Tutorial de programação Java

http://www.dm.ufscar.br/~waldeck/curso/java/

Este tutorial de programação Java surgiu de uma série de palestras ministradas pelos autores aos professores e alunos do Departamento de Matemática da UFSCar, com o objetivo de apresentar a eles a linguagem Java como potencial instrumento de apoio ao ensino.

Como tal, apresentamos os conceitos básicos dessa linguagem permitindo dar os primeiros passos que conduzem ao seu aprendizado. Em nenhum momento pretendemos que este texto seja um substituto para um bom curso de Java, mas também não ignoramos o valor que este material possa ter para um iniciante.

Em qualquer caso, disponibilizamos este material para a audiência geral da Internet na esperança em que ele venha a ser útil a alguém, mas sem quaisquer garantias, nem mesmo as de correção e de atualização. Nesse sentido, os autores sentem-se imensamente gratos pela valiosíssima resposta que seus leitores desejem lhes dar.

Waldeck Schützer e Sadao Massago

Introdução

Tendo sido originalmente concebida para o desenvolvimento de pequenos aplicativos e programas de controle de aparelhos eletrodomésticos e eletroeletrônicos, Java mostrou-se ideal para ser usada na rede Internet. O que a torna tão atraente é o fato de programas escritos em Java poderem ser executados virtualmente em qualquer plataforma, mas principalmente em Windows, Unix e Mac. Em meio a essa pluralidade, Java é um idioma comum, falado por todos. Isto significa que Java é ideal para expressar idéias em forma de programas universalmente aceitos. Soma-se a isso o fato de programas Java poderem ser embutidos em documentos HTML, podendo assim ser divulgados pela rede. Diferente da linguagem C, não é apenas o código fonte que pode ser compartilhado pela rede, mas o próprio código executável compilado, chamado bytecodes.

Em contraste com a letargia de documentos tradicionais, Java acrescenta a interatividade entre o usuário e o documento que está sendo consultado, tornando-o mais expressivo, agradável e surpreendente. Java é ideal para a elaboração de material educacional, pois permite ilustrar claramente os conceitos enquanto possibilita um ensino individualizado.

Um exemplo excelente para ilustrar a utilidade da Java no ensino de matemática é o livro eletrônico de geometria euclideana, Elementos de Euclides na qual, a ilustração da demonstração é iterativa graças à Aplet Java.

Java foi desenvolvida por um grupo de pesquisadores da SUN Microsystems por volta de 1990, pouco antes da explosão da Internet. Essa linguagem possui estrutura muito semelhante à da linguagem C, da qual descende imediatamente. Java tem em comum com a linguagem C++ o fato de ser orientada a objetos e mantém com esta uma alto grau de semelhança. Esse paradigma de programação consiste de um grau a mais na abstração da programação, em comparação com a programação estruturada, e tem se mostrado extremamente útil na produção de programas cada vez mais sofisticados, em menor tempo e com maior qualidade. A programação orientada a objetos (OOP) é hoje universalmente adotada como padrão de mercado, e muitas linguagens tradicionais foram aperfeiçoadas para implementar esse paradigma, como C++, Object Pascal, etc.

Há uma certa curiosidade por detrás do nome dado a essa linguagem de programação. Java é o nome de uma ilha do Pacífico, onde se produz uma certa variedade de café homônimo. A inspiração bateu à equipe de desenvolvimento ao saborear esse café em uma lanchonete local. Deram-se conta de como era extremamente apreciado por profissionais da área de software (ao menos nos Estados Unidos), de modo que não foi menos justo fazer-lhe homenagem ao batizar uma nova linguagem de programação. Atualmente, o site JavaSoft mantém informações atualizadas sobre o desenvolvimento da linguagem Java e suas relações com o mercado, assim como utilitários e ferramentas disponíveis para serem baixados gratuitamente.

Como Java é executado

Um programa fonte escrito em linguagem Java é traduzido pelo compilador para os bytecodes, isto é, o código de máquina de um processador virtual, chamado Java Virtual Machine (JVM). A JVM é um programa capaz de interpretar os bytecodes produzidos pelo compilador, executando o programa cerca de 20 vezes mais lento do que C. Pode parecer ruim, mas é perfeitamente adequado para a maioria das aplicações. Com isto, um programa Java pode ser executado em qualquer plataforma, desde que esteja dotada de uma JVM. É o caso dos programas navegadores mais populares, como o Netscape Navigator e o Internet Explorer, que já vêm com uma JVM. A vantagem desta técnica é evidente: garantir uma maior portabilidade para os programas Java em código-fonte e compilados. Porém, as JVM tendem a ser programas extensos que consomem muitos recursos, restringindo assim o tamanho das aplicações escritas em Java.

Atualmente, já existem compiladores capazes de traduzir bytecodes para instruções de máquina nativas, como o Just In Time compiler (ou JIT), tornando os programas ainda mais rápidos. Este compilador requer uma versão específica para cada plataforma onde se pretende que o programa Java seja executado. Em contrapartida à maior velocidade de execução está também uma maior necessidade de memória, pois os bytecodes compilados, em geral, ficam três vezes maiores do que o original. Uma alternativa bem mais interessante, e talvez muito mais viável, é a implementação da JVM em hardware na forma de uma placa ou microchip. A primeira iniciativa neste sentido é da Sun Microelectronics, que está produzindo os chips picoJava I^TM, microJava^TM e UltraJava^TM. Estes são capazes executar diretamente bytecodes, acelerando em milhares de vezes a velocidade de execução. Isto permitirá o desenvolvimento viável de aplicativos cada vez mais complexos, abrangentes e funcionais. Espera-se que estas soluções sejam brevemente empregadas na fabricação de telefones celulares, pagers, jogos, organizadores pessoais digitais, impressoras e eletrodomésticos de consumo, além aplicações mais sérias como estações de trabalho dotadas do sistema operacional JavaOS^TM. Trata-se certamente do futuro das soluções para aplicações de rede.

Já se tornou clássica a idéia de que para aprender uma nova linguagem de programação não se deve ir direto à descrição sua formal. Ao invés disso, é melhor examinar cuidadosamente um pequeno programa escrito nessa linguagem, o mais simples possível, mas que permita "quebrar o gelo". Isso faz sentido pois, por exemplo, quando vamos aprender Inglês, ou outro idioma qualquer, não iniciamos com a leitura compenetrada de um livro de gramática, mas aprendemos algumas estruturas simples e procuramos exercitá-las, adiando o estudo rigoroso para quando estivermos suficientemente maduros. Ao compreender as diversas partes componentes do exemplo, já teremos dado um grande passo para podermos escrever qualquer programa.

Seguindo essa linha, apresentamos nosso primeiro programa, o clássico "Alô pessoal!". O objetivo deste programa é simplesmente escrever na tela a frase "Alô pessoal!". Vejamos como é o código fonte:

public class AloPessoal {

public static void main(String args[]) {

System.out.println("Alo pessoal!");

}

}

Digitando o programa

Que tal colocarmos a mão na massa e digitarmos esse programinha? Para isso, é recomendável utilizar um editor de texto simples como o Notepad ou Bloco de Notas do Windows. Se estiver no Unix, use preferencialmente o TextEdit ou o vi. O nome do arquivo deve ser exatamente igual ao nome que aparece após a palavra class na primeira linha do programa e dever ter .java como sufixo. Assim sendo, o nome deverá ser "AloPessoal.java". Cuidado para digitar corretamente as maiúsculas e minúsculas, pois a linguagem Java é sensível ao tipo de caixa das letras.

Compilando o código fonte

Para criar o código binário, chamamos o compilador Java através da linha de comando, do seguinte modo:

javac AloPessoal.java

Com isso, será criado um arquivo binário (desde que tudo corra bem) com mesmo nome do arquivo original, mas com sufixo .class no lugar de .java. No nosso caso, teríamos um arquivo AloPessoal.class. Entre as (muitas) coisas que poderiam dar errado nesse momento, o código fonte pode conter erros. Esse não deverá ser o caso, se tiver digitado o programa exatamente como aparece acima. Se, porém, o compilador emitir mensagens de erro, será preciso identificar as linhas que estão incorretas, corrigí-las no editor, e chamar o compilador novamente. As linhas que contém algum tipo de incorreção são listadas pelo compilador juntamente com seu número, facilitando sua localização no editor.

Executando o código

Para podermos executar o programa é necessário chamar o interpretador Java, pois, como vimos, os bytecodes foram feitos para rodar em uma Java Virtual Machine. Podemos fazê-lo do seguinte modo:

java [nome da classe]

onde [nome da classe] é o nome do arquivo sem o sufixo .class. Em nosso caso, este será AloPessoal. Ao executar o programa, ele deverá exibir na tela a frase:

Alo pessoal!

Se isto não ocorrer, volte atrás e verifique se o programa foi digitado exatamente como aparece na listagem acima.

Este é um programa muito simples. Porém, a boa compreensão das estruturas presentes nele deverá permitir a programação fluente em Java em pouco tempo.

Entendendo a estrutura do programa

Todo programa Java, deve conter ao menos uma declaração da forma

public class [nome] {

public static void main(String args[]) {

...

}

}

Onde [nome] é o nome da classe e a parte "..." é o código Java válido, a ser executado no programa. O nome de uma classe é um identificador, como qualquer outro presente no programa, porisso não deve conter espaços ou outros caracteres gráficos, isto é, deve ser um nome composto de uma seqüência de caracteres que seja válida para um identificador. Outros exemplos de identificadores são nomes de variáveis, nomes de comandos, etc.

Vamos adiar um pouco a complicação sobre o que vem a ser uma classe, pois isso depende de alguns conceitos da programação orientada a objetos. Por hora, vamos apenas aceitar que todo programa Java deve conter ao menos uma classe, e que é dentro de uma classe que vão os dados e os procedimentos. Notemos ainda que todo programa Java (mas não as applets) deve ter uma classe dotada de um procedimento chamado main. Os procedimentos em Java são chamados métodos. Os métodos encerram um conjunto de declarações de dados e de comandos que são executados mediante a chamada do método por seu nome. Vamos estudar os métodos em detalhe mais adiante. O método main é o ponto onde se dá o início da execução do programa, isto é, um método chamado automaticamente pela JVM.

Voltando ao nosso programinha AloPessoal, o código a ser executado é

System.out.println("Alo pessoal!");

System.out.println é o nome de uma função que serve para escrever informações textuais na tela. Os dados a serem escritos, devem estar delimitados entre os parênteses "(" e ")". "Alo pessoal!" é uma frase. Em computação, uma palavra ou uma frase que tenha função literal é denominada string. Em Java, a representação de uma string constante se dá colocando os caracteres entre aspas, por exemplo: "Imagem", "Rio de Janeiro", "Brasília", etc, são strings constantes.

Note que existe um ; (ponto e vírgula) no final da linha, logo após o ")". Em Java, é obrigatório colocar um ponto e vírgula após cada comando. Isso porque um comando pode ser quebrado em múltiplas linhas, sendo necessário sinalizar de algum modo onde é que o comando termina.

Java é sensível ao tipo de caixa, isto é, distingue caixa alta (maiúsculo) da caixa baixa (minúsculo). Os programadores acostumados a linguagem C e C++ vão certamente sentir-se em casa; porém os programadores acostumados à linguagem PASCAL devem ficar mais atentos.

Mais exemplos

Podemos escrever "Alo pessoal!" escrevendo primeiro, "Alo " e depois, "pessoal!". Para isso, o programa deve ser alterado da seguinte forma:

public class Alo {

public static void main(String args[]) {

System.out.print("Alo ");

System.out.println("pessoal!");

}

}

Para escrever dados genéricos na tela, existe o comando System.out.print que escreve o dado e mantém o carro na mesma linha. Há também o System.out.println que escreve dados e muda o carro para a próxima linha.

Podemos concatenar dois ou mais strings usando o operador "+". Por exemplo,

"Alo " + "pessoal!"

é o mesmo que "Alo pessoal!". Para escrever um número, basta escrever [string]+n onde [string] é um string qualquer e n é um número. Por exemplo:

public class Numero {

public static void main(String args[]) {

System.out.println("O valor é " + 29);

}

}

Como o lado esquerdo da expressão é um string, 29 é convertido para string "29" e é concatenado com "O valor é ". Compilando e executando esse exemplo como fizemos anteriormente, devemos obter na tela:

O valor é 29

Observemos que os comandos System.out.print e System.out.println escrevem uma informação de cada vez. Desta forma, precisamos usar "+" para unir "O valor e " com 29 para formar uma única string. No exemplo acima, nada impede que os dados sejam escritos em duas etapas: primeiro, "O valor e " e depois, 29. Neste caso, teríamos:

public class Numero {

public static void main(String args[]) {

System.out.print("O valor e ");

System.out.println(29);

}

}

Entretanto, a primeira abordagem parece mais razoável pois torna a programação mais clara e concisa, além de economizar comandos.

Usando variáveis

Uma variável é simplesmente um espaço vago, reservado e rotulado para armazenar dados. Toda variável tem um nome que a identifica univocamente e um valor, que corresponde à informação a ela atribuida. Por exemplo, int n; especifica que n é o nome de uma variável que pode armazenar um número inteiro como valor. Em geral, num contexto onde aparece o nome de uma variável ocorre a substituição por seu valor. O valor de uma variável pode mudar muitas vezes durante a execução de um programa, por meio de atribuições de valor.

Há diversos tipos de variáveis em Java, correspondendo aos vários tipos de dados aceitos. A discussão sobre esses tipos de dados será feita no próximo capítulo. Antes porém, vamos fazer um pequeno programa que declara uma variável interira, atribui a ela uma constante, e imprime seu valor na tela.

public class Numero {

public static void main(String args[]) {

int n;

n = 17+21;

System.out.println("O valor numérico é " + n);

}

}

O local onde uma variável está declarada é extremamente importante. Uma variável é conhecida apenas dentro de algum escopo. Por exemplo, uma variável declarada no escopo de uma classe (fora de um método) é conhecida por qualquer método que esteja declarado dentro dessa mesma classe, enquanto uma variável declarada no escopo de um procedimento é conhecida apenas por esse procedimento. Há ainda outros tipos de escopo, como veremos mais adiante.

O sinal "=" é um operador, utilizado para atribuir um valor a uma variável. Por exemplo, n = 1; faz com que o valor 1 seja armazenado na variável n. Há também os operadores usuais de adição, subtração, multiplicação e divisão de números. Estes são representados pelos símbolos "+ ", "-", "*" e "/", respectivamente.

Ao executar o programa acima (claro, depois de compilá-lo), ele escreve

O valor numerico é 38

Introduzindo comentários no código

Um comentário é uma porção de texto que não tem função para o compilador Java, mas é útil ao leitor humano. Assim sendo, um comentário é identificado mas ignorado completamente pelo compilador Java. A utilidade dos comentários é óbvia: deve conter explicações sobre um particular desenvolvimento do código, permitindo ao leitor compreender claramente o que se deseja realizar.

Os comentários são introduzidos no código Java de duas formas distintas:

• Colocado em qualquer parte do programa e delimitado entre "/*" e "*/".
• Escrevendo "//" antes do comentário, que se estenderá até o final da linha.

