nějakých příkazů. Příkazům se v Javě říká metody. System tedy obsahuje metody k obsluze vstupů a výstupů.

Na výstupu (out) voláme metodu println(), která vypíše text. Vidíme, že metodu na třídě voláme pomocí operátoru tečka. Každá metoda může obsahovat nějaké vstupní parametry, které se zadávají do závorky a jsou oddělené čárkou. V případě metody println() je parametrem text k vypsání.

Textu budeme říkat textový řetězec nebo jen řetězec (anglicky string). Text budeme ho psát do uvozovek, aby tomu Java rozuměla a nezaměňovala ho s jinými příkazy. I kdyby metoda neměla žádné parametry, je závorka za ní povinná a byla by prázdná.

Příkazy píšeme na samostatné řádky a za každý píšeme středník (;).

Pokud nevíte, kde se na klávesnici nachází ;, tak ho najdete pod klávesou Esc:

Naše metoda main() tedy bude nyní vypadat nějak takto:

package onlineapp;

class Program
{

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello ITnetwork!");
}

}

Můžeme ulehčit život využitím doplňovacích možností a místo vypisování System.out.println... můžeme napsat sout a stisknout Tab. IDE napíše System.out.println("") za nás a ještě nám šikovně umístí kurzor přímo mezi uvozovky.

Uvozovky jsou na české klávesnici na stejné klávese jako ů, ale píšeme je s klávesou Shift:

Program nyní spustíme. Výstup našeho prvního programu bude vypadat nějak takto:

GitHub Copilot

GitHub Copilot použijeme k vysvětlení kódu. Otevřeme Copilot chat a zadáme prompt: "Detailně mi vysvětli kód v metodě jako pro úplného začátečníka.". Copilot nám následně vysvětlí, co program v metodě Main dělá:

Takové vysvětlení se může hodit například tehdy, když narazíme na kód, kterému úplně nerozumíme. Je ale dobré mít na paměti, že AI může udělat chybu, proto je vždy důležité přemýšlet nad tím, jestli vysvětlení dává smysl.

Gratulujeme, právě jste se stali programátorem 😊

Proměnné

Než začneme řešit datové typy, pojďme se shodnout na tom, co je to proměnná (programátoři teď jistě odpustí zbytečné vysvětlování). Z matematiky určitě znáte proměnnou (např. x), do které jsme si mohli uložit nějakou hodnotu, nejčastěji číslo. Proměnná je v informatice naprosto totéž, 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 přesáhnout (např. číslo nesmí být větší než 2 147 483 647).

Proměnná má vždy nějaký datový typ. Může to být číslo, znak, text a podobně, záleží na tom, k čemu chceme proměnnou používat. Před prací s proměnnou ji musíme většinou nejdříve tzv. deklarovat čili musíme říci jazyku, jak se bude proměnná 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, a to statický a dynamický.

Statický typový systém

Statický typový systém 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 uzivatel, dostaneme vynadáno.

Java je staticky typovaný jazyk, všechny proměnné tedy musíme nejprve deklarovat s jejich datovým typem. Nevýhodou je, že kvůli deklaracím je zdrojový kód poněkud objemnější a vývoj pomalejší. Obrovskou výhodou však je, že nám kompiler před spuštěním zkontroluje, zda všechny datové typy sedí.

Základní datové typy

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: double,
• textový řetězec: String.

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

Program vypisující proměnnou

Založíme si nový projekt a pojmenujeme ho Vypis (i ke všem dalším příkladům si vždy založíme nový projekt). Nyní zkusíme nadeklarovat celočíselnou proměnnou a, dosadit do ní číslo 56 a její obsah vypsat do konzole. Kód napíšeme do těla metody main():

{JAVA_CONSOLE}
int a;
a = 56;
System.out.println(a);
{/JAVA_CONSOLE}

Deklarace proměnné

První příkaz nám nadeklaruje novou proměnnou a datového typu int, proměnná tedy bude sloužit pro ukládání celých čísel.

Inicializace proměnné

Druhý příkaz provádí přiřazení do proměnné, k čemuž slouží operátor "rovná se". Poslední příkaz je nám známý, vypíše do konzole obsah proměnné a. Konzole je chytrá a umí vypsat i číselné proměnné:

Konzolová aplikace
56

Desetinná proměnná

Pro desetinnou proměnnou by kód vypadal takto:

{JAVA_CONSOLE}
double a;
a = 56.6;
System.out.println(a);
{/JAVA_CONSOLE}

Je to téměř stejné jako s celočíselnou proměnnou. Jako desetinný oddělovač používáme tečku. Na konci desetinného čísla se někdy uvádí ještě tzv. sufix, který u typu double používá písmeno D.

V dalších lekcích se dozvíme, že pro desetinná čísla existuje také typ float. U něj je nutné uvést sufix F. Typ double je výchozím typem pro desetinná čísla, sufix tedy u něj není nutné použít.

To je pro dnešní lekci vše 🙂

V příští lekci, Načítání hodnot z konzole a parsování v Javě, se podíváme na načítání hodnot z konzole a parsování dat a poté si vytvoříme jednoduchou kalkulačku.

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.