آموزش برنامه نویسی جاوا – مرور مفاهیم و دستورات

بخش اول: در این مطلب چه می آموزیم؟

۱- مروری بر تاریخچه زبان برنامه نویسی جاوا

۲- موارد استفاده از جاوا و نقاط قوت آن

۳- سازندگان جاوا و تغییر و تحول نام آن

۴- هدف از ایجاد این زبان و شعار سازندگان آن

۵- نگارش های مختلف جاوا و کاربرد های آنها

آشنایی با زبان برنامه نویسی جاوا

زبان برنامه نویسی جاوا یکی از مهم ترین و پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی است.

طبق آمارهایی که در دسترس است ، امروزه زبان برنامه نویسی جاوا از نظر تعداد ماشین ها و کامپیوترهایی که می توانند جاوا را اجرابکنند و جاوا بر روی آنها قابل اجراست ، رکورد دار است. و از این منظر اگر نگاه بکنیم جاوا پراستفاده ترین زبان برنامه نویسی در سیستم های کامپیوتری و شبه کامپیوتری است.

موارد استفاده از جاوا:

علاوه برکامپیوترها در Deviceهای موبایل نظیر تلفن های هوشمند ، تبلت ها ، تلویزیون های هوشمند ، لوازم خانگی هوشمند ، پرینترها ، اسکنرها ، دستگاه های خودپرداز ، کارت های هوشمند و …

همه این مواردی که نام برده شد می توانند از جاوا استفاده کنند وخیلی از این موارد بر پایه ی جاوا پیاده سازی شده اند و همچنین برنامه های جاوا در رنج وسیعی از سیستم ها و سخت افزارها قابل اجراست واز این منظر نیز زبان برنامه نویسی جاوا رکورد دار است و هیچ زبان برنامه نویسی دیگری این رکورد را ندارد.

C++ پر استفاده ترین زبان برنامه نویسی در عرصه نرم افزاراست ولی برنامه هایی که با C++ نوشته می شوند غالبا برای اجرا بر روی کامپیوترهای شخصی یا صنعتی پیاده سازی می شوند. اما برنامه هایی که با جاوا نوشته می شوند می توانند رنج وسیعی از Device ها را شامل بشوند و از این نظر نیز زبان برنامه نویسی یک زبان شاخص است.

دلایل مورد توجه قرار گرفتن جاوا:

یکی از دلایل علاقه مندی افراد به فراگیری زبان جاوا ، معرفی سیستم عامل اندروید و تصاحب آن توسط Google و رشد سریع سیستم عامل اندروید بود.
هرچند خودِ سیستم عامل اندروید با جاوا نوشته نشده است اما اساساً یکی از مهم ترین زبان های برنامه نویسی که برنامه های native برای اجرا در محیط اندروید رابا آن می نویسند، زبان برنامه نویسی جاوا است.

تاریخچه جاوا:

سازندگان زبان برنامه نویسی جاوا:

کلید شروع پروژه جاوا درسال ۱۹۹۱ توسطJames Gosling , Mike Sheridan و Patrick Nanghton زده شد.

  •  آقای James Gosling بیشترین تاثیر را درشروع و ادامه این پروژه داشته است.
    این سه نفر زبان برنامه نویسی جاوا را در سال مذکور در شرکت Sun micro systems تعریف کردند.
    این سه نفر کار بر روی پروژه جاوا را در اوایل دهه ۹۰ شروع کردند و نهایتاً در سال ۱۹۹۵ زبان برنامه نویسی جاوا برای استفاده ی عمومی معرفی شد.
    در ابتدا این سه نفر نام این زبان برنامه نویسی را Oak به معنای بلوط گذاشته بودند.
  • در کنار محل کار آنها یک درخت بلوط بود واین نام هم از آن درخت الهام گرفته بودند.
    در طی فرایندی دیگر این زبان مجدداً تغییرنام داد به Green و درنهایت اسم جاوا را برای آن انتخاب کردند .
  • جاوا نام یک نوع قهوه است و در واقع اسم یک جزیره در اندونزی است که یک قهوه ی خاص در آنجا تولید می شود و این قهوه دقیقا به همان اسم جزیره شناخته می شود و به قهوه جاوا معروف است و این که این تیم نیز از قهوه(به خصوص قهوه جاوا)استفاده می کردند و به همین دلیل علاقه مند بودند که این اسم را برای زبان برنامه نویسی جدیدی که داشتند روی آن کار می کردند انتخاب کنند.

