Лабораторная работа №2
Название работы
Обработка данных простых типов. Работа с панелью ввода BlueJ. Форматированный вывод.
Цель работы
Ознакомиться с простыми типами данных Java, научиться объявлять переменные и литералы этих типов и выполнять операции над ними, научиться применять оператор присваивания для данных простых типов, научиться применять метод System.out.printf() – метод форматированного вывода − для вывода на экран значений различных типов, научиться применять окно кода в BlueJ.
Постановка задачи
- Ввести заданные операторы в окно кода BlueJ и проанализировать полученные результаты.
- Разработать программу, в которой используется метод
System.out.printf()для вывода в окно терминала данных, предусмотренных вариантом задания.
Краткие теоретические сведения
Простые, или примитивные, типы данных - это встроенные в язык Java типы, аналогичные типам данных большинства языков программирования. Эти типы могут применяться самостоятельно или используются как составные части более сложных типов данных, которые создают программисты.
Java позволяет использовать 8 простых типов данных:
byte,short,int,long–целочисленные,float,double– вещественные обычной и двойной точности,boolean– булевские (логические, представляющие истину или ложь),char– символьные, представляющие символы Unicode.
Диапазоны значений для простых типов данных приведены на рисунке 3.
Рисунок 3.1 - диапазоны значений для примитивных типов данных
Базовые понятия программирования
Вспомним некоторые понятия программирования, упомянутые в предыдущей лабораторной работе.
Переменные и именованные константы
Переменные – элементы, значение которых при выполнении программы можно изменить, но тип изменить нельзя.
Переменные имеют имена и значения. Имя переменной – это название области памяти, в которой хранится значение переменной. Чтобы ввести переменную в употребление, ее необходимо объявить одним из двух способов:
тип имя;тип имя = начальноеЗначение;(точка с запятой – это часть объявления!)
Объявление переменной – это приказ выделить для нее память.
Имена переменных пишут в стиле ― camelStyle, начиная с маленькой буквы, а каждое следующее слово в имени – с большой буквы.
Именованные константы – это переменные, значение которых определяется «при рождении», после чего изменять их значения запрещено.
Форма задания константы с именем:
final тип ИМЯ = значение;
Слово final указывает, что значение нельзя изменить. Принято имена констант записывать БОЛЬШИМИ БУКВАМИ.
Оператор присваивания
Оператор присваивания заменяет старое значение некоторой переменной новым. После замены старое значение теряется, т.е. использовать его нельзя.
Форма оператора:
переменная = выражение;
Переменная является приемником данных, а выражение – источником. Выражение определяет новое значение переменной. Равенство левой и правой частей наступает только после выполнения оператора присваивания и имеет смысл равенства значений источника и приемника. Порядок выполнения оператора: сначала, без учета левой части, вычисляется выражение с текущими значениями переменных. Затем полученное значение выражения становится значением переменной-приемника.
Если в выражении используется та же переменная, скажем, x, что и слева, при вычислении выражения применяется имеющееся значение x, которое заменяется новым значением – значением выражения – после вычисления выражения. Например, пусть x = 5.0. При выполнении оператора x = x + 1.2; берется значение переменной x, равное 5, к нему добавляется число 1.2, и результат становится значением переменной x.
Язык Java требует, чтобы размер приемника был не меньше, чем размер результата. Когда это требование нарушается, возникает ошибка:
Возможна потеря точности – possible loss of precision.
Пример, при котором возникает такая ошибка:
float x;
х = 1.0;
double.
Использование окна кода BlueJ
Система BlueJ имеет специальное окно – панель (окно) кода (или окно команд) (рисунки 3.2, 3.3).
Окно кода позволяет проверить фрагменты программы до их включения в проект. Действия в окне кода выполняются по строкам после нажатия Enter.
Объявленные переменные запоминаются, т.е. повторно объявить переменную нельзя. Если окно кода не видно после запуска BlueJ, откройте проект, созданный ранее, и нажмите Виды – Показать панель кода.
При необходимости вводимый в окно кода текст можно расположить в нескольких строках, при этом промежуточные строки заканчиваются нажатием Shift+Enter. Проверенные операторы можно вставить в текст программы, пользуясь копированием Ctrl+C и вставкой Ctrl+V.