Por exemplo, o código:

//

// Este é um exemplo de como somar dois numeros

//

public class Numero {

public static void main(String args[]) { /* Método principal */

double x,y; // estes sao numeros reais de dupla precisao

// System.out.print("x = 2.0"); /* inicializando o "x" */

x = 2;

y = 3.0; /* iniciando o y, e fazendo y = y+x; */ y = y + x;

// escrevendo a soma

System.out.println("x+y = " + (x+y));

}

} /* fim de Numero */

é equivalente ao código:

public class Numero {

public static void main(String args[]) {

double x,y;

x = 2;

y = 3.0; y = y + x;

System.out.println("x+y = " + (x+y));

}

}

O trabalho com computadores, desde os mais simples como escrever mensagens na tela, até os mais complexos como resolver equações ou desenhar imagens tridimensionais em animação, consiste essencialmente em manipulação de dados. Os dados representados em um computador podem ser números, caracteres ou simples valores.

A linguagem Java oferece diversos tipos tipos de dados com os quais podemos trabalhar. Este capítulo cobrirá os tipos de dados mais importantes. Na verdade há basicamente duas categorias em que se encaixam os tipos de dados: tipos primitivos e tipos de referências. Os tipos primitivos correspondem a dados mais simples ou escalares e serão abordados em detalhe no que segue, enquanto os tipos de referências consistem em arrays, classes e interfaces. Estes serão vistos em capítulos subseqüêntes.

Eis uma visão geral dos tipos que serão abordados neste capítulo:

Ao contrário do que acontece com outras linguagens de programação, as características dos tipos de dados listados acima idependem da plataforma em que o programa deverá ser executado. Dessa forma, os tipos de dados primitivos são realmente únicos e garantem a capacidade de intercâmbio de informações entre diversos tipos de computadores, aliviando o programador da preocupação e da árdua tarefa de converter dados em formatos apropriados para a portagem.

Tipo Boolean

Este é o tipo de dado mais simples encontrado em Java. Uma variável booleana pode assumir apenas um entre dois valores: true ou false. Algumas operações possíveis em Java como a<=b, x>y, etc têm como resultado um valor booleano, que pode ser armazenado para uso futuro em variáveis booleanas. Estas operações são chamadas operações lógicas. As variáveis booleanas são tipicamente empregadas para sinalizar alguma condição ou a ocorrência de algum evento em um programa Java. Por exemplo:

boolean fim_do_arquivo = false;

é a declaração de uma variável do tipo boolean, cujo nome é fim_do_arquivo. O valor false à direita do sinal "=" indica que a variável recebe esse valor como valor inicial. Sem essa especificação o valor de uma variável é impredicável, podendo ser qualquer um dos valores possíveis para seu tipo (neste caso true ou false).

Aproveitando o ensejo, há nessa linha a essência da declaração de qualquer variável em Java:

1. Informar o tipo de dado que deseja declarar (boolean)
2. Informar o nome que será usado para batizar a variável (fim_do_arquivo)
3. Atribuir à variável um valor inicial (= false)
4. Terminar a declaração com um ponto-e-vírgula ";".

Uma palavra sobre identificadores

Na declaração acima usamos o nome fim_do_arquivo para designar a variável. Um nome de variável, assim como nome de um método, classe, rótulo e dezenas de outros itens lexicográficos, constitui o que é chamado um identificador. Uma vez criado, um identificador representa sempre o mesmo objeto a ele associado, em qualquer contexto em que seja empregado.

As seguintes regras regem a criação de identificadores:

• O primeiro caracter de um identificador deve ser uma letra. Os demais caracteres podem ser quaisquer seqüências de numerais e letras
• Não apenas os numerais e letras latinas podem ser empregadas, como também letras de quaisquer outro alfabeto
• Devido a razões históricas, o underscore "_" e o sinal de dolar "$" são considerados letras e podem ser usados nos identificadores
• Assim como em outras linguagens, como C e C++, os identificadores distinguem o tipo de caixa das letras, isto é, as maiúsculas são consideradas distintas das minúsculas. Isso significa que fim_de_arquivo é um identificador diferente de Fim_De_Arquivo
• Os identificadores não podem ser palavras chave, como: class, for, while, public, etc

Tipos de dados inteiros

Os tipos de dados primitivos byte, int, char, short e long constituem tipos de dados inteiros. Isso porque variáveis desses tipos podem conter um valor numérico inteiro dentro da faixa estabelecida para cada tipo indiivdual. Por exemplo, um byte pode conter um inteiro entre -128 e 127, enquanto um short pode conter um valor entre -32.768 e 32.767. Já o tipo long é suficiente para contar todos os mosquitos do Pantanal Matogrossense.

Há diversas razões para se utilizar um ou outro dos tipos inteiros em uma aplicação. Em geral, não é sensato declarar todas as variáveis inteiras do programa como long. Raramente os programas necessitam trabalhar com dados inteiros que permitam fazer uso da máxima capacidade de armazenagem de um long. Além disso, variáveis grandes consomem mais memória do que variáveis menores, como short.

Obs: Se alguma operação aritmética cria um resultado que excede um dos limites estabelecidos para o tipo inteiro empregado, não há qualquer indicação de erro para avisar sobre essa ocorrência. Ao invés disso, um complemento de dois do valor obtido será o resultado. Por exemplo, se a variável for do tipo byte, ocorrem os seguintes resultados: 127+1 = -128, 127+9=-120 e 127+127=-2. Entretanto, uma excessão do tipo ArithmeticException é levantada caso ocorra uma divisão por zero. As excessões e seus mecanismos serão abordados no Capítulo 8. Vejamos o seguinte código:

public class Arith

{

public static void main(String args[])

{

byte a = 127;

short b = 32767;

int c = 2147483647;

long d = 9223372036854775807L;

int e = 0;

a += 1;

b += 1;

c += 1;

d += 1;

System.out.println("Valor de a = " + a);

System.out.println("Valor de b = " + b);

System.out.println("Valor de c = " + c);

System.out.println("Valor de d = " + d);

d /= e; // Vai dar erro porque e = 0

}

}

com seu respectivo resultado de execução:

C:\Usr\Waldeck>java Arith

Valor de a = -128

Valor de b = -32768

Valor de c = -2147483648

Valor de d = -9223372036854775808

java.lang.ArithmeticException: / by zero

at Arith.main(Arith.java:18)

C:\Usr\Waldeck>

Seguem abaixo alguns exemplos de declarações de variáveis de tipo inteiro:

byte Contador = 1;

int AnguloEmGraus = -45;

char Indice = 6;

A diferença entre essas declarações e a declaração de dados booleanos vista acima está no tipo de dado especificado e no valor atribuído a cada variável.

Operações com inteiros

Podemos realizar uma série de operações com os dados do tipo inteiro. A tabela seguinte mostra uma lista completa.

Muitos das operações que aparecem na lista acima são familiares e praticamente não requerem explicação. Há outros, porém, que pode ser um tanto quanto ambíguos. É o caso dos operadores de atribuição aritméticos. Estes consistem de atalhos para atribuir um novo valor a uma variável onde esse novo valor depende do valor anterior lá armazenado. Por exemplo: += adiciona um valor ao valor antigo de uma variável e a soma passa a ser o novo valor. Esse padrão também é obedecido para as operações -=, *=, /= e %=. Temos assim as seguintes correspondências:

etc.

Os operadores de incremento e decremento referem-se a apenas uma variável (logo são chamados de unários). Por exemplo, o operador de incremento soma um ao operando conforme o exemplo:

x++;

é uma maneira muito mais concisa de se escrever x = x + 1. Mas não só, esses operadores se comportam de modo diferente quando seguem ou precedem o nome de uma variável. Se o operador precede o nome da variável, então o incremento (ou decremento) ocorre antes que o valor da variável seja tomado para a expressão aritmética. No seguinte exemplo, o valor das variáveis x e y será 6:

int x = 5;

int y = ++x;

Porém, no próximo exemplo o valor de x será 6 enquando que o valor de y será 5:

int x = 5;

int y = x++;

Vejamos alguns exemplos de declarações e de utilizações de operações envolvendo tipos inteiros:

byte j = 60;

short k = 24;

int l = 30;

long m = 12L;

long resuldato = 0L;

resultado += j; // resultado = 60 (0 mais 60)

resultado += k; // resultado = 84 (60 mais 24)

resultado /= m; // resultado = 7 (84 dividido por 12)

resultado -= l; // resultado = -23(7 menos 30)

resultado = -resultado; // resultado = 23 ( -(-23) )

resultado = %= m; // resultado = 11 (resto de 23 div. 12)

Tipo caracter

Uma variável do tipo char armazena um caractere Unicode. Um caractere Unicode é um caractere de 16 bits, sendo que de 0 a 225 correspondem aos caracteres do código ASCII (a tabela ASCII é uma tabela padronizada internacionalmente de associações entre caractere e a sua representação numérica no computador). Uma constante do tipo caractere é representada colocando-se entre apóstrofos, ou pelo valor numérico correspondente na tabela Unicode (ou ASCII), ou ainda, pela sequência '\x' onde x especifica o caractere a ser referido. Esta especificação de sequência de escape obedece às mesmas convenções do C/C++. Por exemplo: 'a', 'f', '\n', etc, são constantes do tipo char.

Tipos de ponto flutuante

Em Java, existem duas categorias de de variáveis de ponto flutuante: float armazena valores numéricos em ponto flutuante de precisão simples e double de precisão dupla. Ambas seguem norma: IEEE Standard for Binary Floating Point Arithmetic, ANSI/IEEE Std. 754-1985 (IEEE, New York). O fato de obedecer a essa norma é que torna os tipos de dados aceitos pela linguagem Java tão portáveis. Esses dados serão aceitos por qualquer plataforma, independendo do tipo desistema operacional e do fabricante do computador. A representação dos valores em ponto flutuante pode ser feita usando a notação decimal (exemplo: -24.321) ou a notação científica (exemplo: 2.52E-31).

Além dos possíveis valores numéricos que uma variável de ponto flutuante pode assumir há também os seguintes:

• menos infinito
• mais infinito
• zero
• NAN - not a number

Estes são requeridos pela norma. O mais infinito é usado, por exemplo, ao somarmos 1 ao maior valor possivelmente representável por esse sistema.

Muitas das operações realizáveis com inteiros (porém não todas) têm análogas para números de ponto flutuante. Eis um resumo:

[anterior, índice, seguinte]

Semelhante às liguagens C, C++ e Pascal, a linguagem Java também dá suporte a vetores e matrizes (arrays) de diversas formas. Os vetores constituem uma forma muito conveniente de organizar informações em fileira. Por exemplo, podemos formar um vetor com as notas de cinco alunos de uma sala de aula do seguinte modo:

float nota[] = { 7.8, 8.4, 4.2, 1.8, 6.4 };

Neste caso nota[0] é a nota do primeiro aluno, isto é, 7.8, nota[1] é a nota do segundo, ou seja, 8.4, e assim por diante.

A utilização de vetores e matrizes em Java envolve três etapas:

1. Declarar o vetor ou matriz. Para isto, basta acrescentar um par de colchetes antes ou depois do nome da variável. Por exemplo:
2. int ind[]; double A[][],T[][][]; int []nota;
3. Reservar espaço de memória e definir o tamanho. É preciso definir o tamanho do vetor, isto é, a quantidade total de elementos que terá de armazenar. Em seguida é necessário reservar espaço de memória para armazenar os elementos. Isto é feito de maneira simples pelo operador new:
4. ind = new int[10]; nota = new int[70]; A = new double[10][20];
5. Armazenar elementos no vetor ou matriz. Para armazenar uma informação em um dos elementos de um vetor ou matriz, é necessário fornecer um índice que indique a posição desse elemento. Por exemplo, para armazenar um valor na quarta posição do vetor nota, fazemos o seguinte:
6. nota[3] = 5.2;
7. Como podemos observar, os índices começam em zero e vão até o número de posições reservadas, menos um. No vetor nota criado acima, os índices válidos vão de 0 até 69. Caso haja a tentativa de atribuir um valor a um elemento cujo índice esteja fora desse intervalo, ocorrerá um erro que impedirá a execução do programa. Por isso, é necessário um certo cuidado ao manejar com esses índices, garantindo o perfeito funcionamento do programa.

Existe, porém, um atalho para esses três passos quando desejamos criar um vetor com valores atribuídos de modo estático. Foi o que fizemos no primeiro exemplo acima, declarando o vetor nota com as notas de cinco alunos. Nesse caso, espaço suficiente para as notas de cinco alunos foi reservado e as notas foram guardadas em respectivas posições do vetor.

Entretanto, nem sempre é tão fácil assim. Em geral, estaremos interessados em trabalhar com vetores muito muito maiores, e cujos elementos sejam provenientes de outras fontes, que variam com o tempo. Assim, seremos obrigados a seguir os passos acima.

Eis mais alguns exemplos de vetores e matrizes:

// 12 primeiros termos da seqüência de Fibonacci: long Fibonacci[] = {1,1,2,3,5,8,13,34,55,89,144}; // Tabela de sen(n*pi/6), n=0,1,2,...5 float seno[] = {0.0000,0.5000,0.8660,1.0000,0.8660,0.5000}; // Tabela de log(1+n), n=0,2...99: double tlog[] = new double[100]; for(int n=0; n<100; n++) tlog[i] = Math.log(1+n); // Matriz dos coeficientes double A[][] = { {1,2,3}, {0,1,3}, {0,0,-1} };

[anterior, índice, seguinte]

Em contraste com a estática dos dados, os métodos definem as ações a serem tomadas em diversos momentos da execução de um programa. Como em outras linguagens, como C, C++, Pascal, Fortran, etc, os métodos correspondem aos conceitos comuns de funções, procedimentos ou subrotinas. Estes são apenas conjuntos ordenados de declarações de dados, comandos e expressões. Em termos simples, são os métodos que realizam todas as tarefas para as quais o programa foi escrito, por exemplo, realizar cálculos, resumir informações de um arquivo, produzir um relatório, criar um gráfico, gerar um filme de animação, etc.

Classes

Os métodos, assim como os dados, têm um local de residência, as classes. Mais adiante, vamos estudar as classes em detalhes. Por hora, precisamos apenas de alguns poucos conceitos para poder entender os métodos. Pensemos uma classe como sendo um conjunto de dados (variáveis) e métodos (funções) da forma:

class [nome] { [dados e métodos] }

onde [nome] é um identificador que define o nome da classe, e o par de chaves delimita uma região para declaração de variáveis e métodos. A declaração de variáveis já foi vista anteriormente no capítulo sobre tipos de dados. Uma classe pode ser privativa ou pública. Uma classe privativa é declarada como no exemplo acima e é conhecida apenas no escopo delimitado pelo arquivo que a contém. Como um programa Java pode ser quebrado em múltiplos arquivos de código fonte distintos, pode ser necessário que as diversas partes integrantes do programa interajam, trocando dados entre si e chamando métodos umas das outras. Isso torna-se possível através das classes públicas, as quais são conhecidas por qualquer arquivo fonte que componha o programa. Para tornar uma classe pública, basta preceder sua declaração pela palavra-chave public como no seguinte exemplo:

public class [nome da classe] { [dados e métodos] }

Há uma convenção em Java que estabelece que deve haver exatamente uma classe pública para cada arquivo-fonte de que consiste um programa Java, e seu nome deve ser precisamente o nome do arquivo, sem o sufixo .java. Desse modo, existe uma correspondência biunívoca entre as classes públicas e os arquivos-fonte que as contém.

