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2. Introducción a la Programación en Java. Algoritmos y Desarrollo de Programas I. Objetivos. Cuando finalice esta lección, el estudiante: Sabrá qué es Java y para qué tipos de programas puede ser utilizado. Conocerá los datos más importantes sobre el desarrollo histórico de Java.

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2. Introducción a la Programación en Java

Algoritmos y Desarrollo de Programas I


Objetivos

  • Cuando finalice esta lección, el estudiante:

    • Sabrá qué es Java y para qué tipos de programas puede ser utilizado.

    • Conocerá los datos más importantes sobre el desarrollo histórico de Java.

    • Podrá crear, compilar y ejecutar programas en Java utilizando herramientas de la línea de comandos y ambientes integrados de desarrollo.

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Objetivos (cont.)

  • Cuando finalice esta lección, el estudiante:

    • Podrá identificar los elementos de un lenguaje de programación, en particular de Java.

    • Sabrá lo que es un método y cómo Java utiliza clases como contenedores de métodos.

    • Podrá escribir programas que muestren mensajes en la pantalla utilizando interfaces de texto.

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Objetivos (cont.)

  • Cuando finalice esta lección, el estudiante:

    • Podrá escribir programas que muestren mensajes en la pantalla utilizando cajas de diálogo.

    • Sabrá la diferencia entre documentación interna y documentación externa y cómo usar la herramienta javadoc.

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¿Qué es Java?

  • En nuestro curso utilizaremos un lenguaje de programación moderno conocido como Java.

  • Java puede usarse para crear dos tipos de programas:

    • Aplicaciones – programas tradicionales que se ejecutan en la computadora

    • Applets – pequeños programas que se ejecutan dentro de una página Web. Para verlos hace falta un browser como Internet Explorer o Firefox

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Historia de Java

  • Java surge de un equipo de trabajo de Sun Microsystems en 1991.

  • La idea original era crear un lenguaje universal para que con un mismo aparato de control remoto se pudieran manejar diferentes equipos de entretenimiento.

  • El lenguaje original, creado por James Gosling, se llamaba Oak, por un árbol que Gosling veía desde su oficina.

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Historia de Java (cont.)

  • Con el tiempo, el nombre del lenguaje se cambia a Java en honor al café, una de las bebidas favoritas de los programadores.

  • El grupo de trabajo de Sun se dio cuenta de lo efectivo que podría ser este lenguaje en Internet y lo utilizan para desarrollar un Web browser, que llaman HotJava.

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Historia de Java (cont.)

  • Lo novedoso de HotJava es que se podían correr applets escritos en Java que permitían animaciones e interacción con el usuario.

  • El browser fue demostrado en una conferencia mundial de Sun que se ofreció en 1995.

  • Este es el año en que surge la primera versión pública, Java 1.0.

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Historia de Java (cont.)

  • Java ha seguido desarrollándose a través de los años.

  • Las siguientes son las versiones de Java:

    • Java 1.0 en 1995

    • Java 1.1 en 1997

    • Java 1.2 en 1998, también conocido como Java 2

    • Java 1.3 en 2000

    • Java 1.4 en 2002

    • Java 1.5 en 2004, también conocido como Java 5

    • Java 1.6 en 2006, también conocido como Java 6

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Ediciones de Java (cont.)

  • Para ejecutar un programa en Java, lo mínimo que se necesita es que la computadora contenga el Ambiente de Ejecución de Java (JRE, Java Runtime Environment).

  • El JRE se instala de forma automática la primera vez que se accede a una página Web que contiene un applet.

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Ediciones de Java (cont.)

  • Los programadores necesitamos además un conjunto de programas que nos permita crear aplicaciones y applets en Java.

  • Éste se conoce como el Kit para Desarrollo de Java (JDK, Java Development Kit).

  • Existen diferentes ediciones del JDK que se pueden obtener, totalmente gratis, de Sun Microsystems: Java SE, Java EE y Java ME.

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Ediciones de Java (cont.)

  • Java SE (Java Standard Edition)

    • Provee todo lo necesario para la creación de aplicaciones y applets.

  • Java EE (Java Enterprise Edition)

    • Permite crear aplicaciones para empresas que proveen servicios por el Web.

  • Java ME (Java Micro Edition)

    • Permite crear aplicaciones para productos como teléfonos celulares y enseres eléctricos.

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Un programa en Java

  • El siguiente es un programa simple que muestra el mensaje “Hello, world!”:

public class HelloWorld {

public static void main(String[] args) {

System.out.println(″Hello, world!″);

}

}

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Creación del programa

  • Para escribir el programa se usa un editor de texto y se guarda en un archivo.