Рисунок 3.2 - Окно кода. Примеры набора констант
Рисунок 3.3. Окно кода. Примеры набора выражений
Метод форматированного вывода System.out.printf()
В предыдущей работе использовался метод System.out.println(), который выводил в окно терминала символьную строку (объект типа String).
В этой работе рекомендуется применить метод форматированного вывода System.out.printf(), который более удобен, например, для представления результатов в виде аккуратной таблицы. Вызов метода имеет форму:
System.out.printf(format, list);
Строка форматов format содержит форматные коды, по одному на каждый элемент списка выводимых переменных list. Форматный код имеет представленную ниже структуру (в скобки [ и ] заключены необязательные элементы, т.е. в программе такой элемент или присутствует без скобок, или отсутствует)
%[номер_аргумента$][флаги][место][.дробь]тип
Флаги - + 0 , ( ) определяют дополнительные характеристики выводимых данных:
-– выравнивание влево+– обязательный вывод знака числа- пробел – пробел вместо плюса для положительных чисел
- 0 – заполнение старших пустых позиций числа нулями
,– локализованный разделитель в числах()– отрицательные числа заключаются в скобки
Параметр тип определяет вариант преобразования внутреннего представления данных во внешнюю форму:
s−String(строка символов);c−char(символ);d− десятичное целое;o− восьмеричное целое;x− шестнадцатеричное целое;f− действительное в фиксированном формате (в форме 999.9999);e− действительное в математическом формате (в форме 0.999Е99);tD− дата в форме «месяц-день-год»;tF− дата в формате «год-месяц-день»;tT− время в формате «часы:минуты:секунды».
Параметры место и дробь определяют соответственно количество позиций для выводимых данных (ширину поля) и количество цифр в дробной части (применяются с параметрами типа d и f). Например, %08.3f применяется для вывода действительных данных. Под данные отводится 8 позиций (с учетом знака и разделяющей точки). Из них под дробную часть отводится 3 позиции. При необходимости в целую часть добавляются ведущие нули, чтобы полностью использовать 8 позиций.
Элементы между форматными кодами выводятся как литералы, в частности, \t – табуляция, \n – переход на новую строку (%n также означает переход на другую строку).
Примеры:
printf("Hello %s!", "World");
// "Hello World!"
printf("%7d", 1);
// " 1" – минимум 7 позиций
printf("%07d", 1);
// "0000001" – начальные позиции
//заполнены нулями
printf("%.10f", Math.PI);
// "3,1415926536" – с точностью
// до 10 знаков после запятой
printf("%tF", new Date());
// "2011-01-27"
printf("%tT", new Date());
// "22:42:37"
Фрагмент программы:
int a = 256;
double b = 312.678951236;
String str = "форматированный вывод";
System.out.printf("Демонстрируем %s: a=%08d(10)=%x(16), b=%010.4f\n", str, a, a, b);
Данный фрагмент повлечет за собой следующий вывод в окно терминала:
a=00000256(10)=100(16), b=00312,6790
Элементы между форматными кодами (выделены красным в вызове метода printf()) выводятся как строковые литералы (константы).
Порядок выполнения работы
Работа в окне кода BlueJ
1. Введите целые константы в окне кода, нажимая после каждой константы Enter:
* 35
* -246
* 5671L.
2. Введите выражения:
* 4*3+5
* 4+3*5
* 25-3/5-6+20/3
* 5%6 («пять по модулю шесть» − остаток от деления 5 на 6)
* 7%6
* 7%5
После ввода каждого выражения нажимайте Enter. Обратите внимание на тип и результат.
3. Наберите выражения:
* 1 == 1
* 1 < 5
* 2 <= 5
* 2 > 6
* 3 / 2 > 1
* 2 != 9
После ввода каждого выражения нажимайте Enter. В этих выражениях используются операции сравнения. Результат операции (и выражения) имеет логический тип (boolean). Если выражение верно, то его значение равно true, иначе – false. Проверяйте результат каждый раз после нажатия Enter.
