Aplicaciones software avanzadas con Java™

1. Aplicaciones software avanzadas con Java™ Germán Bordel(CD4 P1.6) german.bordel@ehu.es Mikel Peñagarikano(CD4 P1.5) mikel.penagarikano@ehu.es

2. Requisitos: • Conocimiento del lenguaje de programación Java™ Objetivo: • Desarrollo deAplicaciones Web basadas en Data Mining, XML y Bases de Datos. Práctica (caso de uso): • Presentación dinámica en una web de información relativa a las cotizaciones del Nasdaq

3. Material bibliográfico • The Java™ Tutorials • http://docs.oracle.com/javase/tutorial • Java™ Platform, Standard Edition7 API Specification • http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api

4. Temario • IDE: El entorno de desarrollo integrado • NetBeans + JDK • La bolsa. Cotizaciones del Nasdaq • Descarga de contenido web • Expresiones Regulares • Extracción de cotizaciones • Estructuras de datos • Diseño de estructuras para almacenar cotizaciones • XML como representación de la información • Cotizaciones en formato XML

5. Temario II • Procesamiento (parsing) de XML • Instanciación de objetos desde XML • Servidores Web • Instalación de un servidor de aplicaciones • Aplicaciones web: JSPs • Servicio dinámico de información de cotizaciones Nasdaq • Bases de Datos: MySQL • Almacenamiento de cotizaciones en una Base de Datos • Consulta web a una base de datos

6. IDE: Entorno de desarrollo integrado • IDE: IntegratedDevelopmentEnvironment • Editor + compilador/intérprete + depurador

7. NetBeans: http://netbeans.org

8. Podemos instalar ambos a la vez JDK: Java Development Kit http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads

9. La bolsa. Cotizaciones del Nasdaq • Bolsa de Valores (es.wikipedia.org): organización privada que brinda las facilidades necesarias para que sus miembros, atendiendo los mandatos de sus clientes, introduzcan órdenes y realicen negociaciones de compra y venta de valores. • acciones de sociedades o compañías anónimas, • bonos públicos y privados • Certificados • títulos de participación • ... • NASDAQ (NationalAssociation of SecuritiesDealersAutomatedQuotation): la bolsa de valores electrónica y automatizada más grande de los Estados Unidos

10. La bolsa. Cotizaciones del Nasdaq • Bolsa de Valores (es.wikipedia.org): organización privada que brinda las facilidades necesarias para que sus miembros, atendiendo los mandatos de sus clientes, introduzcan órdenes y realicen negociaciones de compra y venta de valores. • acciones de sociedades o compañías anónimas, • bonos públicos y privados • Certificados • títulos de participación • ... • NASDAQ (NationalAssociation of SecuritiesDealersAutomatedQuotation): la bolsa de valores electrónica y automatizada más grande de los Estados Unidos • http://www.nasdaq.com/

12. http://charting.nasdaq.com/ext/charts.dll?2-1-14-0-0-512-03NA000000GOOG-&SF:6|5-WD=530-HT=395--XTBL-http://charting.nasdaq.com/ext/charts.dll?2-1-14-0-0-512-03NA000000GOOG-&SF:6|5-WD=530-HT=395--XTBL-

13. Aplicación Java • Compuesta por Clases (estructuras) • Campos (variables) • Métodos (funciones) • Al instanciar una clase, creamos un nuevo objeto • Los campos y métodos pueden ser • Propios de cada instancia/objeto • Estáticos (compartidos por todas las instancias) • Herencia • Si una clase extiende a otra, hereda todos sus componentes • Si no extiende nada, extiende Object • Los componentes heredados pueden ser sobreescritos • Las clases se agrupan en paquetes (librerías) • Java API: conjunto de paquetes preexistentes

14. Proyecto de Netbeans • Permite agrupar clases en un conjunto de paquetes • Gestión de clases y paquetes • Generación de código fuente (esqueletos) • Gestión de plataforma Java (JVM) • Gestión de versión del código fuente (JDK 7) • Gestión de la clase principal (aplicación) comentarios declaración de paquete declaración de clase declaración de método

15. ¡Hola Mundo! • Programa mínimo • Para poder utilizar una clase, debemos importarla (indicar a qué paquete pertenece), excepto: java.lang.* • System == java.lang.System • System.out • Objeto de tipo PrintStream • Contiene el método voidprintln(String x) • Muestra una cadena por la salida estándar • Ejecutar una aplicación (F6) • Se ejecuta el método main(String[] args) de la clase declarada como principal (prueba.Main)