Podemos declarar uma classe a partir do chão, com todos os seus dados e métodos, ou podemos declarar uma classe derivando-a a partir de uma outra já existente. Este é um recurso muito útil, pois permite aproveitar um esforço de elaboração anterior, aumentando significativamente a produtividade da programação, e diminuindo o tamanho do código objeto. Suponhamos por exemplo, que tenhamos declarado previamente a seguinte classe:

class Polígono { int cx, cy; // Coordenadas do centro do polígono }

Esta classe define em linhas gerais o que é um polígono, guardando uma única característica comum a qualquer polígono, isto é, as coordenadas de seu centro. Agora, suponhamos que desejamos criar uma classe para guardar informações sobre um quadrado. Neste caso, não precisamos criar uma classe que dê as coordenadas do centro do quadrado assim como as suas dimensões. Basta fazer simplesmente:

class Quadrado extends Polígono { int lado; // Comprimento de um lado do quadrado }

A classe quadrado declarada desse modo se diz uma classe derivada da classe Poligono, da qual herda os dados (e os métodos) nela contidos. Esta declaração é equivalente a

class Quadrado { int cx, cy; // Coordenadas do centro do polígono int lado; // Comprimento de um lado do quadrado }

Desejando fazer uma classe para representar um retângulo, bastaria fazer então

class Retângulo extends Polígono { int base, alt; // Base e altura do retângulo }

Objetos

Uma particular instância de uma classe é chamada objeto. Para entender a diferença entre classes e objetos, fazemos alusão à metáfora da fábrica de torradeiras. A fábrica de torradeiras não é uma torradeira, mas define o tipo de produto que sai dela, isto é, as torradeiras. Do mesmo modo a torradeira não é a fábrica, mas o produto feito por ela. Comparamos as classes às fabricas e os objetos aos produtos feitos por elas. Grosso modo, podemos dizer que as classes não ocupam espaço na memória, por serem abstrações, equanto que, os objetos ocupam espaço de memória por serem concretizações dessas abstrações.

Nas declarações acima, introduzimos algumas classes que permitem representar polígonos. Porém, não instanciamos nenhuma das classes criando particulares objetos a partir dessas classes. Por exemplo, a partir da classe quadrado, podemos fazer objetos representando quadrados de diversos comprimentos laterais, ou retângulos de diferentes dimensões:

Quadrado A, B, C; Retângulo D; A.lado = 1; // O quadrado A terá os lados de comprimento 1 B.lado = 2; // O quadrado B terá os lados de comprimento 2 C.lado = 7; // O quadrado C terá os lados de comprimento 7 D.base = 3; // O retangulo D terá base 3 e ... D.alt = 4; // altura 4, e centrado na origem D.cx = 0; D.cy = 0;

As declarações acima são semelhantes às que vimos no capítulo anterior, com excessão de que no lugar do nome que identifica o tipo de dado estamos usando o nome de uma classe. Neste exemplo, as classes Quadrado e Retângulo foram empregadas para declarar os objetos (ou variáveis) A, B, C e D.

Em certo sentido as classes complementam os tipos de dados nativos da linguagem Java, com tipos de dados complexos criados pelo programador. Esse fato, aliado à possibilidade de derivar classes, tornam as linguagens orientadas a objetos extremamente producentes.

Chamando métodos

Um método entra em ação no momento em que é chamado. Isto pode ocorrer explicitamente ou implicitamente. A chamada explícita se dá por ordem do programador através da execução de um comando ou expressão contendo o nome do método. Em nosso programa AloPessoal fizemos uma chamada explícita do método System.out.println para mostrar um texto na tela do computador. As chamadas implícitas ocorrem quando o interpretador Java chama um método por sua própria deliberação. A chamada do método main é um exemplo de chamada impícita. O interpretador Java chama esse método para dar início à execução do programa.

Declarando métodos

A declaração mais simples que podemos fazer de um método (lembrando que isso deve ser feito dentro de uma classe) é a seguinte:

void [nome do método] () { [corpo do método] }

onde o [nome do método] é um identificador que define o nome pelo qual o método é conhecido, e [corpo do método] consiste de uma lista ordenada de eclaração de variáveis, de expressões e de comandos. A primeira palavra-chave, void, define o valor retornado pelo método, neste caso, nenhum. Podemos usar qualquer tipo de dado válido como valor de retorno de um método. Nesse caso, ao terminar, o método seria obrigado a devolver um dado do tipo especificado. Por exemplo,

class Numero { double x = 1;

void print() { System.out.println("O valor e " + x); } }

define uma classe chamada Numero, a qual contém uma variável x, inicializada com 1, e um método sem valor de retorno, print, que apenas escreve um texto e o valor de x, através da chamada do método System.out.println.

O par de parênteses adiante do nome do método introduz uma lista (vazia, neste caso) de argumentos. A chamada de um método pode ser acrescida de parâmetros, os quais são associados aos seus respectivos argumentos.

Um exemplo de métodos que retornam valores é o seguinte:

class Calculador { int Soma(int a, int b) { return a + b; } double Produto(double a, double b) { return a * b; } }

O primeiro método, Soma, realiza a adição de de dois números inteiros fornecidos pelos argumentos a e b, devolve a soma valor de retorno. O segundo método realiza a multiplicação de dois números de ponto-flutuante a e b devolvendo seu produto.

A sintaxe completa para a declaração de um método é a seguinte:

[moderadores de acesso] [modificador] [tipo do valor de retorno] [nome] ([argumentos])

throws [lista de excessões]

{ [corpo]

}

onde os termos em itálico são opcionais (ou acessórios). Neste capítulo, vamos analisar detalhadamente cada um dos termos [moderadores de acesso], [modificador], [tipo do valor de retorno], e [argumentos]. Vamos, porém, adiar um pouco as explicações sobre [lista de excessões] até o capítulo sobre excessões. Uma excessão à esta sintaxe é a que se aplica aos métodos especiais, chamados construtores, que serão vistos adiante no capítulo sobre classes.

Moderadores de Acesso

Os moderadores de acesso são empregados para restringir o acesso a um método. Entretanto, independentemente do moderador escolhido, um método é sempre acessível, isto é, pode ser chamado, a partir de qualquer outro método contido na mesma classe. Os moderadores de acesso existentes em Java são os seguintes:

• public: O método declarado com este moderador é público e pode ser chamado a partir de métodos contidos em qualquer outra classe. Esta é a condição de menor restrição possível.
• protected: O método é protegido pode ser chamado por todas as classes que compõe um conjunto maior chamado package. Veremos adiante que as packages são um modo conveniente de organizar diversas classes que estão em estreito relacionamento.
• Obs: é importante avisar que você pode ter problemas em identificar violações com respeito à chamada de métodos protegidos. Isso se deve ao fato do compilador não sinalizar esse fato precisamente, isto é, a tentativa de chamar um método protegido a partir de uma classe que não faz parte do package. Ao invés disso a mensagem poderá se parecer com a seguinte:
• No method matching funcao() found in class Matematica
• friendly: Uso do método é permitido dentro da classe que o contém, assim como dentro de qualquer classe que tenha sido derivada dessa classe, ainda que esteja fora do package. Este é o moderador default, isto é, aquele que é assumido se nenhum moderador for explicitamente especificado.
• private: O método é privativo da classe que o contém e seu uso é vedado a qualquer outra classe.
• private protected: o método é acessível pela classe que o contém, assim como por qualquer classe que tenha sido derivada dessa classe. Porém, isso somente é permitido apenas dentro de um mesmo arquivo-fonte.

Exemplo:

// classe de numero class numero { double x=1;

public void print1() { System.out.println("O valor e "+x); } void print2() { System.out.println("O valor e "+x); } }

// classe principal public class PrintNum { public static void main(String args[]) { numero num = new numero();

num.print1(); // correto num.print2(); // ilegal } }

O exemplo acima dará um erro, pois não pode acessar o print2. O método print1 é definido como public e portanto, está disponível a qualquer classe, mas o print2 não tem especificação (logo, é assumido como friendly) e portanto, a classe principal PrintNum não pode acessa-lo.

Modificador do Método

O modificador do método permite especificar algumas propriedades de um método, determinando como classes derivadas podem ou não redefinir ou alterar o método, e de que forma esse método será visível.

• static: o método é compartilhado por todos os objetos instanciados a partir da mesma classe. Um método static não pode acessar qualquer variável declarada dentro de uma classe (salvo se a variável estiver declarada também como static, o que veremos mais adiante), pois não é capaz de dicernir entre os diferentes objetos que compartilham esse método.
• abstract: Podemos declarar um método sem contudo especificar seu corpo, dizendo-o abstrato. Isto funciona como uma espécie de lembrete para que alguma classe derivada complete a declaração fornecendo um corpo. Assim sendo, uma classe que contenha um método abstrato, ou que seja derivada de alguma classe que contenha um método abstrato mas não complete sua declaração, não pode ser instanciada. O uso da palavra-chave abstract é opcional, isto é, as duas declarações seguintes são equivalentes:
• abstract void print();
• void print();
• final: Especifica que nenhuma classe derivada pode alterar ou redefinir este método. Um método declarado como final deve ser obrigatóriamente seguido de um corpo.
• native: Declara apenas o cabeçalho sem corpo, como no caso de abstract. Porém, esta especificação designa um método que implementado em outra linguagem como C++, por exemplo.
• synchronized: Esta declaração é usado para desenvolver o programa de processamento concorrente. Seu propósito é impedir que dois métodos executando concorrentemente acessem os dados de uma classe ao mesmo tempo. synchromized especifica que se um método estiver acessando o dado, outros que também desejem acessá-lo têm que esperar.

Tipo de Valor de Retorno:

O tipo de valor de retorno é especificado por uma palavra chave ou nome de classe na declaração do método, estabelecendo o valor que ele pode devolver.

// Classe de números complexos class Complexo { double x, y; // parte real e complexo, respectivamnte

public double Re() { // retorna a parte real return x; } public double Im() { /retorna a parte imaginaria return y; } public Complexo Vezes(Complexo c) { Complexo resultado; resultado.x = x * c.x - y * c.y; resultado.y = x * c.y + y * c.x; return resultado; } public void print() { System.out.println("(" + x + " + " + y + "i)"); } }

public class Teste { public static void main(String args[]) { Complexo z, w; z.x = 1;

z.y = 2; System.out.print( "O valor de z é "); z.print(); System.out.println( "A parte real de z é = " + z.Re() ); System.out.println( "A parte imaginária de z é = ", z.Im() ); System.out.print("O valor de z ao quadrado é "); w = z.Vezes( z ); w.print(); } }

Ao executar esse programa teríamos a resposta:

O valor de z é (1 + 2i) A parte real de z é = 1 A parte imaginária de z é = 2 O valor de z ao quardado é (-3 + 4i)

Um método que retorna valor, isto é, não declarado como void, deve conter a linha return ...; a qual especifica o valor a ser retornado. Por exemplo, return x; especifica que o valor da variável x será retornado.

Lista de Argumentos:

A lista de argumentos é a lista de valores que o método vai precisar, obdecendo a sintaxe

[tipo 1] [nome 1], [tipo 2] [nome 2], ...

onde [tipo ?] é a especificação do tipo de dado e [nome ?] é um identificador pelo qual o parâmetro é conhecido.

Exemplo:

// Classe de numeros complexos class Complexo { double x=1, y=1; /* parte real e complexo, respectivamnte

public double Re() { // retorna a parte real return x; } public double Im() { /retorna a parte imaginaria return y; } public set(double a, b){ x = a; y = b; } }

public class Teste { public static void main(String args[]) { Complexo c = new Complexo();

c.set(3,2); System.out.println("z = (" + c.Re() + " + " + c.Im() + "i)"); } }

uma observação importante é que Java trata o objeto por referência e por isso, se o método modificar o objeto recebido como parâmetro, o objeto será modificado externamente. No entando, se o parâmetro recebido for tipo simples (int, double, char, float, etc), visto no tipo de dados, o método pode alterar o parâmetro a vontade que não influencia no valor externo.

Para ilustrar, veja o exemplo a seguir:

// classe de inteiro class inteiro { public int i; }

// classe principal public class TestPar { // método que altera o valor do parametro int // este metodo deve ser static, pois sera chamado // pelo metodo main() que e static static void MudaInt(int k) { System.out.println("MudaInt: valor de k e " + k); k += 2; System.out.println("MudaInt: valor de k e apos incremento e " + k); }

// método que altera o valor do parametro inteiro // este metodo deve ser static, pois sera chamado // pelo metodo main() que e static static void MudaInteiro(inteiro k) { System.out.println("MudaInteiro: valor de k e " + k.i); k.i += 2; System.out.println("MudaInteiro: valor de k e apos incremento e " + k.i); }

// main() do TestPar public static void main(String args[]) { int i; inteiro n = new inteiro();

i = 2; n.i = 3;

System.out.println("Valores originais:"); System.out.println("Valor de i e "+i); System.out.println("Valor de n e "+n.i);

MudaInt(i); MudaInteiro(n);

System.out.println("Valores apos a chamada dos metodos:"): System.out.println("Valor de i e "+i); System.out.println("Valor de n e "+n.i); } }

A especificação public de uma variável dentro da classe, faz com que este variável seja acessado de qualquer lugar. Para especificar a variável i do objeto k, basta escrever k.i. Em geral, a variável [var] dentro do objeto [obj] do tipo classe e referenciado por [obj].[var]. Note o uso de especificação static para os métodos MudaInt() e MudaInteiro(). Esta especificação é necessaria, pois o método principal é static, e método static não pode chamar outros métodos da mesma classe que não seja static.

O exemplo acima fornece a saída:

Valores originais: Valor de i e 2 Valor de n e 3 Valores apos a chamada dos metodos: Valor de i e 2 Valor de n e 5

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Expressões são combinações ordenadas de valores, variáveis, operadores, parênteses e chamadas de métodos, permitindo realizar cálculos aritméticos, concatenar strings, comparar valores, realizar operações lógicas e manipular objetos. Sem expressões, uma linguagem de programação seria praticamente inútil. O resultado da avaliação de uma expressão é em geral um valor compatível com os tipos dos dados que foram operados.

A maneira como uma expressão é avaliada (ou calculada) obdece as mesmas regras familiares da Matemática. A regra mais simples é a da associatividade. Quando um mesmo operador aparece mais de uma vez em uma expressão, como em a+b+c, então o operador mais à esquerda é avaliado primeiro e em seguida o da direita, e assim por diante. Esta seria então equivalente a ((a+b)+c).

Precedência

Há situações em que é necessário juntar operadores diferentes numa mesma expressão. Nesse caso a associatividade não se aplica mais trivialmente. Nesse caso como descobrir quais são os operandos de um operador, e quais operadores são avaliados primeiro? A resposta está na precedência dos operadores. Por exemplo, excrevendo a+b*c, somos levados naturalmente a multiplicar primeiro b com c e em seguida o somar o produto com a. Isto porque a multiplicação tem precedência sobre a adição. A precedência é então um conjunto de regras que permitem determinar quais são os operandos de um dado operador.

Como a linguagem Java é rica em operadores, alguns pouco familiares, precisamos conhecer a precedência desses operadores.