  • El programa se conoce como código fuente (source code) y el archivo es el archivo fuente (source file).

  • La extensión .java se usa para los archivos fuente en Java.

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Creación del programa (cont.)

  • La siguiente ventana muestra el código fuente del programa escrito usando Notepad:

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Creación del programa (cont.)

  • La siguiente ventana muestra el código fuente del programa escrito usando el editor de Eclipse:

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Compilación y ejecución del programa

  • Para poder ejecutar (correr) un programa es necesario traducir el código fuente a lenguaje de máquina.

  • Un compilador es un programa que traduce el código fuente a un código ejecutable en lenguaje de máquina.

  • La extensión .exe se utiliza normalmente para indicar que un archivo es ejecutable, pero no en Java.

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • A diferencia de la mayoría de los compiladores, el compilador de Java traduce las instrucciones a un código intermedio que se conoce como byte code.

  • La extensión.class es usada para identificar el archivo que contiene la versión en byte codedel archivo fuente.

  • Este código intermedio es luego interpretado y ejecutado por otro programa que se conoce como Java Virtual Machine (JVM).

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

Text Editor

Step 1

HelloWorldApp.java

(Source File)

Step 2

Java Complier

HelloWorldApp.class

(Byte Code File)

Java

Virtual Machine

Step 3

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • Existen varias alternativas para compilar y ejecutar un programa en Java:

    • Puede hacerse mediante comandos desde el command prompt del sistema operativo.

    • Puede hacerse desde un ambiente integrado de desarrollo(IDE, Integrated Development Enviroment).

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • En un IDE se integran un editor de texto, compilador, depurador y otras herramientas a las cuales se accede por un conjunto de menús.

  • Los IDE que más se utilizan para Java son Eclipse y NetBeans, los cuales estudiaremos en éste y el próximo curso.

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • Para compilar y ejecutar un programa desde el command prompt es necesario hacer tres cosas:

    • Indicarle al sistema operativo dónde está el compilador y el JVM:

      set path=C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_07\bin

    • Compilar el programa:

      javac HelloWorldApp.java

    • Invocar el JVM para ejecutar el programa:

      java HelloWorldApp

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • La siguiente ventana muestra cómo se compila y ejecuta el programa desde el command prompt:

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • Para compilar y ejecutar un programa desde Eclipse (un IDE), se presiona el botón Run:

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Compilación y ejecución del programa (cont.)

  • La siguiente ventana muestra cómo se compila y ejecuta el programa desde Eclipse:

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Elementos comunes en los lenguajes de programación

  • Los lenguajes de programación, incluyendo Java, incluyen una serie de elementos comunes:

    • Palabras reservadas

    • Identificadores

    • Signos de puntuación

    • Operadores

    • Reglas de Sintaxis

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Usaremos el siguiente programa para identificar estos elementos:

public class PayrollApp {

public static void main(String[] args) {

int hours = 40;

double payRate = 25.0, grossPay;

grossPay = hours * payRate;

System.out.print(″Gross Pay: $″);

System.out.println(grossPay);

}

}

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Las palabras reservadas (keywords) tienen un significado especial en el lenguaje.

    • En el programa aparecen: public, class, static, void, int y double.

  • No pueden ser utilizadas para ninguna otra cosa que no sea para lo que fueron definidas.

  • En Java las palabras reservadas se escriben usando sólo letras minúsculas.

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Los identificadores son palabras que el programador utiliza para nombrar cosas tales como programas, clases, variables y rutinas (métodos), entre otros.

    • En el programa aparecen:

      • PayRollApp, String y System para el programa y otras clases

      • args, hours, payRate, grossPay y out para las variables

      • main y println para los métodos

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • En Java los identificadores que corresponden a las clases comienzan con letra mayúscula.

  • Los identificadores que corresponden a las variables y a los métodos se escriben comenzando con letra minúscula y usando una letra mayúscula al comienzo de cada nueva “palabra”.

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Java es un lenguaje sensitivo a mayúsculas y minúsculas (case sensitive).

  • Esto quiere decir que todos los identificadores tienen que escribirse tal como fueron definidos.

    • Por ejemplo, grossPay y GrossPay serían dos identificadores distintos.

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Los signos de puntuación sirven propósitos específicos, tales como marcar el final de una instrucción o indicar el comienzo y el fin de un conjunto de instrucciones.