16. I/O Streams(java.io) • Clases que representan Flujos de entrada/salida de datos • Permiten conectar nuestra aplicación a • Dispositivos de entrada/salida • Ficheros • Aplicaciones remotas (sockets) • Estructuras de datos • Conjunto básico de Streams • InputStream/OutputStream: lectura/escritura a nivel de byte • BufferedInputStream /BufferedOutputStream : añade buffering • BufferedReader: lectura de caracteres con buffering (StringreadLine()) • PrintWriter: escritura con formato (voidprintln(…))

17. Descarga de contenido web • La clase URL (java.net.URL) permite crear una URL a partir de su descripción textual (p. ej. , http://www.ehu.es). • El método openStream() devuelve un InputStream, de donde poder leer el contenido web (lectura de bytes). • Con el InputStream podemos crear un InputStreamReader (lectura a nivel de caracteres). • A partir del InputStreamReader podemos crear un BufferedReader (lectura por líneas)

18. Descarga de contenido web II • Ciertos métodos pueden generar Excepciones • Podemos Atenderlas o Declararlas • Las excepciones son también clases  importarlas • Debemos cerrar todos los Streams abiertos • “try withresources” (jdk 1.7) • readLine() devuelve null cuando ya no hay más datos

19. package prueba; importjava.io.BufferedReader; importjava.io.IOException; importjava.io.InputStreamReader; importjava.net.MalformedURLException; importjava.net.URL; publicclassMain { publicstaticvoidmain(String[] args) throwsMalformedURLException, IOException { System.out.println(getHTML("http://www.ehu.es")); } publicstaticStringgetHTML(Stringurl) throwsMalformedURLException, IOException{ StringBuildersb = new StringBuilder(); try ( BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( new URL(url).openStream())); ){ String s; while ((s = in.readLine()) != null) sb.append(s).append('\n'); } returnsb.toString(); } }

20. Expresiones Regulares - Clases • Java.lang.String • matches(Stringregex) • replaceAll(Stringregex, Stringreplacement) • replaceFirst(Stringregex, Stringreplacement) • split(Stringregex) • split(Stringregex) • java.util.regex.Pattern • Pattern.compile(Stringregex) • java.util.regex.Matcher • pattern.matcher(CharSequence input)

21. Expresiones Regulares - Ejemplos • Representa un conjunto de cadenas mediante un patrón • “hola*” representa a“hol”, “hola”, “holaa”, “holaaa”,… • “co*sa” representa a“csa”, “cosa”, “coosa”, “cooosa”,… • “hola|adiós” representa únicamente a“hola” y “adios” • “(p|m)adre” representa únicamente a “padre” y “madre” • “.*” representa a todas la posibles cadenas • Existe un conjunto de caracteres especiales: • <([{\^-=$!|]})?*+.> • Si deseamos incluirlos en las expresiones • Para incluirlos, debemos poner “\” por delante • “.*” representa a todas la posibles cadenas • “\.*” representa a “”, “.”, “..”, “...”,… • “\\” representa a “\” En java, debemos además añadir un “\” para representar “\”, por lo cual, la expresión regular que representa “\” es: “\\\\”

22. Clases (conjuntos) de caracteres

23. Clases predefinidas

24. Cuantificadores

25. Patrones de borde

26. Captura de grupos (subsequencias) • Cualquier par de paréntesis captura una subsecuencia • El patrón ((A)(B(C))) captura 4 grupos: • 1: ((A)(B(C))) • 2: (A) • 3: (B(C)) • 4: (C) • Es posible referenciar capturas mediante “\numero” • El patrón “(\d\d)\1” representa a “1212” pero no a “1234”

27. Extracción de patrones • Se usan las clases Patterny Matcher: Pattern p = Pattern.compile(Stringregex); Matcher m = p.matcher(CharSequence input); • La clase Matcher permite localizar subcadenas mediante expresiones regulares: while (m.find()) { System.out.println(m.group()); } • Es posible obtener los grupos capturados en la regexp m.group(int i) m.group() == m.group(0)