Na tabela a seguir, está indicada a pecedência dos operadores comumente usados em Java. A tabela apresenta os operadores ordenados da maior precedência para a menor. Observe que, existem alguns operadores que naturalmente não requerem preocupação quanto à sua precedência, devido a forma como são empregados.

Conversão entre tipos de dados

Ao trabalhar com expressões, salvo quando todos os operando são do mesmo tipo, é inevitável ter que considerar conversões entre um tipo de dado e outro. Há basicamente dois tipos de conversões de dados. O primeiro se refere a conversão implicita na qual, os dados são convertidos automaticamente, praticamente sem a preocupação do programador. Isto ocorre no caso de conversão de dados de tipo interio para real e de números para strings. Por exemplo:

double x; int i = 20; x = i;

Neste caso o valor do inteiro i é convertido automaticamente para um double antes de ser armazenado na variável x. As regras de conversão implícita empregadas pela linguagem Java são as seguintes:

• os operadores unários ++ e -- convertem um tipo byte e short são convertidos para um int, e os demais tipos não são afetados
• para os operadores binários, as regras são um pouco mais complicadas. Para operações envolvendo apenas inteiros, se um dos operandos for long, o outro será convertido para um long antes de realizar a operação, a qual resultará num long. Caso contrário, ambos os operandos são convertidos para um int e o resultado será também um int, a menos que o resultado da operação seja grande demais para caber num int. Nesse caso, o resultado será convertido para um long. Para operações envolvendo números de ponto flutuante, se um dos operadores for double, o outro será convertido para double antes de realizar a operação e o resultado será um double. Do contrário, ambos os operando são convertidos para float, e o resultado será um float.

Algumas vezes, porém, as conversões implícitas não são suficientes para garantir um resultado esperado em uma expressão. Nesses cados, é importante podermos controlar precisamente a ocorrência de uma conversão de tipo. Isto pode ser feito por meio de um operador unário de conversão. Por exemplo:

float eventos = 25.7; float dias = 7.2; x = (int)(eventos / dias);

O resultado da expressão acima será precisamente 3, isto é a parte inteira de 25.7 dividido por 7.2. A diferença é que o operador de conversão de tipo (int) transformou o valor do quociente 25.7/7.2 em um inteiro, truncando as casas decimais. Note que o operador de conversão é um operador unário de maior precedência, logo, tivemos de colocar a divisão entre parênteses para garantir que o resultado dessa divisão formasse um único operando. A conversão entre quaisquer inteiros e entre inteiros e números de ponto flutuante é permitida. Porém, não é permitido converter dados do tipo boolean para nenhum outro tipo, enquanto a conversão entre objetos somente é permitida para classes parentes.

Vejamos ainda um outro exemplo de utilização do operador de conversão de tipo:

int a = 3; int b = 2; double x; x = a / b;

Neste exemplo, desejamos que a variável x tenha o valor do quociente entre a e b. Como x é um dado de ponto flutuante, presume-se que o resultado desejado neste exemplo seja, digamos, x=3/2=1.5. Como porém os operandos da divisão são ambos inteiros, o resultado será também um inteiro, isto é, teremos x = 1.0. Para contornar essa situação, podemos converter explicitamente um dos operandos para um dado em ponto flutuante, fazendo:

x = (double)a / b;

Observamos que a conversão entre inteiros de maior comprimento para inteiros de menor comprimento pode causar perda de informação na representação dos valores. Caso o valor a ser convertido ocupe mais bits do que o tipo da variável recebendo esse valor, então o valor é truncado.

int l = 393; byte b; b = l; System.out.println("O valor de b é " + b);

Neste exemplo teremos como resultado:

O Valor de b é -119

Por que isso aconteceu? Fica mais fácil de compreender isso se interpretarmos os números acima na notação binária. O número 393 é representado em base dois pelo número 110001001, que tem 9 bits de comprimento (omitimos os zeros não significativos). Como a variável b é do tipo byte e seu comprimento é de apenas 8 bits, teremos os 8 primeiros bits da direita para a esquerda atribuídos a b, isto é, 10001001, que representa o número -119 em base dois, na notação de complemento de dois.

[anterior, índice, seguinte]

• Execução Condicional
• if-then-else compacto
• Execução seletiva de múltiplos comandos
• Execução seletiva por valores
• Laço de iteração enquanto/faça
• Laço de iteração faça/enquanto
• Laço de iteração com contagem
• break e continue

Controle de fluxo é a habilidade de ajustar a maneira como um programa realiza suas tarefas. Por meio de instruções especiais, chamadas comandos, essas tarefas podem ser executadas seletivamente, repetidamente ou excepcionalmente. Não fosse o controle de fluxo, um programa poderia executar apenas uma única seqüência de tarefas, perdendo completamente uma das características mais interessantes da programação: a dinâmica.

Podemos classificar os comandos aceitos pela linguagem Java em basicamente quatro categorias:

Execução Condicional

A forma mais simples de controle de fluxo é o comando if-else. Ele é empregado para executar seletivamente ou condicionalmente um outro comando mediante um critério de seleção. Esse critério é dado por uma expressão, cujo valor resultante deve ser um dado do tipo booleano, isto é, true ou false. Se esse valor for true, então o outro comando é executado; se for false, a excecussão do programa segue adiante. A sintaxe para esse comando é

if ([condição]) [comando] // Executado se a condição for true

Uma variação do comando if-else permite escolher alternadamente entre dois outros comandos a executar. Nesse caso, se o valor da expressão condicional que define o critério de seleção for true, então o primeiro dos outros dois comandos é executado, do contrário, o segundo.

if([condição]) [comando 1] // Executado se a condição for true else [comando 2] // Executado se a condição for false

Por exemplo:

import java.io.StreamTokenizer; public class sqrt { public static void main(String args[]) { double x; StreamTokenizer inp = new StreamTokenizer(System.in);

// Lê um dado double a partir do teclado System.out.print("x = "); System.out.flush(); try { inp.nextToken(); x = inp.nval; } catch(java.io.IOException e) { x = 0; } // Decide se é possível calcular a raiz quadrada do // número dado. Sendo possível, calcula-a. Do contrário // emite uma mensagem de aviso if(x >= 0) System.out.println("raiz quadrada de x e " + sqrt(x)); else System.out.println("x e negativo"); } }

E se toda uma lista de comandos deve ser executada seletivamente? A esta altura, convém dizer que há uma maneira bastante conveniente de agrupar longas seqüências de comandos formando uma unidade lógica. Trata-se da noção de bloco de comandos. Este consiste basicamente de uma lista de comandos delimitados por chaves { }. Para efeitos de programação, um bloco de comandos é interpretado como se fosse um único comando. Eis alguns exemplos de blocos de comandos:

1. {
   1. System.out.print("x = ");
   2. System.out.println(x);
   3. }
2. { temp = y; y = x; x = temp; }

Desse modo, podemos fazer também a execução seletiva de blocos de comandos conforme ilustra o seguinte programa para discutir sobre as raízes de uma equação do segundo grau ax²+bx+c=0:

import java.io.StreamTokenizer; public class baskhara { public static void main(String args[]) { double a, b, c, delta; StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(System.in); // Requisitando do usuário os dados sobre a equação a ser // analisada. // try { System.out.println("Digite os coeficientes da equação ax^2+bx+c = 0"); System.out.print("a = "); System.out.flush(); in.nextToken(); a = in.nval; System.out.print("b = "); System.out.flush(); in.nextToken(); b = in.nval; System.out.print("c = "); System.out.flush(); in.nextToken(); c = in.nval; } catch(java.io.IOException e) { System.out.println("Falha na entrada dos dados."); a = 0; b = 0; c = 0; } // Calculando o discriminante da equação // delta = b*b - 4*a*c; System.out.println( "Equação: ("+a+")x^2+("+b+")x+("+c+")" ); // Decidindo sobre o número de raízes da equação mediante o // valor do discriminante calculado acima // if ( delta > 0 ) { // A eq. tem duas raízes reais double r, d, x1, x2; r = Math.sqrt(delta); d = 2*a; x1 = ( -b - r ) / d; x2 = ( -b + r ) / d; System.out.println("A equação tem duas soluções reais: "); System.out.println(" x1 = " + x1); System.out.println(" x2 = " + x2); } else if ( delta < 0 ) // A eq. não tem raízes reais System.out.println("A equação não tem raízes reais."); else { // A eq. tem uma raiz real dupla double x; x = -b / (2*a); System.out.println("A equação tem uma única raiz real:"); System.out.println(" x1 = x2 = " + x); } System.out.println("Fim da discussão."); } }

if-then-else compacto

O if-else compacto não é propriamente um comando, mas um operador que realiza avaliação seletiva de seus operandos, mediante o valor de uma expressão booleana semelhante à do comando if-else. Se essa expressão for true, então um primeiro operando é avaliado; se for false então o segundo operando é avaliado. A sua sintaxe é

[expressão condicional] ? [expressão 1] : [expressão 2]

onde [condição condicional] deve resultar em true ou false, [expressão 1] e [expressão 2] são os operandos, que podem ser expressões quaisquer. O valor resultante da aplicação do operador if-else compacto é obviamente igual ao valor do operando que tiver sido avaliado. O tipo desse valor obedece às regras de conversão entre tipos de dados discutida anteriormente.

Para melhor ilustrar o if-else compacto, consideremos o seguinte comando:

y = x < 1 ? x*x : 2-x;

Este é logicamente equivalente à seguinte seqüência de comandos:

if (x<1) then y = x*x; else y = 2-x;

É importante notar que o if-else compacto é um operador de baixa precedência, logo o uso de parênteses para separar seus operandos não é necessário (a menos que mais de um desses operadores esteja presente na mesma expressão). Porém há casos em que o uso de parênteses para definir claramente os operandos é essencial. Por exemplo, y = |x|*sin(x), podeser codificado como

y = ( x<0 ? -x : x ) * Math.sin(x); // aqui os parenteses são essenciais.

Sem os parênteses, x * Math.sin(x) seria visto pelo operador if-else compacto como se fosse um único operando, devido à alta precedência do operador multiplicação.

Execução Seletiva de Múltiplos Comandos

Freqüentemente, desejamos que um único comando (ou único bloco de comandos) de uma lista seja executado mediante um dado critério. Isso pode ser feito através do aninhamento ou acoplamento de vários comandos if-else, do seguinte modo:

if ([condição 1]) [comando 1] else if ([condição 2]) [comandos 2]) else if ([condição 3]) [comando 3] .... else [comando n]

A presença do último else, juntamente com seu comando, é opcional. Neste código, o [comando 1] será executado (e os demais saltados) caso a primeira condição seja true, o [comando 2] será executado (e os demais saltados) caso a primeira condição seja false e a segunda condição seja true, e assim sucessivamente. O [comando n] (se houver) somente será executado (e os demais saltados) caso todas as condições sejam false. Vejamos um exemplo:

import java.io.StreamTokenizer; public class sqrt { public static void main(String args[]) { double x, y; StreamTokenizer inp = new StreamTokenizer(System.in); /* Desejamos definir y tal que | x+2, se x < -1, y = | 1, se -1 <= x < 1, | x*x, se 1 <= x. */ try { System.out.print("x = "); System.out.flush(); inp.nextToken(); x = inp.nval; } catch(java.io.IOException e){ x = 0; }

if (x<-1) y = x+2; else if(x<=0) y = 1; else y = x*x;

System.out.println("y = " + y); } }

Execução Seletiva por Valores

Assim como no caso execução seletiva de múltiplos comandos, há situações em que se sabe de antemão que as condições assumem o valor true de forma mutuamente exclusiva, isto é, apenas uma entre as condições sendo testadas assume o valor true num mesmo momento. Nesses casos, a linguagem Java (como também as linguagem C, C++ e Pascal) provê um comando de controle de fluxo bastante poderoso. Trata-se do comando swich, cuja sintaxe é a seguinte:

switch([expressão]) { case [constante 1]: [comando 1] break; case [constante 2]: [comando 2] break; . . . case [constante n]: [de comando n] break; default: [comando] }

A [expressão] pode ser qualquer expressão válida. Esta é avaliada e o seu valor resultante é comparado com as constantes distintas [constante 1], [constante 2], ..., [constante n]. Caso esse valor seja igual a uma dessas constantes, o respectivo comando é executado (e todos os demais são saltados). Se o valor for diferente de todas essas constantes, então o comando presente sob o rótulo default: é executado (e todos os demais são saltados), caso este esteja presente. Por exemplo:

public class test { public static void main(String args[]) { int op; op = 2; System.out.print("valor de op eh: "+op) switch(op) { case 1: System.out.println("case 1: op="+op); break; case 2: System.out.println("case 2: op="+op); break; case 3: System.out.println("case 3"+op); break; default: System.out.println("default: op nao esta no limite 1..3"); } } }

Laço de iteração enquanto/faça

Freqüentemente, desejamos que uma tarefa seja executada repetidamente por um programa enquanto uma dada condição seja verdadeira. Isso é possível pela utilização do comando while. Este comando avalia uma expressão condicional, que deve resultar no valor true ou false. Se o valor for true, então o comando subjacente é executado; se a expressão for false, então o comando é saltado e a execução prossegue adiante. A diferença é que após executar o comando subjacente, a expressão condicional é novamente avaliada e seu resultado novamente considerado. Desse modo a execução do comando subjacente se repetirá, até que o valor da expressão condicional seja false. Observe, porém, que a expressão é avaliada antes de uma possível execução do comando subjacente, o que significa que esse comando pode jamais ser executado.

while([condição]) [comando subjacente]

Por exemplo:

// Achar o raiz quadrada de 2 pelo metodo de bissecção public class sqrt2 { public static void main(String args[]) {

double a, b, x=1.5, erro = 0.05;

a = 1; b = 2; // 1 < (raiz de 2) < 2 while( (b-a) > erro ) { x = (a+b)/2; if (x*x < 2) // x < raiz de 2 a = x; else // x >= raiz de 2 b = x; } System.out.println("Valor aproximado de raiz quadrada de 2: " + x); } }

Uma das observações importantes é sempre certificar que não ocorra o laço infinito (um laço que nunca para, pois a condição sempre é verdadeira). Caso tenha alguma chance de entrar no laço infinito, coloque um contador ou user o laço for.

