Часть 1. Java

Тем: 14

Тема 1. Введение

Содержание

  1. Структура курса
    1. Лекции
    2. Домашние задания
    3. Дифференцированный зачет
  2. Hello world
    1. Класс HelloWorld
    2. Метод класса main
    3. Минимальная версия
    4. Передача имени пользователя в командной строке
    5. Обработка нескольких имен пользователей
    6. Cоглашения об именовании
  3. Основные концепции Java
    1. Компилятор Java (javac)
    2. Байт-код и виртуальная машина Java (java)
    3. Java Runtime Environment
    4. JIT-компиляция
    5. Сборка мусора
    6. Редакции Java-платформы
      1. Micro Edition
      2. Standard Edition
      3. Enterprise Edition
    7. Cоглашения об именовании

Домашнее задание 1. Запусти меня!

Запусти меня!

Тесты к домашним заданиям

  1. Установите JDK 11+
  2. Скопируйте один из вариантов HelloWorld, рассмотренных на лекции.
  3. Откомпилируйте HelloWorld.java и получите HelloWorld.class.
  4. Запустите HelloWorld и проверьте его работоспособность.
  5. Создайте скрипт, компилирующий и запускающий HelloWorld из командной строки.

Домашнее задание 2. Сумма чисел

Сумма чисел
  1. Разработайте класс Sum, который при запуске из командной строки будет складывать переданные в качестве аргументов целые числа и выводить их сумму на консоль.
  2. Примеры запуска программы:
    java Sum 1 2 3
    Результат: 6
    java Sum 1 2 -3
    Результат: 0
    java Sum "1 2 3"
    Результат: 6
    java Sum "1 2" " 3"
    Результат: 6
    java Sum " "
    Результат: 0
    Аргументы могут содержать:
  3. При выполнении задания можно считать, что для представления входных данных и промежуточных результатов достаточен тип int.
  4. Перед выполнением задания ознакомьтесь с документацией к классам String и Integer.
  5. Для отладочного вывода используйте System.err, тогда он будет игнорироваться проверяющей программой.

Слайды

HTML

Примеры

zip

Экзаменационные вопросы

  1. Редакции платформы Java. Версии платформы и языка Java. JDK и JRE.

Практические навыки

  1. Компиляция и запуск программ на Java.
  2. Реализация простых программ на Java.

Тема 2. Массивы и ссылки

Содержание

  1. Одномерные массивы
    1. Объявление
    2. Создание
    3. Длина массива
    4. Инициализаторы
    5. Инициализация по-умолчанию
    6. Итерация
  2. Многомерные массивы
    1. Объявление
    2. Полное и частичное создание
    3. Непрямоугольные массивы
  3. Ссылки на массивы
    1. Ссылки на массивы
    2. Передача ссылок
    3. Возврат ссылок
    4. Ссылки как значения
    5. Изменения значений по ссылке
  4. Классы
    1. Полные имена классов
    2. Импорт классов
    3. Создание объектов
    4. Сборка мусора и уничтожение объектов

Домашнее задание 3. Реверс

Реверс
  1. Разработайте класс Reverse, читающий числа из стандартного ввода, и выводящий их на стандартный вывод в обратном порядке.
  2. В каждой строке входа содержится некоторое количество целых чисел (может быть 0). Числа разделены пробелами. Каждое число помещается в тип int.
  3. Порядок строк в выходе должен быть обратным по сравнению с порядком строк во входе. Порядок чисел в каждой строке также должен быть обратным к порядку чисел во входе.
  4. Вход содержит не более 106 чисел и строк.
  5. Для чтения чисел используйте класс Scanner.
  6. Примеры работы программы:
    ВводВывод
    1 2
    3
    
