Лабораторная работа №1

Название работы

Выполнение простых программ в BlueJ/IntelliJ.

Цель работы

Освоить основы применения BlueJ – подготовку текста программы, компиляцию программы, исправление ошибок и просмотр результатов.

Постановка задачи

Разработать простейшую линейную программу, согласно варианту задания, научиться запускать программу и контролировать выводимый текст (результат работы программы).

Краткие теоретические сведения

Составление программы – процесс, направленный на то, чтобы заставить компьютер выполнить определенную работу. Указание компьютеру должно быть представлено как последовательность инструкций (план, программа). Проверка того, что данный набор инструкций выполняется правильно, состоит в сравнении желаемого результата с тем, который дает компьютер.

BlueJ – система для разработки программ на языке Java, созданная специально для обучения. Для решения отдельной задачи BlueJ создает проект. Проект – это каталог, в котором находится файл с текстом программы и ряд других файлов. Имя проекта задает программист.

Набор и коррекция программы производится при помощи встроенного текстового редактора. Файл с программой имеет расширение *.java. Компилятор (javac) переводит программу в команды виртуальной Java-машины (JVM) и сохраняет в файле с расширением *.class. Такой файл будет выполнять Java-машина, и программа сможет проделать работу, ради которой она создана (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1. Архитектура и принцип работы Java

Для составления программ студент должен владеть базовыми понятиями программирования, перечисленными ниже.

Идентификаторы используются в качестве имен классов, методов и переменных. Идентификатор может быть любой последовательностью букв верхнего и нижнего регистра (в том числе, кириллических), чисел или символов подчеркивания _ и знака доллара ($). Он не должен начинаться с цифры, чтобы не вступать в конфликт с числовой константой. Язык Java чувствителен к регистру, поэтому идентификатор VALUE, например, отличается от идентификатора Value.

Переменная – это именованная область памяти, в которой программа может установить некоторое значение. Значение переменной может изменяться во время выполнения программы.

Переменная определяется комбинацией идентификатора (имени), типа и необязательного инициализатора. Переменная должна быть объявлена перед ее использованием.

Синтаксис объявления переменной:

type identifier [=value][, identifier [=value]…];

• type – один из типов Java, имя класса или интерфейса,
• identifier – имя переменной,
• value – литерал (значение подходящего типа).

Примеры объявления переменной:

int a, b, c;
int d = 3, e, f = 5;

Выражение – комбинация операндов и операций, задающая порядок вычисления некоторого значения (на основе приоритетов операций).

Операнд в простейшем случае является константой (литералом) или идентификатором (переменной). В общем случае каждый операнд выражения также представляет собой выражение, имеющее некоторое значение (в выражениях можно использовать скобки для изменения порядка действий).

Операция определяет действие, выполняемое над операндами. Возвращает некоторое значение.

Оператор − это некоторая конструкция, присущая данному конкретному языку, изменяющая состояние памяти компьютера, но ничего не возвращающая.

Замечание

Не стоит путать два таких понятия как оператор и операция. Главное их отличие состоит в том, что операция возвращает значение, а оператор нет.

Оператор присваивания предписывает вычисление выражения, находящегося правее знака (=) и присвоение полученного значения переменной, находящейся левее знака (=).

Порядок выполнения работы

Часть 1 - Создание и запуск Java-программы

Основное окно системы BlueJ показано на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. Основное окно системы

Окно содержит главное меню системы, управляющие кнопки, окно проекта, стенд объектов, окно команд (окно кода) и индикатор работы виртуальной машины Java.

Запуск BlueJ происходит после щелчка по иконке BlueJ. Дождитесь сообщения «Создается виртуальная машина…Готово». Выберите в меню BlueJ Проект--Новый. Введите имя проекта: Фамилия_Группа_Lab1a.

Щелкните по кнопке Новый класс. Введите имя класса Test1a. Убедитесь, что тип класса – Класс.

Двойным щелчком по иконке класса Test1a в окне проекта откройте текстовый редактор. При создании класса система BlueJ использует заготовку. Удалите из созданного класса весь код, нажав клавиши Ctrl+A (выделить все) и Del.

Окно редактора с нужным текстом показано на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3. Окно текстового редактора

Введите текст, приведенный на рисунке 2.3. Проверьте правильность набора (оператор import (импортирование из библиотеки Java), точки с запятой после каждого оператора). Проверьте парность скобок { и }. Помните, что в Java большие и маленькие буквы различаются.

Пример кода на рисунке 2.3

import java.util.Date;

public class Test1a { //начало класса Test1a
    public static void main(String[] args) { //начало метода main
        Date d = new Date();
        System.out.println("Эта программа работает сегодня "+d);
    } // конец метода main
} // конец класса

Правильность набора текста программы проверяется визуально и при помощи компилятора. Компилятор, анализируя программу по строкам сверху вниз, проверяет соответствие языку Java. При несоответствии выдается сообщение об обнаруженной ошибке. Подсвечивается строка программы, на которой компилятор прекратил работу. Обычно ошибка находится в этой строке или выше. Запомните: компилятор не проверяет правильность алгоритма, он проверяет только соответствие текста правилам языка Java! Поэтому возможно, что программа, которая компилируется без ошибок, будет работать неверно.

Щелкните по кнопке Компилировать. Исправьте синтаксические ошибки, если они есть (ориентируйтесь на сообщения в нижней части окна). Если ошибок нет, можно выйти из редактора (кнопка Закрыть).

В окне проекта штриховка иконки класса показывает, что он не скомпилирован. Если какие-то классы проекта не скомпилированы, кнопкой Компилировать можно вызвать их компиляцию.

Щелкните правой кнопкой мышки по иконке класса, чтобы вызвать контекстное меню (рисунок 2.4). Выберите в меню метод void main(String[ ] arg).