Laço de iteração faça/enquanto

Um outro tipo de laço de repetição, similar ao enquanto/faça, é o laço faça/enquanto. Este é introduzido por um par de comandos do/while que tem a seguinte sintaxe:

do [comando] while([condição]);

Diferente do laço enquanto/faça, este tipo de laço de repetição executa o comando e em seguida avalia a expressão condicional. A repetição ocorre se o valor dessa expressão for true. Se esse valor for false, a execução prossegue adiante do while. Vejamos o seguinte exemplo:

public class Menu { public static void main(String args[]) { char op; int i = 0; double x = 0; do { System.out.println("\nOpcoes:"); System.out.println("p - Atribuir: x = 0.5, i = 2"); System.out.println("n - atribuir: x = -0.2, i = -1"); System.out.println("x - ver o valor de x"); System.out.println("i - ver o valor de i"); System.out.println("f - fim"); System.out.print("Sua escolha: "); System.out.flush(); try { op = (char)System.in.read(); System.in.read(); // Para pegar o 'enter' } catch(java.io.IOException e) { op = 'q'; } switch(op) { case 'p': x = 0.5; i = 2; break; case 'n': x = -0.2; i = -1; break; case 'x': System.out.println("\n--> x = " + x); break; case 'i': System.out.println("\n--> i = " + i); break; case 'f': break; default: System.out.println("\n--> Opcao invalida"); } } while(op != 'f'); System.out.println("\nAte logo."); } }

Laço de iteração com contagem

Em certas situações, precisamos de laços de repetições nos quais alguma variável é usada para contar o número de iterações. Para essa finalidade, temos o laço for. Este é o tipo de laço mais geral e mais complicado disponível na linguagem Java. Sua sintaxe é a seguinte:

for ([expressão 1]; [condição]; [expressão 2]) [comando]

Onde [expressão 1] é chamada expressão de inicialização, [condição] é uma expressão condicional e [expressão 2] é uma expressão qualquer a ser executado no final de cada iteração. O laço for acima é equivalente a:

[expressão 1] while ([condição]) { [comando] [expressão 2] }

Isto que dizer que o laço for avalia inicialmente a expressão de inicialização. Em seguida, avalia a expressão condicional. Se o valor desta for true, então o comando é executado, a segunda expressão é avaliada em seguida, e finalmente o laço volta a avaliar novamente a expressão condicional. Do contrário, se o valor da expressão for false, a execução prossegue adiante do laço for. Este arranjo é muito conveniente para manter variáveis de contagem, conforme ilustra o seguinte exemplo:

for (i=0; i<n; i++) System.out.println("V["+i+"]="+v[i]);

Este código imprime os valores de cada elemento v[i] de um vetor v, para i variando de 0 até n-1. O operador ++ foi utilizado na ultima expressão do laço for para somar um ao valor da variável de contagem. Caso necessitássemos de um incremento (ou decremento) maior do que um, poderíamos usar os operadores += ou -=. Por exemplo, para imprimir todos os números pares entre de 0 até 10, poderíamos fazer:

for(i=0; i<=10; i+=2) System.out.println(" " + i);

Tanto a [expressão 1] quanto a [expressão 2] do laço for permitem acomodar múltiplas expressões, bastando separá-las por vírgula. Por exemplo, a soma de {1/n} n=1,2, .., N pode ser obtida por:

for (soma=0, n=1; n<=N;n++) soma += 1/n;

ou ainda por

for(soma=0, n=1; n<=N; soma += 1/n, n++);

break e continue

O comando break é usado para interromper a execução de um dos laços de iteração vistos acima ou de um comando switch. Este comando é comumente utilizado para produzir a parada de um laço mediante a ocorrencia de alguma condição específica, antes da chegada do final natural do laço.

Exemplo:

// Achar i tal que v[i] é negativo for(i=0; i<n;i++) if(v[i] <0) break; if(i == n) system.out.println("elemento negativo não encontrado.");

E se isto se der dentro de um laço duplo? Nesse caso, o comando break provocará a interrupção apenas do laço em que o comando é imediatamente subjacente. Os outros laços continuam normalmente.

Exemplo:

// Notificando a existencia de elemento nulo em cada linha do matriz A for(i=0; i<m; i++) // Para cada linha i da matriz faça for(j=0; j<n; j++) // Para cada coluna j da matriz faça if(A[i][j] == 0) { System.out.println("A possui elemento nulo na linha "+i); break; }

O comando continue tem a função de pular direto para final do laço, mas em vez de interromper o laço como no break, ele continua executando o próximo passo do laço. Não vamos ficar estudando o uso de continue por ser puco usual na programação estruturada.

O comando "goto" em Java é feito pelo break ou continue com rótulo. Isto é útil para interromper de uma vez só, a execução de um laço multiplo ou pular para um determinado ponto do programa. O uso de saltos deste tipo deve ser evitado na programação estruturada, exceto quando trata de alguma otimização muito importante. Caso contrário, nosso programas pode tornar totalmente ilegível. Nós vamos ver um exemplo, mas lembre-se que se necessitar de um "goto", está faltando a estruturação do programa. Nós estudamos essas coisas para poder entender o programa já feito.

exemplo:

// calculando a raiz da soma dos quadrados de A[i][j] soma = 0; for(i=0;i<m;i++) for(j=0;j<n;j++) if(A[i][j]<0) { System.out.println("Erro. existe elemento negativo."); break fim; } esle soma += Math.sqrt(A[i][j]); fim: System.out.println("soma = " + soma);

o nome colocado na localização é denominado de rórotulo e deve ser declarado como label.

Exercícios

1. Implemente os exemplos desta seção. Eventualmente alguns exemplos necessitarão ser adequadamente completados para poderem executar.

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Introdução

No capítulo sobre métodos, antevimos alguns conceitos básicos sobre classes. Agora, vamos aprofundar mais esses conceitos, permitindo-nos elaborar classes mais sofisticadas, com toda a funcionalidade que elas permitem.

Usamos as classes para construir objetos, o que é chamado de instanciação. E os objetos consistem a essência da programação orientada a objetos (ou OOP, do inglês Object-Oriented Programming). Falando intuitivamente, as classes consistem de uma maneira de organizar um conjunto de dados, e designar todos os métodos necessários para usar ou alterar esses dados.

O conjunto de todos os dados contidos em uma classe definem o estado de um objeto. Por exemplo, se tivéssemos uma classe Semaforo contendo uma única variável chamada VermelhoVerdeAmarelo, então o estado de Semaforo é determinado pelo valor da de VermelhoVerdeAmarelo.

public class Semaforo { int VermelhoVerdeAmarelo = 0; // 0=vermelho,1=verde,2=amarelo void Alternar() { VermelhoVerdeAmarelo = ++VermelhoVerdeAmarelo % 3; } }

Os métodos de uma classse, por sua vez, determinam a utilidade que uma classe terá. No caso da classe Semaforo, seu único método Alternar tem como função provocar a mudança da luz de vermelho a verde, de verde a amarelo e de amarelo a vermelho, respectivamente, em cada nova chamada. Assim, se o método Alternar for chamado em intervalos de tempo regulares, poderemos utilizar o estado da classe Semaforo para controlar um semáforo com luzes reais.

Para distinguir entre variáveis declaradas em classes daquelas declaradas localmente dentro de métodos, comumente nos referimos àquelas como campos. Assim, dizemos que VermelhoVerdeAmarelo é um campo da classe Semaforo.

Herança

Contudo, uma das maiores vantagens da OOP reside na possiblidade de haver herança entre classes. Esta consiste na capacidade de construir novas classes a partir de outras existentes. Nesse processo, os dados e métodos de uma classe existente, chamada parente (ou superclass), são herdados pela nova classe, chamada subclasse, ou classe derivada.

Encapsulamento

Outro benefício importante da OOP reside no chamado encapsulamento. Este consiste na habilidade de efetivamente isolar informações do restante do programa. Isto traz uma série de vantagens. Uma vez concluída uma classe intricada, por exemplo, é virtualmente possível esquecermos suas complicações internas, passando a tratá-la através de seus métodos. Ainda que mais tarde seja preciso realizar mudanças significativas no interior de uma classe, não será necessário modificar o restante do programa. Outro benefício desta prática é garantir que a informação não será corrompida acidentalmente pelo resto do programa. Criamos, assim, programas mais robustos e confiáveis.

Polimorfismo

Finalmente, uma característica importante das classes reside no fato de que as subclasses de uma dada classe são consideradas do mesmo tipo de seu parente. Isto é chamado polimorfismo. Este permite a realização de uma mesma operação sobre diferentes tipos de classes, desde que mantenham algo em comum. Por exemplo, considere a classe Polígono e suas derivadas Retângulo e Triângulo declaradas abaixo. Apesar de retângulos e triângulos serem diferentes, eles ainda são considerados polígonos. Assim, qualquer coisa que fosse permitido fazer com uma instância (i.é, um objeto) da classe Polígono, seria também permitida para a instâncias das classes Retângulo e Triângulo. O seguinte exemplo ilustra o polimorfismo entre essas classes permitindo que se desenhe um polígono, independentemente do prévio conhecimento de que se trata de um retângulo ou de um triângulo.

class Vértice { public double x, y; Vértice( double x, double y ) { this.x = x; this.y = y; } } class Polígono { int numVértices; // Quantidade de vértices do polígono Vértice v[]; // Coordenadas de seus vértices }

class Gráfico { // Desenha o polígono no dispositivo gráfico void Desenhar(Polígono p) { SaídaGráfica g; // saída gráfica com método DesenhaLinha. Vértice anterior; anterior = p.v[0]; // Une os vértices do polígono desenhando uma linha entre eles for(int i=1; i<numVértices; i++) { g.DesenhaLinha( anterior, p.v[i] ); anterior = p.v[i]; } } } class Retângulo extends Polígono { Retângulo(Vértice v[]) { this.v = new Vértice[4]; numVértices = 4; for(int i=0; i<4; i++) this.v[i] = v[i]; } } class Triângulo extends Polígono { Triângulo(Vértice v[]) { this.v = new Vértice[3]; numVértices=3; for(int i=0; i<3; i++) this.v[i] = v[i]; } } public class polimorfismo { // Coordenadas dos vértices de um retângulo static Vértice v[] = { new Vértice(0.0,0.0), new Vértice(2.0,0.0), new Vértice(2.0,1.0), new Vértice(0.0,1.0) }; // Coordenadas dos vértices de um triângulo static Vértice w[] = { new Vértice(-1.0,0.0), new Vértice(1.0,0.0), new Vértice(0.0,1.0) }; public static void main(String args[]) { Polígono r, t; Gráfico g = new Gráfico(); r = new Retângulo(v); // Isto é válido, pois Retângulo é um Polígono t = new Triângulo(w); // Isto é válido, pois Triângulo é um Polígono // Desenha o retângulo g.Desenhar( r ); // Desenha o triângulo g.Desenhar( t ); } }

Algumas partes deste código são novidade, como por exemplo os métodos declarados nas classes Vértice, Retângulo e Polígono, que parecem não obedecer às regras estabelecidas no capítulo sobre métodos.

Declarando uma classe

A forma geral da declaração de uma classe é a seguinte

[modificadores] class [nome classe] extends [nome super] implements [nome interface]

onde as partes que aparecem em itálico são opcionais. Como podemos notar, há quatro diferentes propriedades de uma classe definidas por essa declaração:

• Modificadores
• Nome de classe
• Super classes
• Interfaces

Vamos ver em detalhes cada uma destas propriedades a seguir.

Modificadores

Os modificadores de uma classe determinam como uma classe será manipulada mais tarde no decorrer do desenvolvimento do programa. Estes são muito parecidos com os moderadores de acesso introduzidos anteriormente no capítulo sobre métodos.

Ao declarar uma nova classe, é possivel especificar um dos seguintes modificadores: public, final, abstract.

• public: permite definir classes públicas. Estas classes são acessíveis a partir de qualquer objeto, independentemente do package. Uma classe pública deve ser a única classe desse tipo no arquivo em que está declarada e o nome do arquivo deve ser igual ao da classe.
• friendly: se nenhum modificador de classe for especificado, então a classe será considerada friendly. Apenas os objetos integrantes do mesmo package podem utilizar uma classe friendly.
• final: Uma classe final pode ser instanciada, mas não pode ser derivada, isto é, não pode ser superclasse de nenhuma subclasse. Algumas classes predefinidas no ambiente Java têm esta propriedade. Outras não, como as classes no java.awt, por exemplo.
• abstract: Classes abstratas são aquelas que contém ao menos um método incompleto. Desse modo uma classe abstrata não pode ser instanciada, mas pode ser derivada. Neste caso, a subclasse deve prover o corpo do método para que possa ser instanciada. Isto é muito útil quando desejamos definir em uma classe regras gerais para o comportamento de uma parte do programa, para que, mais tarde, as regras mais específicas sejam introduzidas por subclasses.

Nome de Classe

Como qualquer identificador em Java, o nome de uma classe deve obedecer às seguintes regras:

• Iniciar com uma letra, ou um dos caracteres: '$', '_'.
• Conter somente caracteres Unicode considerados letras, dígitos ou um dos dois caracteres acima.
• Não pode ser igual a uma palavra-chave reservada pela linguagem Java, tal como void, int, for, while, etc.

Lembre-se: as letras maiúsculas e as minúsculas são consideradas diferentes.

Super Classes

Um dos aspectos mais importantes da OOP é a capacidade de usar campos e métodos de uma classe previamente construída. Por meio da extensão de classes simples podemos construir classes maiores, acrescentando àquelas mais campos e métodos, obtendo com isto mais funcionalidades. Neste processo, há uma grande economia no esforço de codificação. Sem esse recurso, freqüentemente seria necessário recodificar grande parte dos programas para acrescentar-lhes funcionalidade ou fazer modificações significativas.

Ao derivar uma classe, estamos primeiramente fazendo uma cópia da classe parente. É exatamente isto que obtemos se deixarmos vazio o corpo da subclasse. Tal classe se comportaria exatamente como sua superclasse. Entretanto, podemos acrescentar novos campos e métodos à subclasse, além de sobrepor métodos existentes na superclasse, declarando-os exatamente como na superclasse, exceto por dar um corpo diferente.

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Applets

As aplets são pequenos programas Java que podem ser inseridos dentro de páginas HTML. Com este recurso, uma página torna-se dinâmica, podendo interagir com o usuário que a consulte. Um applet pode ainda executar tarefas complexas, como realizar cálculos e apresentar gráficos, sons e imagens em movimento. O quadro abaixo apresenta uma applet com o clássico Jogo da Velha. Experimente clicar com o mouse em alguma de suas casas:

Inserindo applets na página HTML

Para inserir uma applet numa página HTML, usamos a diretiva <applet>, a qual deve apresentar pelo menos três parametros: code, width e height. Assim, a especificação mais simples tem a forma:

<applet code=[java applet] width=[largura] height=[altura]>

onde [java applet] é o nome da classe principal (que identifica o programa) Java, e [largura] e [altura] indicam a largura e a altura em pixels da área dentro da página reservada para a apresentação da applet. Por exemplo, a applet do Jogo da Velha foi inserida nesta página através das diretivas:

<applet code=TicTacToe.class width=120 height=120> </applet>

Existem ainda, outros parâmetros adicionais que podem ser acrescentados opcionalmente:

• codebase: URL do diretório que contém as classes compiladas (bytecodes) do applet
• name: Um nome que identifica uma particular instância de um applet dentro de uma página HTML (útil para comunicação entre applets)
• align: especifica um alinhamento para a área da applet dentro da página. Análogo ao alinhamento de imagens
• alt: Texto a ser exibido na área da applet durante o carregamento, ou na impossibilidade de carregar a applet

Lembre-se que para atribuir a cada parâmetro um dado que não seja uma única palavra, é preciso encerrá-lo entre aspas.