28. Interfaces en Java • Una interfaz es una especie de contrato. • Es sintácticamente similar a una clase, sólo puede contener: • Constantes • Prototipos de métodos (funciones) • Nombre + tipos de los argumentos • No pueden existir dos métodos con un mismo prototipo • Tipos anidados (clases, interfaces…) • Pueden ser • Implementadas por clases • Toda clase (no abstracta) que implemente una interfaz debe contener las funciones de la interfaz (de ahí el concepto de contrato) • Una clase puede implementar tantas interfaces como desee. • Extendidas por otra interfaz • Es posible crear jerarquías de interfaces

29. Estructuras de datos • La API de java incluye una familia de interfaces/clases diseñadas para servir de estructuras de datos genéricas: java.util.Collection • Se basa en una jerarquía de interfaces que define de manera abstracta un conjunto de estructuras de datos de uso general:

30. Interfaz Collection public interface Collectionextends Iterable { // Basic operations intsize(); booleanisEmpty(); booleancontains(Objectelement); // optional booleanadd(Objectelement); // optional booleanremove(Objectelement); // Bulkoperations booleancontainsAll(Collection c); // optional booleanaddAll(Collection c); // optional booleanremoveAll(Collection c); // optional booleanretainAll(Collection c); // optional voidclear(); // Arrayoperations Object[] toArray(); … … }

31. Genericos en Java • Permiten el uso de los tipos (clases e interfaces) comoparámetros al definirclases, interfaces y métodos: • Permiteminimizarerrores de programación en la compilación • No existen en tiempo de ejecución (X  Object) public Caja { Object o; publicvoid guarda(Object o){ this.o = o; } publicObject recupera(){ return o; } } …… Caja micaja = new Caja(); public Caja<X> { X o; publicvoid guarda(X o){ this.o = o; } public X recupera(){ return o; } } …… Caja<Cacharros> micaja = new Caja<>();

32. Interfaz Collection - Generics public interface Collection<E> extends Iterable<E> { // Basic operations intsize(); booleanisEmpty(); booleancontains(Objectelement); // optional booleanadd(E element); // optional booleanremove(Objectelement); // Bulkoperations booleancontainsAll(Collection<?> c); // optional booleanaddAll(Collection<? extends E> c); // optional booleanremoveAll(Collection<?> c); // optional booleanretainAll(Collection<?> c); // optional voidclear(); // Arrayoperations Object[] toArray(); <T> T[] toArray(T[] a); … }

33. XML (Extensible MarkupLanguage) • Lenguaje de Marcas • Forma de codificar un documento que, junto con el texto, incorpora etiquetas o marcas que contienen información adicional acerca de la estructura del texto o su presentación (p.ej.: HTML) • Estándar para el intercambio de información estructurada entre diferentes plataformas/aplicaciones. • Características: • Extensible, estructurado y legible (basado en texto) • El analizador (parser) puede ser genérico • Codificación de texto no ambigua • <?xmlversion="1.0"encoding="iso-8859-1"?> <Nombre>Mikel Peñagarikano</Nombre> <?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?> <Nombre>Mikel Peñagarikano</Nombre> <?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?> <俄语>данные</俄语>

34. XML - Estructura • Prólogo (opcional) • Una declaración XML <?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> • Una declaración de tipo de documento <!DOCTYPE MiXML SYSTEM "http://midominio.org/Mi.dtd"> • Uno o más comentarios e instrucciones de procesamiento <!-- esto es un comentario --> • Cuerpo: un único elemento raíz • Elementos <ElementoSimple /> <ElementoComplejo> … </ElementoComplejo> • Atributos: características propias de los elementos <Texto tamaño="12“ estilo=="cursiva"> Mañana volveremos en coche </Texto> • Entidades: &lt; ("<"), &gt; (">"), &amp; ("&") • Comentarios • Texto: entre las etiquetas • Secciones CDATA (ignorado por el parser): <![CDATA[ … ]]>

35. XML - Ejemplos <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <note> <to>Tove</to> <from>Jani</from> <heading>Reminder</heading> <body>Don't forget me this weekend!</body> </note> <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <note to="Tove" from="Jani" heading="Reminder"> Don't forget me this weekend! </note> <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <note to="Tove" from="Jani" heading="Java example"> Look at my code: <![CDATA[ for (int i = 0; i < v.length(); i++) ]]> Did you like it? </note>