Рисунок 2.4. Окно проекта. Открыто контекстное меню класса

Появится окно диалога, в котором можно задать аргумент arg метода main. Но сейчас аргумент не нужен, просто щелкните по OK.

Запустится метод main, при этом индикатор работы VM начнет вращаться (вращение можно заметить только на медленных машинах).

Результат работы программы – текст, указанный в методе println и дата – будут выведены в окно терминала (рисунок 2.5). (Если окна терминала нет, в главном окне выберите Виды – Показать терминал).

Рисунок 2.5. Окно терминала. Результат выполнения программы

Опции окна терминала позволяют выполнить ряд действий с содержимым терминала: очистить окно терминала, скопировать текст в буфер обмена или в файл, зафиксировать порядок вызова методов и т.д.

Часть 2 - Внесение изменений в программу

Измените строковый литерал (текст в двойных кавычках после println) так, чтобы выводились Ваши имя и фамилия. Обратите внимание на возможности, которые предоставляет текстовый редактор. Кнопки редактора (Отмена, Вырезать, Копировать, Вставить, Найти) соответствуют типовым действиям по коррекции текстов. Эти же (и ряд других) действия скрыты под пунктами главного меню в верхней части окна. Многим командам редактора соответствуют "быстрые" комбинации клавиш. Например, Вырезать, Копировать и Вставить – это широко известные комбинации Ctrl+X , Ctrl+C , Ctrl+V соответственно.

Откомпилируйте программу и проанализируйте результаты ее выполнения.

Часть 3 - Выполнение индивидуального задания.

Студент составляет программу (имя проекта: Фамилия_Группа_Lab1b) согласно варианту задания (таблица 2.1) и оценивает результаты ее выполнения при помощи инструментальной системы BlueJ.

Варианты заданий

В качестве индивидуального задания на лабораторную работу предлагается разработать программу, выполняющую заданную операцию над операндами целого типа (int). В программе должны быть определены соответствующие переменные для хранения операндов и результата. Программа должна осуществлять следующий вывод:

Программу выполнил:
Фамилия, имя, отчество студента,
Шифр группы,
Дата,
Вариант номер.
Название операнда1: значение операнда1,
Название операнда2: значение операнда2,
Название операции: значение результата.
Проверил:
Фамилия, имя, отчество преподавателя.

Проверьте работу программы на нескольких тестовых примерах.

Варианты заданий представлены в таблице 2.1.

Номер варианта	Операнд 1	Операнд 2	Операция
1	Число студентов в группе	Число групп в потоке	Число студентов в потоке
2	Число недель для выполнения проекта	Число дней в неделе	Число дней для выполнения проекта
3	Число дней в неделе	Число выходных дней	Число рабочих дней
4	Число мест в кинотеатре	Число залов	Число мест в зале
5	Число книг в учебном абонементе	Число книг в читальном зале	Число книг в библиотеке
6	Число тетрадей	Число учебников	Общее число товаров в накладной
7	Число домов	Число квартир в доме	Число семей, получивших квартиры
8	Число абитуриентов, подавших заявления на специальность	Число бюджетных мест	Конкурс – человек на место
9	Число студентов	Число преподавателей	Среднее число студентов на одного преподавателя
10	Стоимость билета	Число мест в автобусе	Выручка за рейс
11	Себестоимость товара	Наценка	Цена товара
12	Длина бассейна	Ширина бассейна	Площадь бассейна
13	Объем помещения	Высота потолка	Площадь помещения
14	Численность управляющего персонала	Численность рабочих	Всего сотрудников на фабрике
15	Фонд заработной платы предприятия	Число сотрудников предприятия	Средняя зарплата
16	Вес товара	Вес тары	Общий вес
17	Длительность первой серии фильма в минутах	Длительность второй серии фильма в минутах	Длительность фильма в часах
18	Число недель в семестре	Часов лекций по дисциплине в неделю	Всего часов лекций в семестре
19	Число студентов очной формы обучения	Число студентов заочной формы обучения	Всего студентов в университете.
20	Оклад	Отчисления	Зарплата на руки
21	Длина рулона ткани в метрах	Расход ткани на костюм в метрах	Число костюмов
22	Длительность серии фильма в минутах	Число серий	Длительность фильма в часах
23	Количество студентов, сдавших сессию на 4 и 5	Размер стипендии в рублях	Размер стипендиального фонда в рублях
24	Площадь стен помещения	Площадь рулона обоев	Число рулонов
25	Общая площадь участка	Площадь основания дома	Площадь приусадебного участка

Контрольные вопросы

1. Опишите процесс создания проекта в инструментальной системе BlueJ.
2. Какие файлы входят в проект и каково их назначение?
3. Опишите процесс от создания до выполнения программы. Какая из трех моделей трансляции кода программы (компилятор, интерпретатор, компилятор+интерпретатор) используется в Java?
4. В чем преимущество используемой в Java системы трансляции-выполнения программ?
5. Опишите назначение текстового редактора. Файлы с каким расширением он создает?
6. Опишите назначение компилятора. Файлы с каким расширением он создает?
7. Что делает виртуальная Java-машина?
8. Что из себя представляет программа с линейной структурой на языке Java? Для чего предназначен метод main?
9. Что делает встроенный метод System.out.println( );
10. Как получить значение текущей даты?
11. Для чего используются идентификаторы? Назовите требования к ним.
12. Как определить переменную целого типа в программе?
13. Для чего использован оператор присваивания в программе.
14. Что такое переменная? Что такое выражение? Какие операции целочисленной арифметики выполнялись при вычислении выражения?
15. Перечислите возможности текстового процессора Microsoft Word, которые вы использовали при оформлении отчета по лабораторной работе.