    3
    2 1
    
    3
    2 1
    
    1 2
    3
    
    1
    
    2 -3
    
    -3 2
    
    1
    
    1     2
    3     4
    
    4 3
    2 1
    

Слайды

HTML

Примеры

zip

Экзаменационные вопросы

  1. Одномерные массивы
  2. Многомерные массивы
  3. Ссылки и работа с ними

Практические навыки

  1. Умение работать с массивами

Тема 3. Ввод-вывод и исключения

Содержание

  1. Scanner
    1. Источники данных
      1. Строка
      2. Стандартный ввод
      3. Файлы
    2. Получение данных
      1. Строки
      2. Числа
    3. Scanner и Locale
  2. Исключения
    1. try-catch
    2. Проверяемые исключения, throws
    3. Обработка исключений
      1. Несколько catch-блоков
      2. Сообщения об ошибках
      3. Стек исполнения
  3. Ресурсы
    1. Закрытие и утечка ресурсов
    2. try-catch-finally
    3. Блок использования ресурса
    4. Использование нескольких ресурсов одновременно
  4. Кодировки
    1. Кодировка по-умолчанию
    2. Явное указание кодировки
  5. Readers
    1. Reader
    2. FileReader
    3. BufferedReader
    4. InputStreamReader
    5. InputStream
  6. Writers
    1. Writer
    2. FileWriter
    3. BufferedWriter
    4. OutputStreamWriter
    5. OutputStream
    6. PrintWriter

Домашнее задание 4. Статистика слов

Статистика слов
  1. Разработайте класс WordStatInput, подсчитывающий статистику встречаемости слов во входном файле.
  2. Словом называется непрерывная последовательность букв, апострофов (') и дефисов (Unicode category Punctuation, Dash). Для подсчета статистики слова приводятся к нижнему регистру.
  3. Выходной файл должен содержать все различные слова, встречающиеся во входном файле, в порядке их появления. Для каждого слова должна быть выведена одна строка, содержащая слово и число его вхождений во входном файле.
  4. Имена входного и выходного файла задаются в качестве аргументов командной строки. Кодировка файлов: UTF-8.
  5. Примеры работы программы:
    Входной файлВыходной файл
    To be, or not to be, that is the question:
    
    to 2
    be 2
    or 1
    not 1
    that 1
    is 1
    the 1
    question 1
    
    Monday's child is fair of face.
    Tuesday's child is full of grace.
    
    monday's 1
    child 2
    is 2
    fair 1
    of 2
    face 1
    tuesday's 1
    full 1
    grace 1
    
    Шалтай-Болтай
    Сидел на стене.
    Шалтай-Болтай
    Свалился во сне.
    
    шалтай-болтай 2
    сидел 1
    на 1
    стене 1
    свалился 1
    во 1
    сне 1
    

Примеры

zip

Практические навыки

  1. Обработка исключений
  2. Управление ресурсами
  3. Чтение текстовых файлов
  4. Запись текстовых файлов

Библиография

  1.  Java Tutorial. Basic IO
  2. Шилдт Г. Java 9. Полное руководство (главы 10 и 20)
  3. Шилдт Г. Java 9. Руководство для начинающих (главы 9 и 10)
  4. Эккель Б. Философия Java (4 издание) (главы 12 и 18)

Тема 4. Классы и объекты

Содержание

  1. Неизменяемые объекты
    1. Определение
    2. Конструкторы
    3. Методы
    4. Статические методы
  2. Изменяемые объекты
    1. Определение
    2. Инкапсуляция

Домашнее задание 5. Свой сканер

Свой сканер
  1. Реализуйте свой аналог класса Scanner на основе Reader.
  2. Примените разработанный Scanner для решения задания «Реверс».
  3. Примените разработанный Scanner для решения задания «Статистика слов».
  4. Нужно использовать блочное чтение. Код, управляющий чтением должен быть общим.
  5. Сложный вариант. Код, выделяющий числа и слова должен быть общим.
  6. Обратите внимание на:
    • Обработку ошибок.
    • На слова/числа, пересекающие границы блоков, особенно — больше одного раза.