Passagem de parâmetros para a applet

Freqüentemente desejamos utilizar uma mesma applet em páginas diferentes, esperando, porém, que ela se comporte diferentemente em cada uma delas. Isto é possível através da passagem de parâmetros. Um parâmetro é especificado pela diretiva <param>, a qual deve aparecer dentro do escopo delimitado pelas diretivas <applet> e </applet>. A sintaxe dessa diretiva é a seguinte:

<param name=[nome] value=[valor]>

onde [nome] indica o nome do parâmetro, tal como é esperado pela applet, e [valor] representa a informação a ser passada. Como exemplo, vamos inserir abaixo uma applet chamado StringApplet que escreve um texto passado como parâmetro na área da applet:

<applet code=StringApplet.class width=360 height=40 name="Applet de mansagem"> <param name=frase value="Alô, Pessoal!"> </applet>

isto nos dará a saída

Navegador que não suporta Applets

No momento, nem todos os programas navegadores existentes dão suporte a applets Java. Muitos usuários ainda encontram-se utilizando versões antigas do Netscape em ambiente Windows 3.1, além de outros navegadores como o Mosaic, por exemplo, os quais foram concebidos antes do advento da linguagem Java. Tais navegadores simplesmente ignoram as diretivas <applet>, <param> e </applet>.

Como não temos meios para saber quando um usuário possui ou não um navegador adequado, necessitamos de uma maneira de polidamente advertí-lo sobre o uso de applets. Para isso, basta introduzir código HTML ordinário no escopo da diretiva <applet>. Os navegadores sem suporte para Java vão exibir esse conteúdo como se as diretivas de applets não estivessem lá. Já os navegadores com suporte a Java ignoram qualquer coisa que esteja nesse escopo, exceto, é claro, quando forem diretivas <param>.

Por exemplo:

<applet code=StringApplet.class width=360 height=40 align=middle> <param name=frase value="Alô Pessoal!"> <p> Obs: esta página não poderá ser visualizada corretamente pelo seu navegador pois ele não é capaz de executar applets Java. </applet>

Escrevendo a primeira applet

Como qualquer programa Java, uma applet deve conter ao menos uma classe pública, e essa classe pública deve estender a classe Applet. A classe Applet faz parte do package applet que integra o Java Developers Kit (JDK) e define o comportamento básico que uma applet deve ter. Esta permite a codificação de uma applet mínimal em pouquíssimas linhas, como segue:

import java.applet.*; public class AloPessoal extends Applet { }

A primeira linha deste código informa ao compilador Java que esta applet utilizará algumas ou todas as classes presentes no package applet.

A segunda linha declara a nova classe AloPessoal como derivada da classe Applet. Essa classe deve ser pública para que possamos acessá-la ao rodar a applet. Se não fosse pública, ainda assim poderia ser compilada, porém a applet não poderia ser executada. Na declaração de AloPessoal fazemos uso do conceito de herança da OOP por meio de derivação de classes. Esta derivação funciona da mesma maneira que vimos anteriormente no capítulo sobre classes. Agora, porém, a diferença é que a classe Applet foi escrita pelo pessoal da Sun e não por nós mesmos.

Podemos compilar e em seguida rodar essa applet. Para isso, basta criarmos uma página HTML com o seguinte código:

<html><head> <title>Primeira Applet</title> </head><body> <applet code=AloPessoal.class width=320 height=80> </applet> </html>

Contudo, não seremos capazes de visualizar nada além de um retângulo cinza.

Durante a fase de testes não é conveniente utilizarmos um programa navegador para executar uma applet. Isto por causa do mecanismo de cache presente na maioria dos navegadores que lhes permite uma melhor performance durante a carga das páginas. Esse mecanismo freqüêntemente se atrapalha ao lidar com versões diferentes de uma mesma applet. Existe, porém, um programa no JDK chamado appletviewer. O appletviewer é uma maneira muito conveniente de se testar e validar uma única applet antes que ela seja introduzida em uma página HTML. Para executar uma applet com o appletviewer, basta chamar o programa passando-lhe o nome de uma página HTML contendo apenas as diretivas necessárias à applet.

Vamos acrescentar a essa applet código necessário para que ela escreva o texto "Alô Pessoal!" em sua janela:

import java.applet.*; import java.awt.*; public class AloPessoal extends Applet { public void paint(Graphics g) { g.drawString("Alô Pessoal!", 100, 20); } }

O código acrescentado neste exemplo ficará mais claro com a discussão que faremos no tópico seguinte.

Applet que recebem parâmetros

Agora vamos desenvolvelr um applet que reconhece os parâmetros passados no HTML. Para isso, vamos implementar o applet Vamos implementar o StringApplet discutido na seçào de passagem de parâmetros para applet.

Todo parâmetro passado de página Web para applet possui um nome e valor literal. Para obter o valor do parâmetro, usa-se o método getParam. O StringApplet recebe o parâmetro com nome frase e desenha na janela.

import java.applet.*; import java.awt.*; public class StringApplet extends Applet { String msg; public void paint(Graphics g) { msg = getParam("frase"); g.drawString(msg, 100, 20); } }

Agora, se quiser aperfeiçoar mais um pouco e escrever a mensagem, iniciando na coordenada indicada? É simples. Basta definir dois variáveis para designar a coordenada x e y. Porém, os parâmetros passados da página para applet sempre é um string. Para converter string para inteiros, usa-se o método parseInt().

import java.applet.*; import java.awt.*; public class Stringapplet2 extends Applet { String msg, int x,y; public void paint(Graphics g) { msg = getParam("frase"); x = Integer.parseInt(getParam("xcoord"); Y = Integer.parseInt(getParam("ycoord"); g.drawString(msg, x, y); } }

As coordenadas x e y do ponto inicial da frase foi considerado de "xcoord" e "ycoord" respectivamente. Para escrever "Alo, pessoal!" começando de (10,20), basta inserir o código

<applet code=StringApplet.class width=360 height=40

name="Applet de mansagem">

<param name=frase value="Alô, Pessoal!">

<param name="xcoord" value = 10>

<param name=ycoord value=20>

</applet>

na página HTML.

Desenhando na Janela

Embora a maioria das applets que escrevemos sejam razoavelmente simples, há certas coisas de que precisamos saber para podermos escrever nossas próprias applets. O espaço de uma página HTML reservado à uma applet, isto é, sua janela, é uma área gráfica. Isto significa que precisamos saber como desenhar nessa janela. Para isso, devemos usar a classe Java chamada Graphics. Apenas isso, porém, não é o suficiente. Precisamos aprender como utilizar os diversos tipos de controles existentes, como botões, caixas de texto, listas de rolagem, etc, e como dispor esses controles na janela segundo uma ordem lógica.

Uma outra coisa muito importante a saber é como tratar eventos. A movimentação e o clicar do mouse, o pressionar de uma tecla, etc, são eventos que ocorrem durante a execução de um programa. Tais eventos produzem mensagens que são enviadas à applet. Como resultado da recepção dessas mensagens, ocorre dentro da applet a chamada de métodos. A applet deve prover métodos para tratar de todos os eventos que sejam necessários à realização de sua tarefa.

Responder aos movimentos do mouse não é coisa que se tenha que fazer com freqüência. Entretanto é interessante saber como fazê-lo. Tal tratamento seria indispensável se estivéssemos escrevendo um jogo, por exemplo, ou um programa gráfico que permitisse desenhar na janela através do mouse. Nosso próximo exemplo será justamente um programa que permite fazer isso. Ao executar essa a Applet Davinci no appletviewer vemos uma janela em branco. Clicando com o mouse e em seguida arrastando para alguma direção, veremos um traço preto acompanhando o apontador onde quer que o arrastemos. Apesar de ser um programa muito simples, nos dá uma idéia clara sobre como utilizar o mouse e o dispositivo gráfico para realizar tarefas similares.

import java.awt.*; import java.applet.*; public class Davinci extends Applet { Point pontoInicial; Point pontos[]; int numpontos; boolean desenhando; public void init() { pontoInicial = new Point(0, 0); pontos = new Point[1000]; numpontos = 0; desenhando = false; } public void paint(Graphics g) { int antX = pontoInicial.x; int antY = pontoInicial.y; for (int i=0; i<numpontos; i++) { g.drawLine(antX, antY, pontos[i].x, pontos[i].y); antX = pontos[i].x; antY = pontos[i].y; } } public boolean mouseDown(Event evt, int x, int y) { if (!desenhando) { desenhando = true; pontoInicial.x = x; pontoInicial.y = y; } else desenhando = false; return true; } public boolean mouseMove(Event evt, int x, int y) { if ((desenhando) && (numpontos < 1000)) { pontos[numpontos] = new Point(x, y); ++numpontos; repaint(); } return true; } }

Veja como essa applet responde aos cliques do mouse:

Compreendendo a applet Davinci

Vamos agora estudar detalhadamente a applet Davinci. As duas primeiras linhas informam ao compilador que estaremos usando classes dos packages awt e applet:

import java.awt.*; import java.applet.*;

O package awt (Abstract Window Toolkit) contém dezenas de classes para desenhar em janelas. Estas classes dão-nos acesso a métodos para desenhar na tela, responder a eventos, manipular controles como botões e menus, etc. O package applet contém classes necessárias para se construir um applet báciso.

A próxima linha do programa declara a classe Davinci como subclasse da classe Applet.

public class Davinci extends Applet

Em seguida temos a declaração dos dados de que a applet necessitará.

Point pontoInicial; Point pontos[]; int numpontos; boolean desenhando;

A classe Point está definida no package awt e representa uma estrutura de dados contendo um par de números x e y, isto é, as coordenadas de um ponto. O inteiro numpontos dá o número de pontos armazenados no vetor pontos e o booleano desenhando indica que estamos no modo de desenho.

O método init()

O método init está definido na classe Applet. Estamos, portanto, fazendo uma sobreposição desse método para prover informações iniciais adicionais para a applet. Como veremos adiante, o método init é um dos métodos que compões o ciclo normal de vida de uma applet. Esse método é chamado pelo programa navegador imediatamente após a applet ter sido carregada. No caso de nossa applet, a primeira coisa a fazer é criar um novo objeto Point para conter as coordenadas do ponto inicial do desenho:

pontoInicial = new Point(0, 0);

Aqui o operador new cria um novo objeto da classe Point e chama seu construtor com os valores (0, 0), os quais serão atribuídos aos campos x e y respectivamente. Depois, precisamos criar um vetor de objetos da classe Point para conter as coordenadas dos pontos que serão traçados:

pontos = new Point[1000];

Nas próximas duas linhas, inicializamos as duas variáveis restantes:

numpontos = 0; desenhando = false;

A primeira delas indica a quantidade total de pontos presentes no vetor pontos, que no início é zero. A segunda indica que não estamos no modo de desenho, isto é, passear com o mouse por cima da janela da applet não provocará o traçado do desenho.

O método mouseDown()

Como qualquer outro programa que trabalhe com janelas, as applets devem responder a eventos do mouse, como os de movimento e de clicagem, por exemplo. O método mouseDown é chamado sempre que o usuário fizer um clique com o mouse sobre a área da janela. Os argumentos desse método são um objeto da classe Event, a qual veremos mais adiante, e as coordenadas x e y do ponto da janela em que ocorreu o clique. Em nossa applet, na ocorrência desse evento, devemos verificar em que modo estamos trabalhando, se de desenho ou não, pois isso afetará a maneira de tratar os eventos subseqüêntes:

if (!desenhando)

Se não estivermos desenhando, então o clicar do mouse indica que o usuário deseja iniciar um novo traçado. Devemos então alternar para o modo de desenho, guardando as coordenadas x e y do ponto de clicagem como as coordenadas iniciais do novo traçado:

desenhando = true; pontoInicial.x = x; pontoInicial.y = y;

Se já estivermos no modo de desenho, tudo o que precisamos fazer é alternar para o modo normal:

else desenhando = false;

método mouseMove()

Este método é chamado sempre que ocorrer mudança de posição do mouse dentro da área do applet. o seu argumento é objeto Event e coordenadas x, y do mouse . Este método foi redefinido para acrescentar um ponto com coordenada do mouse a mais no vetor de pontos. Note que testa se o vetor já está cheio.

Após acrescentar pontos no vetor, chama o método repaint().

Os quatro estágios de execução de uma applet

Além do estágio inicial, caracterizado pela chamada o método init, uma applet tem mais três outros: partida, parada e destruição.

O estágio de partida ocorre quando se inicia a execução da applet, imediatamente após o estágio inicial, ou quando a applet for reiniciada. Isso geralmente acontece quando o usuário pressiona o botão "voltar" do navegador após ter visualizado uma outra página. Diferente do estágio inicial, o estágio de partida pode ocorrer múltiplas vezes durante uma sessão. Para interceptar esse estado, sobrepomos o método start.

O estágio de parada ocorre quando uma applet se torna invisível na tela. Isso ocorre quando o usuário abandona a página em que se encontra a applet para consultar uma outra. Isso não significa que a applet deve parar de executar; ela poderá continuar realizando alguma tarefa não aparente. Se este for o caso, podemos então sobrepor o método stop.

Finalmente o estágio de destruição é aquele em que a applet está sendo removida da memória e todos os recursos por ela alocados são devolvidos ao sistema operacional. Assim como estágio de inicial, o estágio de destruição ocorre apenas uma vez, mediante a chamada do método destroy.

Programação Orientada a Eventos

O desenvolvimento de applets baseia-se no modelo de execução de programa conhecido como execução orientada a eventos. Este paradigma de programação difere significativamente do tradicional na forma como se dá o controle de fluxo da execução.

Na programação tradicional, quando o programa precisa ler um dado do teclado, por exemplo, há a chamada para uma função do sistema que realiza a leitura do teclado. Essa função fica continuamente monitorando o teclado para poder capturar o valor da tecla pressionada. Assim, a execução do programa fica suspensa até o momento em que o usuário resolve prosseguir, pressionando uma tecla.

Por outro lado, na programação orientada a eventos, quando o programa necessita de um dado ele simplesmente avisa ao usuário sobre essa necessidade, geralmente imprimindo alguma mensagem na tela, e em seguida continua o processamento realizando alguma outra tarefa, se for o caso. Quando o usuário pressiona uma tecla, o sistema operacional se encarrega de avisar ao programa sobre a ocorrência desse "evento" e dar a ele a chance de realizar o que for preciso com a informação fornecida pelo usuário. Há, contudo, outros tipos de eventos. Um evento pode ser o clicar ou mover do mouse, entrada de texto, necessidade de atualizar uma janela, disparo de um temporizador, etc. Processar eventos provenientes do mouse, por exemplo, é uma grande dificuldade para a programação tradicional, pois geralmente o programa não tem como prever sobre qual "botão virtual" o usuário vai clicar. No caso da applet de desenho, simplesmente indicamos o que fazer para cada alteração do mouse.

Os eventos principais das applets são:

• mouse
• teclado
• botões
• caixa de diálogo, etc

A seguir, vamos tratar de eventos provenientes do teclado e do mouse.

