3. díl - Proměnné, typový systém a parsování

Java Základní konstrukce Proměnné, typový systém a parsování

Unicorn College ONEbit hosting Tento obsah je dostupný zdarma v rámci projektu IT lidem. Vydávání, hosting a aktualizace umožňují jeho sponzoři.

Z minulé lekce, NetBeans IDE a první konzolová aplikace, 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 2 147 483 647).

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.

Konzolová aplikace
56

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 upravme obsah metody main() do následující podoby:

Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");
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 řádek jsme ji již vysvětlili výše, další 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 "+" 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.

Konzolová aplikace
Ahoj, jsem virtuální papoušek Lóra, rád opakuji!
Napiš něco:
Nazdar ptáku
Nazdar ptáku, Nazdar ptáku!

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 zdvojnásobí a vypíše. Asi bychom s dosavadními znalostmi napsali něco takového:

Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");
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 nějaký specifický typ, 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:

Scanner sc = new Scanner(System.in, "Windows-1250");
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.

Konzolová aplikace
Zadejte číslo k zdvojnásobení:
1024
2048

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.

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());
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.");

Konzolová aplikace
Vítejte v kalkulačce
Zadejte první číslo:
3.14
Zadejte druhé číslo:
2.72
Součet: 5.86
Rozdíl: 0.42
Součin: 8.5408
Podíl: 1.15441176470588
Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.

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. V příští lekci, Typový systém podruhé: Datové typy, 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 2515x (67.69 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce java

 

 

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
80 hlasů
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.
Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka Java
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 3. lekci Javy
Aktivity (7)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (226)

Avatar
Patrik Holubář:13. července 8:23

V čem je, prosím, chyba ?

 
Odpovědět 13. července 8:23
Avatar
Odpovídá na Patrik Holubář
Patrik Holubář:13. července 8:31

Už vyřešeno.

Chyběl mi tam import java.util.Scanner;

 
Odpovědět 13. července 8:31
Avatar
Michal Stisek:23. července 18:50

Super článek tak jako předešlé. Java mě díky tomu baví čím dál více. Díky autorovi za sdílení dovedností.

Odpovědět 23. července 18:50
Jít pořád dál má smysl
Avatar
Magda Stankova:26. července 9:30

Děkuji za lekci, baví mě se učit nové věci

 
Odpovědět 26. července 9:30
Avatar
Libor Ripper :8. srpna 8:23

Baví mě to !

 
Odpovědět 8. srpna 8:23
Avatar
dominik_antus:8. srpna 11:00

Scanner qa = new Scanner (System.in);
System.out.prin­tln("Zadaj mi cislo a ja ho zdvojnasobim :)");
int cislo = qa.nextInt();
System.out.prin­tln(cislo * 2 + " Cislo je zdvojnasobene!!");

netreba tam ziadne parsovanie staci : .nextInt()

 
Odpovědět  +1 8. srpna 11:00
Avatar
Odpovídá na dominik_antus
Filip (animátor/programator):11. srpna 20:59

Jj presne tak. Osobne niesom žiaden expert ale neviem prečo to tak v článku je alebo aký je v tom rozdiel. Bol by som rád ak by mi to niekto vysvetlil.

Odpovědět 11. srpna 20:59
Nikdy sa nevzdávaj a choď si za svojim snom.......
Avatar
Atrament
Člen
Avatar
Odpovídá na Filip (animátor/programator)
Atrament:11. srpna 22:11

Použití nextInt() sebou nese ještě povinnost ošetřit přebývající znak konce řádku, který nextInt() ve streamu nechává. Takže pokud se pokusíš načíst od uživatele číslo, a hned pak se ho zeptáš na nějaké slovo třeba takto:

System.out.print("Zadej číslo:");
int cislo = sc.nextInt();
System.out.print("Zadej slovo:");
String slovo = sc.nextLine();

tak zjistíš, že k vložení slova se jako uživatel vůbec nedostaneš, ono to jakoby rovnou odentruje za tebe - to je ten přebývající znak nového řádku z předchozího volání nextInt(). Aby to fungovalo správně, musel bys po volání nextInt() zavolat ještě extra nextLine():

int cislo = sc.nextInt();
sc.nextLine();

což je otrava, snadno se na to zapomíná a prostě to dělá problémy.

Navíc zavolání nextLine() a jeho následné parsování na Integer je paradoxně o něco málo efektivnější než použití nextInt(). Při načítání dat od uživatele to nehraje roli, protože tam nejvíce zdržuje ten uživatel, ale kdybys načítal data třeba z nějakého souboru a bylo by jich fakt hodně, tak už by se to projevilo.

 
Odpovědět  +1 11. srpna 22:11
Avatar
Odpovídá na Atrament
Filip (animátor/programator):11. srpna 22:15

Ok ďakujem ti za odpoveď

Odpovědět 11. srpna 22:15
Nikdy sa nevzdávaj a choď si za svojim snom.......
Avatar
Jan Chalupa
Člen
Avatar
Jan Chalupa:12. září 12:58

Ahoj, jeden malý dotaz. Při výstupu textu, který zadá uživatel mám rozhozenou diakritiku, pracuji na Mac OS. Co mám udělat proto, aby to bylo v pořádku. Když zadám text na tvrdo do proměnné tak je to v pohodě.

 
Odpovědět 12. září 12:58
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 236. Zobrazit vše