Введення в Java

Теорія

Java - це сучасна мова програмування загального призначення. Термін «загального призначення» вказує на широкий спектр можливостей, які пропонує Java. З Java можливості практично безмежні. Ключовою особливістю мови є незалежність від платформи: це означає, що ту саму програму Java можна запускати на кількох платформах без жодних змін! Цей принцип також відомий як «напиши один раз, запусти будь-де» (або WORA).

Будучи однією з найпопулярніших мов програмування протягом багатьох років, вона заслужила перше місце в індексі TIOBE (індекс популярності мов програмування загального призначення). Ця надійна мова програмування використовується величезною спільнотою розробників програмного забезпечення по всьому світу! Якщо у вас виникла проблема, ви завжди можете запитати інших розробників або знайти необхідну відповідь в Інтернеті.

Ця фундаментальна мова програмування використовується в багатьох сферах, як-от індустрія фінансових послуг, телекомунікації, вбудовані системи, у наших смартфонах Android для запуску мобільних додатків і в багатьох інших сферах. Медичні корпоративні програми використовують Java для зберігання файлів пацієнтів, комп’ютерні ігри, такі як Minecraft, створюються за допомогою Java; інструменти розробки, такі як IntelliJ IDEA та Eclipse, не існували б без Java.

§1. Короткий огляд історії

Спочатку Java була розроблена компанією Sun Microsystems, а зараз належить корпорації Oracle. Мовний проєкт був ініційований у 1991 році Джеймсом Гослінгом та його колегами. Спочатку мова називалася "Oak" (в перекладі "Дуб"). Пізніше проєкт був перейменований як посилання на Java кава. З цієї причини логотипом мови є чашка кави.

Sun Microsystems випустила Java 1.0 у 1996 році. Після цього нові версії випускалися кожні 1–3 роки. Починаючи з Java 9, випущеної у 2017 році, нові версії виходять кожні 6 місяців. Починаючи з Java 11, кожен третій великий випуск позначається як версія LTS, яка отримує щонайменше 8 років підтримки. Це дозволяє організаціям і розробникам використовувати стабільні версії Java, які довгостроково підтримуються, забезпечуючи надійність і безпеку при розробці додатків. Ви можете прочитати більше про її історію та знайти найновішу версію на Вікіпедії. Наразі Hyperskill підтримує Java до 17 версії.

§2. Деякі важливі функції Java

Як ми вже згадували раніше, найважливішою особливістю Java є незалежність від платформи. Це досягається завдяки використанню віртуальної машини Java (JVM). Коли код Java компілюється, він перетворюється на незалежний від платформи байт-код, який виконується JVM. Під час виконання JVM перетворює байт-код у машинний код. Як наслідок, програми Java можуть працювати на будь-якій системі, яка має JVM.

Іншою важливою особливістю є простий і зрозумілий синтаксис. Багато елементів цієї простої мови легко читається та широко використовується в інших мовах програмування, таких як C/C++, C#, JavaScript і Go.

Якщо ви коли-небудь писали програми мовою C/C++, ви знаєте, що керування пам’яттю вручну може призвести до помилок у вихідному коді. На щастя, середовище програмування Java має збірник сміття, який автоматично очищає пам’ять від невикористаного вмісту під час виконання.

Важливо також зазначити, що Java підтримує кілька парадигм програмування; ви дізнаєтеся про них більше в наступних темах. Оскільки це переважно імперативна мова, заснована на об’єктно-орієнтованому програмуванні, майже кожна частина програми є об’єктом. Тому саму програму можна розглядати як набір взаємодіючих об’єктів. Крім того, вона частково підтримує сучасні парадигми програмування, такі як загальне програмування, паралельне програмування, функціональне програмування та деякі інші.

Java є однією з найпопулярніших мов програмування, на ній базується багато великих систем і програм. Деякі добре відомі приклади включають сервери додатків, такі як Apache Tomcat, JBoss і WebLogic. Завдяки своїй надійності та продуктивності Java широко використовується в багатьох великих системах. Її використовували для написання популярних сервісів, таких як Netflix, Uber і Spotify. Amazon використовує Java для розробки своїх вебслужб.