4. Введите в панели кода действительные литералы, каждый в отдельной строке:
* 3.1415
* 2.71823F
* 0.314E+1
Проанализируйте результаты (что происходит после нажатия клавиши Enter).
5. Наберите в панели кода выражения:
* 25-3.5-6+21.3
* 5/6.0
* 5.0/6
* 3.7f/5.3f
Обратите внимание на значение результата и на его тип.
6. Наберите в панели кода выражения
* 1 == 1.0
* 1.0 < 1.5
* 2.3 <= 2.3f
* 1.5 == 1.5f
7. Наберите в панели кода:
double x;
float a=3.5;
float d=2.5;
После точки с запятой нажимайте Enter. Проанализируйте сообщения системы.
8. Наберите в панели кода:
x = 3.5; //(тип x уже задан)
float a=3.5f;
double d=2.5f;
После точки с запятой нажимайте Enter. Проверьте значения переменных, введя имя и Enter.
9. Наберите
d=d+3.75;
x=a+7.5f;
Проверьте значения переменных.
10. Введите:
final float K=5.4f;
K. Наберите оператор:
K=5.45;
Обратите внимание на сообщение. Наберите:
final double PI=3.1415926;
Вычислите длину окружности с радиусом 10: 2*PI*10.
Разработка программы с использованием метода форматированного вывода System.out.printf()
Разработайте программу согласно варианту задания (таблица 3.1), проведите ее отладку и испытание на нескольких тестовых примерах.
Варианты заданий
В качестве индивидуального задания на лабораторную работу предлагается разработать программу, которая выполняет следующие действия:
- определяет и инициализирует (задает тип и значение) переменные
str,a,b,c,d; - осуществляет следующий вывод:
Привет, значение_str: a=значение_a, b=значение_b, c=значение_с, d=значение_d!
Значения переменных должны выводиться в формате, предусмотренном вариантом задания. После вывода строки, должен быть осуществлен переход на следующую строку.
После выявления синтаксических ошибок программа должна быть откомпилирована и запущена не менее трех раз (с различными значениями переменных). В качестве тестовых значений переменных студент должен подобрать такие значения, которые проверяют все возможности программы. Например, проверку обязательного вывода знака числа нужно осуществить на положительных и отрицательных значениях. Желательно также проверить, как будет вести себя ваша программа, если заданное значение переменной не помещается в формат, заданный в методе printf().
Варианты индивидуальных заданий представлены в таблице 3.1.
Использованы следующие условные обозначения:
- С10 – десятичная система счисления;
- С16 – шестнадцатеричная система счисления;
- С8 – восьмеричная система счисления;
- Ш – ширина (минимальное количество цифр);
- Т – точность (число цифр после запятой);
- НН – наличие ведущих нулей;
- ОН – отсутствие ведущих нулей;
- ВЗ – обязательный вывод знака.
| Номер варианта | Строка str(String) | Целое a (int) | Целое b(short) | Целое с (byte) | Действительное d(double) | Действительное f(float) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Фамилия_Группа: | С10, Ш8, НН, ВЗ | С8 | С16 | Ш10, Т5, НН | Ш8, Т3, ОН |
| 2 | Фамилия_Группа: | С16 | С10, Ш5, ОН | С8 | Ш5, Т3, ОН, ВЗ | Ш7, Т2, НН |