36. XML – Definición de Estructura • DTD (DocumentTypeDefinition) • Tipos de elementos, listas de atributos, entidades y notaciones permitidas • XML Schema • Similar a un DTD, pero basado en XML y pudiendo especificar tipos de datos. <?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <matricula>   <personal>     <dni>52945813C</dni>     <nombre>Ricardo Borillo Domenech</nombre>     <titulacion>Enginiería Informática (Plan 2001)</titulacion>     <curso_academico>2002/2003</curso_academico>     <domicilios>       <domicilio tipo="familiar">         <nombre>C/ Principal nº1</nombre>       </domicilio>       <domicilio tipo="habitual">         <nombre>C/ Secundaria nº2</nombre>       </domicilio>     </domicilios>   </personal>   <pago>     <tipo_matricula>Matrícula ordinária</tipo_matricula>   </pago> </matricula> 

37. XML – DTD <?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE matricula SYSTEM "matricula.dtd"> <matricula>   <personal>     <dni>52945813C</dni>     <nombre>Ricardo Borillo Domenech</nombre>     <titulacion>Enginiería Informática (Plan 2001)</titulacion>     <curso_academico>2002/2003</curso_academico>     <domicilios>       <domicilio tipo="familiar">         <nombre>C/ Principal nº1</nombre>       </domicilio>       <domicilio tipo="habitual">         <nombre>C/ Secundaria nº2</nombre>       </domicilio>     </domicilios>   </personal>   <pago>     <tipo_matricula>Matrícula ordinária</tipo_matricula>   </pago> </matricula>  <!ENTITY matricula (personal, pago)> <!ENTITY personal (dni, nombre titulacion, curso_academico, domicilios)> <!ENTITY dni (#PCDATA)> <!ENTITY nombre (#PCDATA)> <!ENTITY titulacion (#PCDATA)> <!ENTITY curso_academico (#PCDATA)> <!ENTITY domicilios (domicilio+)> <!ENTITY domicilio (nombre)> <!ATTLIST domicilio    tipo (familiar|habitual) #REQUIRED> <!ENTITY nombre (#PCDATA)> <!ENTITY pago (tipo_matricula)> <!ENTITY tipo_matricula (#PCDATA)> 

38. <?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <xs:schemaxmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xml:lang="ES"> <xs:elementname="matricula" type="tMatricula"/> <xs:complexTypename="tMatricula"> <xs:sequence> <xs:elementname="personal" type="tPersonal"/> <xs:elementname="pago" type="tPago"/> </xs:sequence> </xs:complexType> <xs:complexTypename="tPersonal"> <xs:all> <xs:elementname="dni" type="xs:string"/> <xs:elementname="nombre" type="xs:string"/> <xs:elementname="titulacion" type="xs:string"/> <xs:elementname="curso_academico" type="xs:string"/> <xs:elementname="domicilios" type="tDomicilio"/> </xs:all> </xs:complexType> <xs:complexTypename="tPago"> <xs:all> <xs:elementname="tipo_matricula" type="xs:string"/> </xs:all> </xs:complexType> <xs:complexTypename="tDomicilio"> <xs:sequence> <xs:elementname="domiclio" maxOccurs="unbounded"> <xs:complexType> <xs:all> <xs:elementname="nombre" type="xs:string"/> </xs:all> </xs:complexType> </xs:element> </xs:sequence> </xs:complexType> </xs:schema> XML – XSD <?xmlversion="1.0" encoding="UTF-8"?> <matricula xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="prueba.xsd"> <matricula>   <personal>     <dni>52945813C</dni>     <nombre>Ricardo Borillo Domenech</nombre>     <titulacion>Enginiería Informática (Plan 2001)</titulacion>     <curso_academico>2002/2003</curso_academico>     <domicilios>       <domicilio tipo="familiar">         <nombre>C/ Principal nº1</nombre>       </domicilio>       <domicilio tipo="habitual">         <nombre>C/ Secundaria nº2</nombre>       </domicilio>     </domicilios>   </personal>   <pago>     <tipo_matricula>Matrícula ordinária</tipo_matricula>   </pago> </matricula> 

39. XML – Analizador (parser) • Framework programable para procesar XML • Dos APIs estándares: • SAX (Simple API for XML) • Procesamiento secuencial • Eficiente (tiempo y memoria), pero difícil de manipular • Implementamos los manejadores de eventos • DOM (DocumentObjectModel) • Se carga el XML dentro de un único objeto y posteriormente se procesa el objeto • No eficiente, pero sencill0 • Extraemos la información del objeto

40. XML – SAX & DOM SAXParserFactory SAXParser SAXReader DefaultHandler ContentHandlerMethods ErrorHandlerMethods DTDHandler EntityResolver Document Node Element