Teclado

Existem apenas dois eventos que podem provir do teclado: keyDown e keyUp.

public boolean keyDown(Event evento, int keyCode)

Este método é chamado quando alguma tecla for pressionada. keyCode é um número que dá um código correspondente à tecla precionada. Como existem teclados sem padronização, existem determinados códigos especiais para algumas designar certas teclas:

• Event.F1 a Event.F12: Tecla de função F1-F12
• Event.LEFT: seta para esquerda
• Event.RIGHT: seta para direita
• Event.UP: seta para cima
• Event.DOWN: seta para baixo
• Event.END: tecla End
• Event.HOME: tecla Home
• Event.PGDN: tecla Page Down
• Event.PGUP: tecla Page Up

A informação de que a tecla shift, control e alt (ou meta) foi pressionada é obtida do parâmetro event recebido, usando método correspondente. Todos eles retornam um dado booleano indicando a situação da respectiva tecla. Suponha que o nome do parâmetro de evento (do tipo Event) é evento. Então temos

• evento.shiftDown() retorna true, se a tecla Shift estiver pressionada no momento da ocorrência do evento
• evento.ctrlDown() retorna true se a tecla Ctrl estiver pressionada
• evento.metaDown() retorna true se a tecla Alt (meta) estiver pressionada

public boolean keyUp(Event event, int keyCode)

Este método é chamado quando a tecla pressionada é liberada pelo usuário. Os parâmetros recebidos são os mesmo do método keyDown.

Não se esqueça de que ocorrem dois eventos ao pressionar uma tecla: keyDown e keyUp. Não é, porém, obrigatório tratar ambos os eventos. Esses métodos já estão codificados na classe Applet provendo um tratamento padrão para os respectivos eventos.

Mouse

Os métodos associados eventos provenientes do mouse recebem dois parâmetros: evento do tipo Event e coordenadas x e y da posição do ponteiro mouse (do tipo inteiro) relativos às coordenadas d janela atual. Estes já foram bem explicados acima.

Bem, além do método mouseDown e mouseMove, existe ainda alguns métodos, recebendo mesmo parâmetro que estes:

public boolean mouseUp(Event event, int x, int y)

Este método é chamado quando botão do mouse que estava precionado for solto.

public boolean mouseDrag(Event event, int x, int y)

Este método é chamado, quando o usuário arrastar o mouse (precionar o botão, mudar de posição sem soltar o botão e em seguida, soltar o botão).

public boolean mouseEnter(Event event, int x, int y)

public boolean mouseExit(Event event, int x, int y)

São chamadas respectivamente quando mouse entra e sai do objeto em que o método pertence. Podemos usar este método por exemplo, para acender o botão em que o mouse está, antes msmo do clique de mouse.

No evento do mouse, não há como detectar o botão (se é direito ou esquerdo) do mouse precionado. Isto deve ao fato do mouse dos computadores da Apple possuir apenas um botão, e Java, por poder ser executado em qualquer plataforma, assume que o mouse possui apenas um botão.

Projeto 01

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Neste projeto, vamos desenvolver applet na qual possa desenhar e visualizar algumas figuras geométricas simples, aperfeiçoando assim, a técnica de programação.

Primeira etapa: Classe de figuras

Vamos criar um applet na qual, desenha um quadrado, circulo e triangulo. Para isso, vamos implementar classes classe base denominado de figuras e usar polimorfísmo para poder desenhar e manipular figuras de forma única.

A classe figura contém um ponto que serve como referência para posição da figura, uma cor e dois métodos virtuais:

• pertence: que testa, se o ponto está dentro da figura. Este método é essencial para testar se o mouse foi clicado sobre a figura.
• desenha:: este método desenha a figura preenchido.
• Vários construtores, inclusive uma que cria figura igual ao figura passado nele. Este método é similar a clone(), e permite criar cópias da classe definido.

class figura { Point P; // ponto de referência da posição do objeto public Color cor; // cor da figura public void figura() { P = new Point(0,0); cor = new Color(0,0,0);} // construtor default public void figura(int x, int y) { P = new Point(x,y);} public void figura(int x, int y, Color cor) { P = new Point(x,y); this.cor = new Color(cor.getRed(), cor.getBlue(), cor.getGreen()); } public void figura(figura fig) { figura(fig.p.x, fig.p.y, fig.cor); } // métodos virtuais public bool pertence(Point P); public void desenha(Graphics g); // desenha a figura preenchida na saída Graphics }

Uma classe derivada da classe figura devem implementar o método pertence e desenha. Por exemplo, uma classe quadrado que possui dois pontos de referência (canto superior esquerdo e canto inferior direito) pode ser implementado como sendo

class retangulo extends figura { // P definido na super classe e o canto superior esquerdo Point Q; // canto inferior direito public void retangulo() { super(); Q = new Point(0,0); } // construtor default public void retangulo(int x1, int y1, int x2, int y2) { super(x1,y1); Q = new Point(x2,y2); } public void retangulo(int x1, int y2, int x2, int y2, color cor) { super(x1,y1,cor); Q = new Point(x2,y2); } public void retangulo(retangulo retang) { super(retang); Q = new Point(x2,y2); } // métodos virtuais public bool pertence(Point P) { return ( (this.P.x<=P.x)&&(P.x<=Q.x) && (this.P.y<=P.y)&&(P.y<=Q.y) ); } public void desenha(Graphics g) { // desenha a figura preenchido saída Graphics int coordx[]={P.x, P.x, Q.x, Q.x}; int coordy[]={P.y, Q.y, Q.y, P.y}; g.setcolor(cor); // seta a cor Polygon retang=new Polygon(coordx, coordy, 4); // retângulo é poligono de quatro vértices. g.fillPolygon(retang); } }

A classe Polygon e a classe de polígono e, é criado, passando dois vetores de interiros (lista de coordenadas X e Y respectivamente) e um inteiro, indicando o número de vértices. O método fillPolygon da classe Graphics desenha o poligono preenchido.

Exercício 1:

Agora implemente uma classe extendido de figura, denominado de circulo. Lembre-se que:

1. O círculo pode ser representado pelo centro e raio.
2. O método
3. public abstract void fillOval(int x, int y, int width, int height)
4. desenha elipse preenchido, com centro em (x,y) com raios width e height nos eixos X e Y, respectivamente. Não esqueça de ajustar a cor.
5. Um ponto X pertence a um círculo de raio r com centro em P se e somente se <X-P> <= r*r

A classe deve ter construtores similares a da classe retangulo.

Exercício 2:

Implemente também, a classe triangulo. lembre-se que:

1. O triângulo pode ser representado por três pontos.
2. O método
3. bool inside(int x, int y)
4. da classe Polygon testa se o ponto (x,y) pertence ao poligono.

Esta classe será implementado de forma quase igual ao retangulo.

Exercício 3:

Crie um applet para testar as três figuras acima e verifique se pode criar e desenhar corretamente.

Segunda etapa; classe de desenhos

Agora, vamos criar classe denominado de desenho que compõe de um vetor de figuras, e métodos de manipulação.

Campo:

Inicialmente, queremos que seja capaz de armazenar figuras com rótulo (nome) para facilitar a manipulação. Assim, esta classe deve possuir dois vetores: um vetor de classe figura e outro de String para guardar o nome correspondente. Claro, não devemos esquecer do número de elementos.

Métodos:

• Esta classe deve ser capaz de inserir ou deletar figuras do vetor de figuras, referênciando pelo nome.
• Deve ser capaz de desenhar todas figuras em ordem, sobrepondo-os segundo a prioridade.
• dado ponto (x,y), deve identificar qual das figuras desenhadas contém este ponto. isto permite selecionar figura pelo mouse.
• permite mudar a prioridade. Dado um nome, deve ser capaz de colocar por último, permitindo assim, que esta figura seja desenhado por último.

class desenho { figura figs[]; // lista de desenhos String nomes[]; // lista dos nomes das figuras int numfigs; // número de figuras int maxfigs; // número máximo de figuras // construtor public desenho(){ figs=new figura[50]; nomes=new String[50]; numfigs=0; maxfigs=50; } public desenho(int numfigs) { figs=new figura[numfigs]; nomes=new String[numfigs]; this.numfigs=0; maxfigs=numfigs; } // métodos auxiliares. private int procura(String nomefig) { // retorna o índice da figura. // caso não for encontrado, retorna numfigs int i=0; for(i=0;i<numfigs;i++) if(nomes[i].equal(nomefig)) break; return i; } // insere figura. public bool adiciona(String nome, figura fig) { if(numfigs<maxfigs) { figs[numfigs]=new figura(fig); nomes[numfigs]=new String(nome); numfigs++; return true; } return false; } // elimina figura public bool elimina(String nome) { int i = procura(nome); if(i<numfigs) { for(;i<numfigs-1;i++) { figs[i]=figs[i+1]; nomes[i]=nomes[i+1]; numfigs--; } return true; } return false; } // desenha figura public void desenha(Graphics g) { int i; for(i=0;i<numfigs;i++) figs[i].desenha(g); } // encontra a primeira figura que contém (x,y) // retorna "" caso não existir public String pertence(int x, int y) { int i; for(i=numfigs-1;i>=0;i--) if(figs[i].pertence(x,y)) return nomes[i]; return new String(""); } // faz com que a figura indicada tenha primeira prioridade // fique por cima public void prioridade(String nome) { int i=procura(nome); figura tempfig; String tempnome; if(i<numfigs) { temp = figs[i]; tempnome = nomes[i]; for(;i<numfigs-1;i++) { figs[i] = figs[i+1]; nomes[i] = nomes[i+1]; } figs[i]=tempfig; nomes[i]=tempnome; } } // testa, se a figura se encontra public bool pertence(String nome) { return (procura(nome)<numfigs); } // este método retorna a figura com nome especificado, // caso não encontrar, gera uma excessão // "Ele não tira cópia!" public figura pegafigura(String nome) { int i = procura(nome); if(i<numfigs) return figs[i]; else { return trows NoSuchElementException; // definido no java.util // coloque import java.util.*; no começo do arquivo. } }

Exercício 1:

Analise a classe acima com cuidado e em seguida, faça um applet para testar.

Exercício 2:

Faça com que o applet identifique a figura clicada pelo mouse e coloca na primeira prioridade (desenhar por último). Para isso, defina o método mouseDown();

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AWT

AWT (Abstract Window Toolkit) é biblioteca da classe java que implementa interface do applet através de janelas. Note que, o applet pode ser implementado para ser executado fora da página web e por isso, AWT pode ser usado para implementar interface de aplicativos escritos em java. Nos veremos ainda, como desenvolver applets que podem ser executador fora da página.

Introdução ao AWT

AWT é um conjunto de recursos gráficos comumente conhecidos pelos sistemas de interface usando janelas. Nos podemos criar janelas, botões, janela de diálogos, etc.

Estas ferramentas possui uma iherarquia, que será explicado mais em diante.

Por enquanto, apenas aprenderemos como usar o AWT que está baseado no interface orientado a enventos.

Programação orientado a eventos é uma técnica de programação na qual, costruimos o programa através de regras (métodos) a ser executados cada vez que o evento diferente ocorrer. Por exemplo, precionar teclado, mover mouse, clicar no botão, receber dados pela rede, todos são eventos. Cada vez que um desses eventos ocorrer, o método correspondente é ativado.

O elemento de AWT são na maioria, componentes. isto quer dizer que eles podem ser adicionados numa janela (frame) ou painel (panel). Para começar, precisamos de uma janela ou uma área em branco para poder colocar os botões e menus.

O applet ja possui sua área própria que é um retângulo sem nada, denominado de panel. Então, ele pode começar a colocar (adicionar) botões e outros componentes. Se quiser sub-dividir, basta acrescentar panel's.

Quando ocorrer qualquer evento no componente do AWT, o método denominado de action é chamado. O que nos precisamos fazer é implementar o método action para identificar o evento ocorrido e manipular corretamente.

Em vez de ficar discutindo monte de coisas, vamos para parte prática. Suponhe que queremos adicionar botões no panel do applet (na parte de escrevendo o applet, a área de trabalho de applet dentro da página HTML foi referenciado como sendo janelas, mas referência correta é painel).

Botão

Botão é uma classe denominado de Button e possui um nome. O evento do botão é cliqui do mouse sobre ele, ou seja, quando mouse é clicado sobre ele, chama o método action.

Ele possui três métodos principais:

public Button() // construtor. Cria o botão

public Button(String label) // Cria o botão, já dando nome para ele.

public void setLabel(String label) // Atribui nome para botão

public String getLabel() // Retorna o nome do botão

Para inserir algo no componente de AWT, utiliza o método add associado a ele. Se o add for chamado sem especificação do objeto, é considerado objeto corrente. Agora, vamos construir um applet simples que altera a cor do panel do applet, clicando sobre botão.

import java.awt.*; import java.applet.*; public class Botao extends Applet { public void init(){ add(new Button("Azul")); add(new Button("Vermelho")); } public void boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { String label = (String)quem; if(label == "Azul") setBackground(Color.blue); else if (label == "Vermelho") setBackground(Color.red)); else return false; repaint(); return true; // não chama mais nenhum action seguinte } else return false; // evento não foi de botão. Próximo action é chamado. } }

Vamos esclarecer as coisas. Primeiro, o método init() que é executado quando o applet inicia, adiciona dois botões no panel da applet, com nome "Azul" e "Vermelho" respectivamente.

Quando o botão for clicado, ocorre o evento no botão, que não possui regras (métodos) associados. Quando o objeto não possui método para cuidar de evento (caso do botão acima), o evento será passado para a elemento que contém ele. No caso do exemplo acima, o botão foi adicionado no panel da applet e logo, o action da applet é chamado.

Os métodos de tratamento do evento é:

public boolean action(Event evento, Object quem)

onde o parâmetro evento contém informações sobre evento e quem é o objeto na qual o evento ocorreu.

Note que, o evento de mouse e teclado discutido no escrevendo o applet é um evento específico do panel e não inclui nenhum evento tais como clicar botão, selecionar ítem, entrar com texto, etc. Todos esses eventos serão tratados pelo método action.

Primeiro, o action verifica se o evento foi gerado pelo botão. Para isso, basta verificar se o evento.target é uma instância de Button. isto é feito pelo (evento.target instanceof Button). Caso for botão, podemos tomar decisão de acordo com o botão clicado. Para saber qual dos botões foi precionado, converte o objeto quem em String. note que quem é o objeto (botão) que foi clicado. Quando converte para nome, será nome do botão que é armazenado no variável label e é verificado se é "azul" ou "vermelho". Em seguida, muda as cores do fundo. A classe Color possui várias definições de cores usuais, assim como permite criar cores a partir do modelo RGB ou HSI.

Agora, note que retorna false quando o evento não é do botão ou não for botão específico. Quando o método que cuida do evento retornar true, o AWT assume que o evento foi devidamente tratado. quando o false é retornado, o método de tratamento do evento (mouse, teclado ou action) da classe que adicionou ele será chamado. Por exemplo, se o Applet fizer parte de algum outro componente (alguma janela, por exemplo), se action do applet retornar false, o action da janela é chamado. se o action do applet retornar true, o método da janela não será chamado. isto fica mais evidênte na medida que for acostumando com o interface através de AWT e começar adicionar componentes um dentro do outro.

Rótulo:

Um rótulo é denominado de label. A utilidade dele é apresentar textos dentro do panel ou frame.

A classe Label possui três construtores:

public Label()

public Label(String labeltext)

public label(String Labeltext,. int align);

O Label pode ser construido com ou sem o texto e alinhamento especificado. Para alinhamento, existe três tipos definidos na classe label: RIGHT (direita), LEFT (esquerda), CENTER (centrado). Não esqueça que, para acessar o valor definido na classe, devemos colocar o nome da classe antes do valor, tais como Labal.LEFT.