| 3 | Фамилия_Группа: | C8 | C16 | C10, Ш6, ОН | Ш8, T4, НН | Ш6, Т3, ОН, ВЗ |
| 4 | Фамилия_Группа: | С16 | С8 | С10, Ш8, НН | Ш7, T3, ОН, ВЗ | Ш9, Т4, НН |
| 5 | Фамилия_Группа: | С10, Ш5, ОН, ВЗ | С8 | С16 | Ш8, T2, НН | Ш10, Т4, ОН |
| 6 | Фамилия_Группа: | С10, Ш5, ОН | С8 | С16 | Ш8, T2, ОН, ВЗ | Ш6, Т3, НН |
| 7 | Фамилия_Группа: | С8 | С10, Ш9, НН | С16 | Ш10, T4, ОН | Ш8, Т2, НН, ВЗ |
| 8 | Фамилия_Группа: | С16 | С10, Ш7, ОН, ВЗ | С8 | Ш12, T6, НН | Ш6, Т3, ОН |
| 9 | Фамилия_Группа: | С16 | С8 | С10, Ш8, НН | Ш11, T5, ОН, ВЗ | Ш9, Т4, НН |
| 10 | Фамилия_Группа: | С10, Ш7, ОН, ВЗ | С8 | С16 | Ш14, T5, НН | Ш8, Т3, ОН |
| 11 | Фамилия_Группа: | С10, Ш8, НН, ВЗ | С8 | С16 | Ш10, Т5, НН | Ш8, Т3, ОН |
| 12 | Фамилия_Группа: | С16 | С10, Ш5, ОН | С8 | Ш5, Т3, ОН, ВЗ | Ш7, Т2, НН |
| 13 | Фамилия_Группа: | C8 | C16 | C10, Ш6, ОН | Ш8, T4, НН | Ш6, Т3, ОН, ВЗ |
| 14 | Фамилия_Группа: | С16 | С8 | С10, Ш8, НН | Ш7, T3, ОН, ВЗ | Ш9, Т4, НН |
| 15 | Фамилия_Группа: | С10, Ш5, ОН, ВЗ | С8 | С16 | Ш8, T2, НН | Ш10, Т4, ОН |
| 16 | Фамилия_Группа: | С10, Ш5, ОН | С8 | С16 | Ш8, T2, ОН, ВЗ | Ш6, Т3, НН |
| 17 | Фамилия_Группа: | С8 | С10, Ш9, НН | С16 | Ш10, T4, ОН | Ш8, Т2, НН, ВЗ |
| 18 | Фамилия_Группа: | С16 | С10, Ш7, ОН, ВЗ | С8 | Ш12, T6, НН | Ш6, Т3, ОН |
| 19 | Фамилия_Группа: | С16 | С8 | С10, Ш8, НН | Ш11, T5, ОН, ВЗ | Ш9, Т4, НН |
| 20 | Фамилия_Группа: | С10, Ш7, ОН, ВЗ | С8 | С16 | Ш14, T5, НН | Ш8, Т3, ОН |
| 21 | Фамилия_Группа: | С10, Ш8, НН, ВЗ | С8 | С16 | Ш10, Т5, НН | Ш8, Т3, ОН |
| 22 | Фамилия_Группа: | С16 | С10, Ш5, ОН | С8 | Ш5, Т3, ОН, ВЗ | Ш7, Т2, НН |
| 23 | Фамилия_Группа: | C8 | C16 | C10, Ш6, ОН | Ш8, T4, НН | Ш6, Т3, ОН, ВЗ |
| 24 | Фамилия_Группа: | С16 | С8 | С10, Ш8, НН | Ш7, T3, ОН, ВЗ | Ш9, Т4, НН |
| 25 | Фамилия_Группа: | С10, Ш5, ОН, ВЗ | С8 | С16 | Ш8, T2, НН | Ш10, Т4, ОН |
Рекомендации по составлению отчета по лабораторной работе
В дополнение к общим требованиям к отчету, представленным в разделе 1, опишите по пунктам все исследования, которые вы провели в окне кода (п. Работа в окне кода BlueJ) и сделанные вами выводы.
Контрольные вопросы
- Какие простые типы данных существуют в Java?
- От чего зависит диапазон значений числовых типов?
- Какой из типов обеспечивает большую точность
doubleилиfloat? - Что такое литерал?
- Как задается переменная?
- Как задается именованная константа?
- Как задать литерал типа
float? - Как задать литерал типа
long? - Опишите, как работает оператор присваивания?
- Когда возникает ошибка «Потеря точности»?
- Какие возможности предоставляет окно кода BlueJ?
- Чему равно значение выражения 2<5? Какого оно типа?
- Чему равно значение выражения 10<=5? Какого оно типа?
- Какие возможности предоставляет оператор форматированного вывода
System.out.printf (format, list); 15) Перечислите возможности текстового процессора Microsoft Word, которые вы использовали для оформления списков при выполнении отчета по лабораторной работе.