مهم ترین هدف سازندگان جاوا:

زبان C ,C++ در آن زمان ابداع شده بودند و داشت روی آنها کار می شد و در روند تولید نرم افزارها خیلی هم تاثیر گذار بودند، اما مشکل بزرگی که داشتند این بود که یک برنامه که با C , C++نوشته می شد فقط بر روی یک کامپیوتر که برای آن کامپیوتر کامپایل شده بود می توانست اجرا شود،به ویژه آنکه در آن زمان اتحاد بین معماری های کامپیوتر به شکل امروزی قوی نشده بود،سیستم های مختلف ومعماری های متفاوتی وجود داشتند و همه ی این ها باعث می شد که برای اجرای یک برنامه واحد در سیستم های مختلف باید برنامه چندین بار کامپایل می شد.این یک موضوع ومعضل بود به ویژه برای سیستم هایی که شبه کامپیوتر بودند ومی خواستند برای آنها برنامه بنویسند.

یا مثلا فرض بفرمایید سیستم هایی مثل: تلویزیون های کابلی ، و اتفاقا آن زمان هدف آنها پیاده سازی یک زبان برنامه نویسی بود که بتوانند تلویزیون ها (یا یک سری نیمه کامپیوترهای که کار خاص و تک منظوره ای را می توانند انجام دهند.مثل پرینترها ،اسکنر ها و…)را با آن برنامه نویسی بکنند.

هدف آن ها:طراحی زبانی شبیه C , C++ اما با قابلیت اجرا در سیستم هایی که با همدیگر سازگاری نرم افزاری وسخت افزاری ندارند.

شعار سازندگان جاوا:

WORA (write once, run anywhere)

یکبار برنامه را بنویس و همه جا آن را اجرا کنید.

این شعاری بود که سازندگان این زبان از ابداع جاوا آن را مدنظر داشتند.
یعنی فرض کنید برنامه را یکبار می نویسید،این برنامه یکبار کامپایل می شود وپس از آن می تواند روی ویندوز،لینوکس و… اجرا شود.و باعث اتحادبین سیستم ها بشود.این آن ایده ای بود که از ابتدای ابداع جاوا مدنظر داشتند و نهایتاً در سال ۱۹۹۵ نسخه یک جاوا توسط شرکت Sun micro systems ارائه شد. و این هدف تا حدود زیادی در همان ابتدا برآورده شد.

نقاط قوت جاوا:
از مهم ترین نقاط قوت جاوا این بود که این زبان برنامه نویسی می توانست تحت مرورگر وب هم اجرا بشود و به صاحبان وب سایت ها و برنامه های تحت شبکه این امکان را می داد که بتوانند از امکانات جاوا استفاده کنند و سریع بتوانند به منظوری که دارند برسند و برنامه های قوی تری را پیاده سازی کنند.( که این یکی از مهم ترین مزایای جاوا بود که باعث رشد بیشتر آن شد ).

نسخه های مختلف جاوا:

در سال ۱۹۹۸ نسخه ۲٫۰ جاوا معرفی شد.
برای اینکه زبان برنامه نویسی جاوا را برای کاربرد های مختلف بهینه کنند چند نگارش مختلف از آن ارائه دادند.

۱- Java SE ( Standard Edition ) :

این پایه ای ترین واستاندارد ترین نگارش از جاوا است که برای برنامه های Desktop طراحی شده بود.

۲- Java EE ( Enterprise Edition ) :

این نگارش برای برنامه های Enterprise طراحی شده است. (برنامه هایی که در سطح تجاری تولید می شوند ، برنامه هایی که روی سِرور قرار است اجرا بشوند و همچنین وب سایت های تحت جاوا).

۳- Java ME ( Mobile Edition ) :

این یک نسخه ی خیلی ساده شده برای موبایل Device ها است که یک مقدار حجم کمتری دارد و سبک تر می باشد و اساساً برای اجرای برنامه های جاوا بر روی Device های موبایل در نظر گرفته شده است.

بخش سوم: در این بخش چه می آموزیم:

۱-ساختارهای کنترل و انواع آن

۲- عملگر های محاسباتی

ساختار های کنترل  (control structures) :

بخش هایی از زبان برنامه نویسی هستند که به ما این امکان را می دهند که الگوریتم های مختلف را پیاده سازی بکنیم . در واقع این ساختار ها به ما این امکان را می دهند که روند اجرای برنامه را کنترل بکنیم .
ساختار های کنترل عموماً به دو بخش تقسیم می شوند:

۱ ) ساختار های تصمیم گیری یا انشعاب:
این ساختار ها کمک می کنند تا مسیر اجرای برنامه عوض شود ؛ یعنی برنامه تصمیم گیری کند که کدام قسمت را باید اجرا کند و کدام قسمت را نباید اجرا کند .
مهم ترین ساختارهایی که در این دسته قرار می گیرند و در خیلی از زبان های برنامه نویسی مثل زبان برنامه نویسی C هم وجود دارند ، If , switch هستند .