    • En Java las instrucciones terminan con punto y coma (‘;’).

    • En Java las cadenas de caracteres (strings) se colocan dentro de comillas dobles (‘″’).

    • En el programa aparecen otros signos de puntuación tales como las llaves (‘{’ y ‘}’), los paréntesis (‘(’ y ‘)’), los corchetes (‘[’ y ‘]’) y el punto (‘.’).

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Los operadores son símbolos o que llevan a alguna operación con datos, también conocidos como operandos.

  • Algunos ejemplos de operadores aritméticos son:

    • + para sumar dos números

    • - para restar dos números

    • * para multiplicar dos números

    • / para dividir dos números

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Algunos operadores pueden utilizarse para varias cosas.

  • Por ejemplo, el operador + puede ser utilizado para:

    • Sumar dos números

    • Indicar que un número es positivo

    • Concatenar (unir) dos cadenas de caracteres

  • A estos operadores se les llama operadores sobrecargados.

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Un operador importante es el =,

    que requiere una variable a la izquierda y una expresión a la derecha:

    grossPay = hours * payRate;

  • Este operador, llamado operador de asignación, evalúa la expresión de la derecha y asigna el resultado a la variable de la izquierda.

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Elementos comunes en los lenguajes de programación (cont.)

  • Las reglas desintaxis indican cómo escribir correctamente los programas.

  • Estas reglas indican cómo se pueden utilizar las palabras reservadas y los operadores y cómo los signos de puntuación deben aparecer.

  • Un programa con errores de sintaxis no puede compilarse ni ejecutarse.

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Elementos fundamentales de un programa en Java

  • Consideremos de nuevo este programa:

public class PayrollApp {

public static void main(String[] args) {

int hours = 40;

double payRate = 25.0, grossPay;

grossPay = hours * payRate;

System.out.print(″Gross Pay: $″);

System.out.println(grossPay);

}

}

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Todo programa en Java debe tener por lo menos una clase.

  • Una clase (class) es un contenedor de rutinas (llamadas métodos en Java).

  • En un archivo fuente se puede tener más de una clase pero sólo una puede tener el atributo public.

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Cuando un archivo fuente en Java contiene una clase pública, el nombre de la clase pública tiene que ser el mismo del archivo.

  • En el ejemplo, la clase pública que representa el programa se llama PayrollApp.

  • Por lo tanto, el archivo fuente se tiene que llamar PayrollApp.java

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • La definición de una clase comienza con un encabezado que contiene la palabra class.

  • Todas las definiciones e instrucciones que pertenecen a una clase están encerrados entre llaves: {}

  • Estas definiciones e instrucciones son conocidas como el cuerpo de la clase (class body).

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • En el programa de ejemplo se definió esta clase:

public class PayrollApp {

cuerpo de la clase PayrollApp

}

41


Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Como se indicó anteriormente, una clase es un contenedor de métodos.

  • Un método (method) es un contenedor de instrucciones que llevan a cabo una tarea.

  • Toda aplicación tiene que tener un método principal de nombre main que es el punto de comienzo de la aplicación.

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • En el programa de ejemplo se definió el método main:

public class PayrollApp {

public static void main(String[] args) {

cuerpo del método main

}

}

  • El método mainsiempre lleva el mismo encabezado.

  • Durante el curso se explicarán los componentes de este encabezado.

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Los métodos también llevan un encabezado y el cuerpo del método (method body) se coloca dentro de llaves.

  • Los métodos contienen enunciados (statements) que son las instrucciones que se le dan a la computadora.

  • Existen dos tipos principales de enunciados:

    • Enunciados de declaración

    • Enunciados ejecutables

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Los enunciados de declaración (declaration statements) permiten indicar el tipo de datos, nombre y, posiblemente, un valor inicial para cada variable.

45


Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Nuestro programa contiene los siguientes enunciados de declaración (resaltados):

public class PayrollApp {

public static void main(String[] args) {

int hours = 40;

double payRate = 25.0, grossPay;

grossPay = hours * payRate;

System.out.print(″Gross Pay: $″);

System.out.println(grossPay);

}

}

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Los enunciados ejecutable (executable statements) permiten que la computadora lleva a cabo instrucciones tales como:

    • Obtener un valor del usuario (input)

    • Asignarle a una variable el resultado de una expresión (process)

    • Mostrar un valor en la pantalla (output)

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Elementos fundamentales de un programa en Java (cont.)