Possui dois métodos:

public void setText(String texto);

public String getText();

Estes métodos atribuem (ou modificam) e retornam respectivamente, o valor a ser mostrado no Label.

import java.awt.*; import java.applet.*; public class Rotulo extends Applet { Label texto = Label("Alo, pessoal!", Label.LEFT); boolean original = true; public void init(){ add(new Button("mudar o rotulo")); } public void boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { if(original) texto.setText("Sou applet de rótulo"); else texto.setText("Alo, pessoa1"); original = !original; repaint(); return true; } else return false; // evento não foi de botão. Próximo action é chamado. } }

Note que não verificamos o nome do botão. Isto pode ser feito, porque tem apenas um botão e logo, se algum botão for clicado, deve ser ele.

Caixa de checagem

Caixa de ticagem é uma espécie de label, com opção de ligar/desliga. Ele apresenta um quadradinho seguido de label, e o usuário pode ligar ou desligar esta opção. Ele é denominado de CheckBox e possui três construtores:

public Checkboxl()

public Checkbox(String labeltext)

public Checkbox(String Labeltext, CheckboxGroup g, boolean ini)

O terceiro construtor parece estranho, mas isto é devido ao fato de Checkbox é usado também para criar botões de rádio.

O primeiro e segundo construtor tem nada a esplicar. O terceiro construtor é usado, quando deseja criar ChekBox já ligado ou desligao pelo default. O segundo parâmetro CheckboxGroup, por enquanto, esquece. Passe o new Checkboxgoup() no lugar dele que instanciará um novo checkboxgroup.

existe o método denominado

public boolean getState()

que retorna true se o CheckBox estiver ativado e false caso contrário.

Cada vez que o usuário clicar sobre checkbox para ligar ou desligar, o evento ocorre e action é chamado.

import java.awt.*; import java.applet.*; public class MyCheckBox extends Applet { Checkbox Check1 = new CheckBox("gosto de java", new CheckboxGroup(), true), , Check2 = new CheckBox("iniciante em java", new CheckboxGroup(), true); public void init() { add(Check1); add(Check2); } public void boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof CheckBox) { CheckBox checkboxAtual = (CheckBox)evento.target; if(CheckboxAtual.getLabel() == "gosto de java") { // primeiro Checkbox if(CheckboxAtual.getState()) { // ligado: // O que vai fazer, se ligar } else { // oque fazer, caso contrário. } return true; } else if(CheckboxAtual.getLabel() == "iniciante em java") { if(CheckboxAtual.getState()) { // o que fazer } else { // o que fazer } return true; } return false;

} }

No exemplo acima, armazenamos o evento.target no variável. Sempre que faz uso repetido, esta técnica facilita o processo.

Normalmente, não implementamos o método action para tratar de CheckBox, toda vez que clicar sobre ele. Programação correta é incluir um botão de confirmação e checar o estado dos CheckBox somente quando o botão for clicado. Portanto, o exemplo acima serve apenas como exemplo para ilustrar o fato de que o checkbox gera evento e é possível tratá-lo.

Verifique no exemplo abaixo, como tudo fica mais simples, se utilizar um botão de confirmação (esta é a progrmação usual de CheckBox).

import java.awt.*; import java.applet.*; public class MyCheckBox extends Applet { Checkbox Check1 = new CheckBox("gosto de java", new CheckboxGroup(), true), , Check2 = new Checkbox("iniciante em java", new CheckboxGroup(), true;

public void init() { add(Check1); add(Check2); add(new Button("OK")); } public void boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { // único botão é de confirmação if(Check1.getState()) { // ligado: ele gosta de java // O que vai fazer, se ligar } else { // desligado: não gosta de java // oque fazer, caso contrário. } if(Check2.getState()) { // ligado: iniciante em java // o que fazer } else { // desligado: não é iniciante em java // o que fazer } return true; } return false; } }

Botão de Rádio.

Botão de rádio, denominado de Radio Button é um conjunto de checkbox e é implementado, usando o CheckBox. Neste conjunto, apenas um ítem estará ligado. É uma espécie de seleção de opção. Ao clicar sobre um deles, desativa automaticamente o outro. Para cliar o botão de rádio, criamos um objeto do tipo CheckboxGroup e ir adicionando Checkbox nele, usando o terceiro construtor do checkbox:

public Checkbox(String texto, CheckboxGroup g, boolean ini)

a classe CheckboxGroup possui um me'todo

public Checkbox getCurrent()

que retorna o checkBox escolhido atualmente (ítem selecionado).

Não esqueça que, bom estilo de programação para usar Checkbox ou Radio Button é criar um botão extra de confirmação e checar o estado de Checkbox ou RadioButton somente quando for clicado sobre botão de confirmação.

import java.awt.*; import java.applet.*; public class MyCheckBox extends Applet { Label texto = new Label(); CheckboxGroup Escolha = new CheckboxGroup(); public void init() { add(new CheckBox("Linguagem favorito é Java, Escolha, true)); add(new CheckBox("Linguagem favorito é C++, Escolha, false)); add(new CheckBox("Linguagem favorito é Pascal, Escolha, false)); add(new CheckBox("Linguagem favorito é Basic, Escolha, false)); add(new CheckBox("Linguagem favorito é Fortran, Escolha, false)); add(new Button("Confirma")); add(new Button("Cancela")); add(texto); } public boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { if((String)quem == "Confirma") { CheckBox atual = Escolha.getCurrent(); texto.setText(atual.getLabel()); repaint(); return true; } } return false; } }

Caixa de Escolha

A caixa de escolha é uma caixa que permite escolher ítens entre vários. Ele exibe o ítem selecionado na caixa até que altere a seleção. neste sentido, é semelhante ao botào de rádio.

Ele possui como método básico

public suncronized void additem(String intem) throws NullPointerException public void select(String intem) public String getSelecteditem()

que servem respectivamente para adicionar ítem, escolher a seleção atual e obter o ítem selecionado atualmente.

Existem outros métodos associados a ele, mas os três métodos acima já são suficientes para aplicação em geral. caso deseja, consulte o livro sobre outros métodos.

Assim como CheckBox e Radio Buttom, Choice gera evento quando uma seleção é realizado. Na aplicação em geral, cada vez que efetua a escolha diferente, é efetuado a operação correspondênte, mas podemos usar botão extra como no caso de Checkbox e Radio Buttom.

Veremos um exemplo de caixa de seleção para escolher a cor do fundo do panel de applet:

import java.awt.*; import java.applet.*; public class MyChoice extends Applet { Choice cor = new Choice(); public void init() { cor.addItem("Vermelho"); cor.addItem("Azul"); cor.addItem("Verde"); cor.additem("Amarelo"); cor.addItem("Branco"); cor.select("Branco"); setBackground(Color.White); add(cor); } public boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Choice) { if(cor.getSelecteditem() == "Vermelho") setBackground(Color.Red); else if(cor.getSelecteditem() == "Azul") setBackground(Color.Blue); else if(cor.getSelecteditem() == "Verde") setBackground(Color.Green); else if(cor.getSelecteditem() == "Amarelo") setBackground(Color.yellow); else if(cor.getSelecteditem() == "Branco") setBackground(Color.White); else return false; return true; } return false; } } }

Lista (de rolagem)

A lista de rolagem é quase igual à caixa de seleção. Ele exibe os ítens para ser selecionado, porém, pode conter número grande de dados e pode rolar a lista atrvés da barra de rolagem ao lado dele. Os ítens serão mostrados numa área designada para ele. Na caixa de seleção, apenas um ítem pode ser selecionado, no entanto, na lista, pode ser configurado para selecionar apenas um ítem ou permitir multiplas seleções.

Construtores são:

public List()

public list(int linhas, boolean MultiplaEscolha);

No primeiro construtor, a list é da escolha simplas. No segundo construtor, podemos indicar o número de ítens que será exibido por vez e dizer, se a escolha é apenas um ítem ou multipla escolha.

Para adicionar, ítens, usa-se o método:

public syncronized void addItem("String item);

Para saber os ítens selecionados, podemos usar os métodos:

public syncronized String getSelectedItem();

public syncronized String getSelectedItens();

Respectivamente para lista de escolha simples e escolha multipal.

Uma observação importante é que, não chama o método action quando selecionamos elementos da lista. Portanto, devemos sempre criar um botão de confirmação. Mas caso queira manipular evento quando a seleção ocorre (por exemplo, escolha de fonte no editor), podemos usar o método

public boolean handleEvent(Event event);

Veremos um exemplo simples:

import java.awt.*; import java.applet.*; public class MyList extends Applet { List lista = new List("3, false); public void init() { lista.addItem("Vermelho"); lista.addItem("Azul"); lista.addItem("Verde"); lista.additem("Amarelo"); lista.addItem("Branco"); lista.select("Branco"); setBackground(Color.White); add(new Label("Escolha as cores preferidas"); add(lista); add(new Button("OK"); } public boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { if((String)quem == "OK")) { // confirmado String cor = lista.getSelecteditens(); if(cor == "Vermelho") setBackground(Color.Red); else if(cor == "Azul") setBackground(Color.Blue); else if(cor == "Verde") setBackground(Color.Green); else if(cor == "Amarelo") setBackground(Color.yellow); else if(cor == "Branco") setBackground(Color.White); return true; } return false; } } }

A lista possui vários métodos para manipulação bem controlado, porém, não trataremos aqui. O interessado em usar a lista, deve procurar no livro ou manual para ter menor desperdício e maior controle na utilização de listas.

Campo de Textos e Área de Textos

O campo de texto denominado de TextField é uma área retangular onde possa escrever ou digitar uma linha de texto e é fundamental para criar entrada/saida de dados no AWT.

Textfield possui quatro construtores:

public Textfield();

public TextField(int numcols);

public TextField(String texto);

public TextField(String texto, int numcols);

onde numcols é o número de colunas e texto é o texto default.

A área de texto é análogo ao campo de texto, porém, é uma região retangular na qual permite editar texto em várias linhas. O seus construtores são:

public TextArea();

public Textarea(int numcols, numrows);

public Textarea(String texto);

public TextArea(String texto, int numcols, numrows);

onde texto é o texto default, numcols, e numrows são número de linhas e colunas da área de texto.

Essencialmente, a diferênça entre Textfield e TextArea , é a área de edição. Seus métodos são similares:

Para associar um texto para ser editado, usa-se o método

public setText(String texto);

e o método

public String getText();

retorna o texto editado.

O campo de texto ou área de texto pode ser editábel (entrada) ou não editável (saída). Para configurar a editabilidade, usa-se o método

public void setEditable(boolean editavel);

Se estiver usando apenas para exibir dados, basta chamar setEditable com parâmetro false. A configuração padrão de editabilidade é true.

Como no caso de lista, TextField e TextArea dispõe de uma variedade de métodos para melhor comtrole. O interessado deve consultar o manual. Também, como na lista, o método action não é chamado. Seu evento pode ser manuseado pelo método handleEvent, ou pelo botão ou menu de confirmação. Na prática, quando deseja implementar um editor, implementamos o evento de mouse diretamente para TextArea, em vez de implementar o handleEvent().

A seguir, um exemplo simples que usa o Textfield para entrada/saída de dados:

import java.awt.*; import java.applet.*; public class TextField extends Applet { String texto; TextField entrada(40), saida(40); public void init() { saida.setEditable(false); add(new Label("Entrada")); add(entrada); add(new Label("Saida")); add(saida); add(new Button("Confirma)); } public boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { if((String)quem == "Confirma")) { // confirmado texto = entrada.getText(); saida.setText(texto); repaint(); // não esquecer return true; } } return false; } } }

Note que, a entrada de sados no AWT é feito através de TextField e TextArea, ambos como sendo String. Quando deseja entrar ou sair om dados numéricos, devemos converter. portanto, devemos saber a conversão básica:

(new Integer(n)).toString() converte o inteiro n para String

(new Double(x)).toString() converte o double x para String

(new Integer(s)).intValue() converte o String s para inteiro

Integer. parseInt(s) converte o String s para inteiro

(new Double(s)).doubleValue() converte o String s para double

Double.parseDouble(s) converte o String s para double

Scroll Bar e Canvas

O uso de Scroll Bar (barra de rolamento) requer um pouco de maturidade no AWT e não será tratado aqui. Canvas, não será necessário para iniciante em AWT e também não será tratado.

Frames

Frame é uma janela e nele, podemos adicionar panel (dentro do panel, podemos adicionar qualquer componentes).

A utilidade maior de um frame é criar applet que possa ser executado fora da página HTML (aplicativo) e criar janelas de comunicação. Seu construtor pode ou não receber o título da janela.

public Frame();

public Frame(String titulo);

O Frame possui diversos métodos, mas veremos apenas o essencial. O interessado deve consultar o manual.

public voidd show();

public void hide();

Um Frame não será mostrado quando é criado, pois pode demorar para criar, acrescentando componentes nele. Para que a janela seja visível 9e funcione), devemos chamar o método show(). Uma vez que terminou de utilizar a janela, devemos chamar o método hide() para desativar. Note que, o método hide apenas esconde a janela até que outro show() seja chamado.

Alguns métodos úteis são:

public void pack();

public setResizable(boolean redimensionavel);

onde pack() é o método que ajusta o tamanho da janela para tamanho mínimo necessário e setResizable() configura a janela para janela de tamanho ajustável ou não. Quando o parâmetro é true, é de tamanho ajustável e quando é false, é de tamanho fixo.

Quando não vai usar mais o frame, devemos chamar o método

public void dispose();

para liberar o recurso que está sendo usado pelo frame. O método hide() esconde o frame, mas não libera os recursos usados.

Para criar applet que possa ser executado fora da página HTML, implementamos o método main() e através dele, criamos um Frame, adiciona a classe principal da applet e executar o init, e em seguida, executa-se o método show() do Frame. Por exemplo, se o applet chamar MeuApplet, o método main() associado nele será mais ou menos o seguinte:

import java.awt.*; import java.applet.*; public class Botao extends Applet { public void init(){ add(new Button("Azul")); add(new Button("Vermelho")); } public void boolean action(Event evento, Object quem) { if(evento.target instanceof Button) { String label = (String)quem; if(label == "Azul") setBackground(Color.blue); else if (label == "Vermelho") setBackground(Color.red)); else return false; repaint(); return true; // não chama mais nenhum action seguinte } else return false; // evento não foi de botão. Próximo action é chamado. } public void main(String args[]) { Frame janela = new Frame("Applet de Botão"); Applet principal = new Botao(); principal.init(); principal.start(); janela.setLayort(new FlowLayort()); janela.add(principal); janela.pack(); janela.show(); } }

como exemplo:

public void main(String args[]) { // cria a janela Frame janela = new Frame("Meu Applet"); // cria o applet Applet principal = new MeuApplet(); // inicializa o applet através de init() e start(): nessa ordem. principal.init(); principal.start(); // configura o Layort para Flowlayort. // um Frame deve ter Layout, obrigatoriamente. janela.setLayort(new FlowLayort()); // Adiciona o applet na janela janela.add(principal); janela.pack(); // tamanho mínimo necessário janela.show(); // ativa a janela }

Menu

Menu possui dois construtores

public Menu()

public Menu(String titulo)

onde o segundo construtor atribui nome para menu. Os ítens do menu denominado de MenuÍten pode ser adicionado (se for menu com vários ítens).

MunuIten possui dosi construtores:

Os ítens do Menu é construido pelos construtores