У Java є величезна активна спільнота розробників. Є багато форумів, блогів, чатів і вебсайтів, де можна знайти допомогу, поради та посібники з програмування.

Існує також багато бібліотек і фреймворків на основі Java, наприклад Spring і Hibernate, які значно спрощують розробку програм і розширюють функціональні можливості мови. Завдяки такій великій спільноті розробники Java мають доступ до багатих знань, досвіду та підтримки, що сприяє успішній розробці та підтримці проєктів Java.

Якщо ви новачок у програмуванні, вам може бути важко зараз зрозуміти всі методи, складні функції та ключові поняття Java. Це непогано. У цьому наборі тем ви дізнаєтеся про всі ці ключові поняття. Крім того, Java Docs містить вичерпну онлайн-документацію, яка містить посібники, підручники, специфікації, документацію API, технічну інформацію тощо. Ми будемо посилати вас до нього час від часу під час навчання.

Загалом Java є сучасною та популярною мовою програмування, яку можна успішно використовувати майже в усіх областях.

Ви також можете переглянути Урок на hyperskill.org.

Практичні завдання та відповіді

Подаються завдання та варіанти відповідей. Правильний варіант виділено синім кольором.

№1. Створення програми "Hello, World!"

Привіт! Ця проблема може бути дещо непередбачуваною, але спробуйте її та повідомте нам, як у вас справи!

Запитання: Вам надано зашифровані рядки простої ознайомчої програми на Java, яка, якщо її правильно розташувати, надрукує фразу «Hello, World!». Програма передбачає створення загальнодоступного класу під назвою «HelloWorld», написання основного методу, оголошення змінної String і використання «System.out.println» для друку заданого рядка. Ваше завдання полягає в тому, щоб правильно змінити порядок цих рядків, щоб сформувати функціональну Java програму "Hello, World!".

Перетягуйте лінії або використовуйте стрілки праворуч, щоб змінити порядок. Використовуйте кнопки ліворуч, щоб змінити відступ:

Підказка: не забудьте використовувати правильний відступ!

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args)
        String helloWorld = "Hello, World!";
        System.out.println(helloWorld);
    }
}

Пояснення. Перший рядок оголошує відкритий клас під назвою HelloWorld.

Другий рядок визначає основний метод класу. Основний метод – це місце, де програма починає виконуватися.

Третій рядок оголошує змінну String під назвою helloWorld та ініціалізує її значенням «Hello, World!».

Четвертий рядок виводить на консоль значення змінної helloWorld.

№2. Очищення пам’яті

Питання: Що з наведеного нижче є вірним щодо механізмів очищення пам’яті в Java? Якщо ви забули це, просто перегляньте теорію ще раз і знайдіть відповідь.

Виберіть один варіант зі списку:

• Java має механізм автоматичного очищення пам’яті. ✔
• Java взагалі не має механізмів очищення пам’яті.
• Java передбачає використання ручного очищення пам’яті.

Пояснення. Правильна відповідь: у Java є механізм автоматичного очищення пам’яті.

Java використовує збирач сміття для автоматичного керування пам’яттю. Збирач сміття відстежує всі об’єкти, створені в програмі Java, і звільняє пам’ять, яка більше не використовується. Це означає, що програмістам на Java не потрібно турбуватися про ручне очищення пам’яті.

Java намагається звести до мінімуму керування пам’яттю вручну, щоб уникнути деяких можливих помилок.

Інші два варіанти є неправильними. Java має механізми очищення пам’яті, і це не передбачає очищення пам’яті вручну.

№3. Hello, користувач!

Запитання: Скопіюйте поданий код у текстове поле нижче та введіть своє ім’я замість <NAME> (наприклад, John). Для написання імені використовуйте лише англійські літери. Ваше рішення не повинно містити кутові скобки <>.

class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, <NAME>!");
    }
}

Потім натисніть кнопку Виконати (або кнопку Перевірити, якщо ви використовуєте IDE). Тепер вам не потрібно розуміти, як працює цей код, просто насолоджуйтесь! :)

Напишіть програму на Java 17.

Відповідь: Просто вставте будь-яке ім’я англійськими літерами замість <NAME>.