  • Nuestro programa contiene los siguientes enunciados ejecutables (resaltados):

public class PayrollApp {

public static void main(String[] args) {

int hours = 40;

double payRate = 25.0, grossPay;

grossPay = hours * payRate; // Process

System.out.print(″Gross Pay: $″); // Output

System.out.println(grossPay); // Output

}

}

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Los métodos print y println

  • Java provee la clase System que contiene una referencia a la pantalla llamada out.

  • La variable out reconoce los métodos print y println que se utilizan para mostrar valores en la pantalla (una operación de output).

  • La clase System es un contenedor de definiciones y métodos pero no es una aplicación ya que no contiene el método main.

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Los métodos print y println (cont.)

  • Los clase System y los métodos print y println pertenecen a lo que se denomina como la Interfaz de Programación de Aplicaciones (Java API, Application Programming Interface).

  • Un API es una biblioteca (library) que contiene una serie de clases para llevar a cabo ciertas operaciones.

  • Las clases y los métodos en el Java API están disponibles para todos los programas en Java.

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Los métodos print y println (cont.)

  • Para mostrar en la pantalla (out) el mensaje:

    Programming is Fun!

    se puede utilizar el método println de la siguiente manera:

    System.out.println(″Programming is Fun!″);

  • Como el mensaje es una cadena de caracteres, éste debe colocarse entre comillas dobles (‘″’).

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Los métodos print y println (cont.)

  • El método println muestra un valor en la pantalla y mueve el cursor al inicio de la próxima línea.

  • El método print muestra un valor en la pantalla pero no mueve el cursor.

  • Por ejemplo, otra forma de mostrar el mensaje Programming is Fun! es:

    System.out.print(″Programming″);

    System.out.println(″ is Fun!″);

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Los métodos print y println (cont.)

  • El método println es una forma especial del método print.

  • Por ejemplo, el siguiente enunciado

    System.out.println(″Programming is Fun!″);

    es equivalente a

    System.out.print(″Programming is Fun!\n″);

  • El segundo enunciado utiliza la secuencia de escape\n (newline) para indicar que se debe mover el cursor al inicio de la próxima línea.


Los métodos print y println (cont.)

  • Existen varias secuencias de escape (escape sequences) que controlan cómo se muestran los valores en la pantalla pero las veremos cuando las necesitemos.

  • La secuencia \n se puede colocar en cualquier lugar de una cadena de caracteres.

  • Por ejemplo,

    System.out.println(″Programming\n is Fun!″);

    muestra lo siguiente:

    Programming

    is Fun!


Los métodos print y println (cont.)

  • En el programa del ejemplo se calcula el salario de un empleado asumiendo que trabajó 40 horas, a $25 por hora:

    grossPay = hours * payRate;

    System.out.print(″Gross Pay: $″);

    System.out.println(grossPay);

  • El resultado saldrá así en la pantalla:

    Gross Pay: $1000.0

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Los métodos print y println (cont.)

  • Otra forma de mostrar varios valores en una sola línea es usar el operador +, como muestra este ejemplo:

    System.out.println(″Gross Pay: $″ + grossPay);

  • Cuando uno de los valores es un caracter o una cadena de caracteres, al operador + se le llama concatenación.

  • Este operador simplemente une los dos valores.

  • El resultado saldrá así en la pantalla:

    Gross Pay: $1000.0


Cajas de diálogo

  • Otra forma de mostrar mensajes en la pantalla es usando cajas de diálogo.

  • Una caja de diálogo (dialog box) es una ventana que muestra un mensaje o solicita datos.

  • Las principales cajas de diálogo son:

    • Message Dialog – muestra un mensaje

    • Input Dialog – solicita un valor al usuario

    • Confirm Dialog – le hace al usuario una pregunta de tipo Sí/No/Cancelar

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Cajas de diálogo (cont.)

  • A continuación se muestran los tres tipos de cajas de diálogo:

    • Message Dialog:

    • Input Dialog:

    • Confirm Dialog:

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Cajas de diálogo (cont.)

Para mostrar cajas de diálogo se usan los métodos showMessageDialog, showInputDialog y showConfirmDialog.

Estos métodos se definen en la clase JOptionPane.

Como ocurre con la clase System, la clase JOptionPane es un contenedor de definiciones y métodos pero no es una aplicación ya que no contiene el método main.

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Cajas de diálogo (cont.)

  • Para tener acceso a la clase JOptionPane y a sus métodos hay que colocar la siguiente instrucción al inicio del programa:

    import javax.swing.JOptionPane;

  • Este enunciado le indica al compilador de Java dónde se encuentra la clase JOptionPane.