۲ ) ساختار های تکرار :
این ساختار ها بخش مشخصی از برنامه را می توانند به طور مشخص یا نامشخص تکرار بکنند .
مهم ترین دستوارتی که در این دسته قرار می گیرند دستورهای : for , while , do_while هستند .
این سه دستور در برخی دیگر از زبان های برنامه نویسی ( مثل زبان برنامه نویسی C ) وجود دارند .

کاربرد دستور ها مذکور:
if: برای این که مشخص شود یک بخش از برنامه اجرا می شود یا نمی شود؛ یعنی در مورد آن تصمیم گیری میکند .
for: یک بخش مشخص از برنامه می تواند به تعدا مشخص تکرار شود .
حداکثر تعداد تکرار معلوم باشد .
while , do_while: وقتی حد بالایی برای تعداد تکرار ها مشخص نباشد از این دستورات استفاده می شود .
هم تعداد تکرار ها نامشخص است و هم تعداد تکرار ها می تواند نا محدود باشد .

نحوه به کار بردن ساختار کنترل if :

  •  کار برد اصلی این ساختار selection or Decision making است.
  •  وقتی در صورت درست بودن شرط خواهیم که یک دستور اجرا شود

If ( condition )
State mant ;

  • وقتی در صورت درست بودن شرط خواهیم که چند دستور اجرا شود:

If ( condition )
{
State ment 1 ;
State ment 2 ;
State ment 3 ;
State ment n ;
}

  • به دستوراتی که درون { و } بعد از if قرار می گیرند یک بلوک از دستورات می گویند ؛ و در صورتی که شرط if درست باشد دستوراتی که در این بلوک قرار گرفته اند اجرا می شوند .

 

نمونه های کد برای ساختار if :

مثال ۱ ) برنامه ا بنویسید که عددی از کاربر دریافت کند و اگر عدد برابر ۶ بود پیغامی مناسب نمایش دهد .

import java.util.* ;
public class progect003 {
public static void main ( string [] args ) {
scanner input = new scanner ( system . in ) ;
system . out . print ( “ Enter an integer : “ ) ;
int n = input . next Int () ;
if ( n==6 ) {
system . out . print ln( “you have entered 6 ! “ ) ;
}
}

مثال ۲ ) برنامه ای بنویسید که عددی از کار بر دریافت کند که در صورتی که عدد برابر ۶ باشد یک پیغام نمایش دهد و اگر عدد برابر ۶ هم نبود پیغام مناسب دیگری نمایش دهد.

  • مساوی نبودن را با علامت =! نشان می دهد.

import java.util.* ;
public class progect003 {
public static void main ( string [] args ) {
scanner input = new scanner ( system . in ) ;
system . out . print ( “ Enter an integer : “ ) ;
int n = input . next Int () ;
if ( n==6 ) {
system . out . print ln( “you have entered 6 ! “ ) ;
}
If ( n != 6 ) {
system . out . print ln( “you have not entered 6 ! “ ) ;
}

}
{

مثال ۳ ) تبدیل دو تا if مثال قبل به یک if :

  •  برای این کار از کلمه کلیدی else استفاده می کنیم.
  •  وجود بخش else اختیاری است.

import java.util.* ;
public class progect003 {
public static void main ( string [] args ) {
scanner input = new scanner ( system . in ) ;
system . out . print ( “ Enter an integer : “ ) ;
int n = input . next Int () ;
if ( n==6 ) {
system . out . print ln( “you have entered 6 ! “ ) ;
}
else {
system . out . print ln( “you have not entered 6 ! “ ) ;
}
}
{

حالت کلی ساختار if :

If ( condition ) {
.
. A
.
}
else {
.
. B
.
}

اگر شرط برقرار باشد دستورات بخش A اجرا می شوند ؛ در غیر این صورت دستورات بخش B اجرا می شوند.

مثال ۴ ) برنامه ای بنویسید که برنامه ای از کار بر دریافت کند و نشان دهد که عدد وارد شده زوج است یا فرد ؟

import java.util.* ;
public class progect003 {
public static void main ( string [] args ) {
scanner input = new scanner ( system . in ) ;
system . out . print ( “ Enter an integer : “ ) ;
int n = input . next Int () ;
if ( n % 2==0) {
system . out . print format ( “ %d is an even number . “ , n ) ;
}
else {
system . out . print format ( “ %d is an odd number . “ , n ) ;
}
}
{

  • علامت % نشان دهنده ی باقی مانده است .

           A % 2 یعنی باقی مانده عددA بر عدد ۲ .

 

عملگرهای محاسباتی:

 

عمل عملگر مثال
جمع + a+b
تفرق a-b
ضرب * a*b
تقسیم / a/b
باقی مانده % a%b