  • La clase JOptionPane es parte del paquete javax.swing.


Cajas de diálogo (cont.)

Los paquetes permiten agrupar clases relacionadas y el paquete javax.swing contiene las clases que permiten crear aplicaciones con interfaces gráficas para los usuarios (GUI, Graphical User Interface).

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Cajas de diálogo (cont.)

  • El método main de todo programa que use cajas de diálogo debe terminar con el siguiente enunciado:

    System.exit(0);

  • Este enunciado permite que el programa termine su ejecución después de cerrar la ventana de diálogo.


El método showMessageDialog

  • El método showMessageDialog permite mostrar un mensaje en una caja de diálogo.

  • Por ejemplo:

    JOptionPane.showMessageDialog(null,

    ″This is a message dialog box.″);

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El método showMessageDialog(cont.)

  • El método showMessageDialog requiere dos argumentos (valores):

    • El primero normalmente es null para que la caja se muestre en el centro de la pantalla

    • El segundo es el mensaje

  • Existen versiones de este método que permiten indicar el título y el ícono que se muestran.

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El método showMessageDialog(cont.)

  • El siguiente programa muestra el mensaje “Hello, World!” usando una caja de diálogo:

import javax.swing.JOptionPane;

public class HelloWorldGUIApp {

public static void main(String[] args) {

JOptionPane.showMessageDialog(null, "Hello, World!");

System.exit(0);

}

}

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Documentación interna

  • El código fuente de todo programa debe estar documentado con comentarios descriptivos y explicativos.

  • Los comentarios son anotaciones que hace el programador para explicar líneas o secciones de código.

  • Son para las personas que van a ver el código ya que el compilador los ignora.

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Documentación interna (cont.)

  • Existen tres formas de hacer comentarios en Java:

    • Comentarios de una sola línea

    • Comentarios de más de una línea

    • Comentarios de documentación

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Documentación interna (cont.)

  • Para escribir un comentario de una sola línea se usan los símbolos //:

    // Esto es un comentario.

  • Para escribir un comentario de varias líneas se comienzan con /* y se finaliza con */:

    /*

    * Esto es un comentario

    * de dos líneas.

    */

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Documentación interna (cont.)

  • El tercer tipo de comentario se conoce en Java como comentario de documentación.

  • Se usan para describir las clases y los métodos.

  • Esta forma de comentario comienza con /** y termina con */

    /**

    * Esto es un comentario de

    * documentación de dos líneas.

    */

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Documentación interna (cont.)

/**

* This program computes the gross pay for an employee

* that works 40 hours at $25 an hour.

* @author Tony Gaddis

* @version 1.0, September 08, 2008

*/

public class PayrollApp {

/**

* The application's entry point.

*/

public static void main(String[] args) {

/*

* Declare the numbers of hours worked during the

* week, the pay rate and the gross pay.

*/

int hours = 40;

double payRate = 25.0, grossPay;

// Compute and display the gross pay.

grossPay = hours * payRate;

System.out.println("Gross Pay: $" + grossPay);

}

}

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Documentación interna (cont.)

  • Como se puede observar en el programa anterior, los comentarios de documentación pueden contener unas etiquetas precedidas por el símbolo @.

    • @author – permite indicar el nombre del autor del programa

    • @version – permite indicar la versión y la fecha del programa

  • Estas etiquetas son procesadas por una herramienta llamada javadoc.

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Documentación externa y javadoc

  • Los comentarios de documentación pueden ser leídos y procesados por javadoc, un programa que viene en el JDK.

  • javadoc puede leer el código fuente (source code) y generar archivos en HTML que documentan el código externamente.

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Documentación externa y javadoc (cont.)

  • Los archivos generados por javadoc pueden ser vistos con un browser como Internet Explorer o Firefox.

  • La herramienta javadoc puede ejecutarse desde el command prompt y desde Eclipse.

  • Desde el command prompt se puede ejecutar javadoc así:

    javadoc PayrollApp.java


Documentación externa y javadoc (cont.)

  • Desde Eclipse, se puede ejecutar javadoc seleccionando Project – Generate Javadoc.

  • El documento generado se almacenará en un folder llamado doc.


Documentación externa y javadoc (cont.)

  • A continuación se muestra la documentación generada:


Documentación externa y javadoc (cont.)

  • Además de la documentación generada por javadoc, cualquier otro manual que escriba el programador y que no forme parte del código fuente constituye la documentación externa del programa.

  • Este tipo de documentación externa incluye los manuales de análisis, diseño y operación del programa.

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