Примеры

zip

Экзаменационные вопросы

  1. Объекты-значения и объекты-сущности
  2. Поля, конструкторы, методы

Практические навыки

  1. Умение реализовывать простые неизменяемые объекты
  2. Умение реализовывать простые изменяемые объекты

Тема 5. Коллекции

Содержание

  1. Общие понятия
    1. Интерфейсы
    2. Параметры типов
    3. Равенство и equals()
    4. Хеширование и hashCode()
  2. Списки
    1. Класс ArrayList
    2. Класс LinkedList
    3. Интерфейс List
    4. Arrays.asList
    5. Добавление и удаление элементов
    6. Индексированный доступ
    7. Итерация
  3. Множества
    1. Класс (Linked)HashSet
    2. Интерфейс Set
    3. Добавление и удаление элементов
    4. Итерация
  4. Коллекции
  5. Отображения
    1. Класс (Linked)HashMap
    2. Класс TreeMap
    3. Интерфейс Map
    4. Отображения как ассоциативные массивы
  6. Упорядоченные коллекции
    1. Сравнение и compareTo(..)
    2. Компараторы
    3. Класс TreeSet и интерфейс NavigableSet
    4. Класс TreeMap и интерфейс NavigableMap

Домашнее задание 6. Статистика слов++

Статистика слов++
  1. Разработайте класс Wspp, который будет подсчитывать статистику встречаемости слов во входном файле.
  2. Словом называется непрерывная последовательность букв, апострофов и тире (Unicode category Punctuation, Dash). Для подсчета статистики, слова приводятся к нижнему регистру.
  3. Выходной файл должен содержать все различные слова, встречающиеся во входном файле, в порядке их появления. Для каждого слова должна быть выведена одна строка, содержащая слово, число его вхождений во входной файл и номера вхождений этого слова среди всех слов во входном файле.
  4. Имена входного и выходного файла задаются в качестве аргументов командной строки. Кодировка файлов: UTF-8.
  5. Программа должна работать за линейное от размера входного файла время.
  6. Для реализации программы используйте Collections Framework.
  7. Сложный вариант. Реализуйте и примените класс IntList, компактно хранящий список целых чисел.
  8. Примеры работы программы:
    Входной файлВыходной файл
        To be, or not to be, that is the question:
    
        to 2 1 5
        be 2 2 6
        or 1 3
        not 1 4
        that 1 7
        is 1 8
        the 1 9
        question 1 10
    
        Monday's child is fair of face.
        Tuesday's child is full of grace.
    
        monday's 1 1
        child 2 2 8
        is 2 3 9
        fair 1 4
        of 2 5 11
        face 1 6
        tuesday's 1 7
        full 1 10
        grace 1 12
    
        Шалтай-Болтай
        Сидел на стене.
        Шалтай-Болтай
        Свалился во сне.
    
        шалтай-болтай 2 1 5
        сидел 1 2
        на 1 3
        стене 1 4
        свалился 1 6
        во 1 7
        сне 1 8
    

Слайды

HTML

Примеры

zip

Практические навыки

  1. Базовые навыки в использовании стандартных коллекций

Тема 6. Наследование

Содержание

  1. Интерфейсы
    1. Определение
    2. Применение
    3. Реализация
  2. Наследование
    1. Синтаксис
    2. Применение
    3. Модификатор protected
  3. Пакеты
    1. Синтаксис
    2. Применение

Домашнее задание 7. Разметка

Разметка
  1. Разработайте набор классов для текстовой разметки.
  2. Класс Paragraph может содержать произвольное число других элементов разметки и текстовых элементов.
  3. Класс Text – текстовый элемент.
  4. Классы разметки Emphasis, Strong, Strikeout – выделение, сильное выделение и зачеркивание. Элементы разметки могут содержать произвольное число других элементов разметки и текстовых элементов.
  5. Все классы должны реализовывать метод toMarkdown(StringBuilder), который должен генерировать Markdown-разметку по следующим правилам:
    1. текстовые элементы выводятся как есть;
    2. выделенный текст окружается символами '*';
    3. сильно выделенный текст окружается символами '__';
    4. зачеркнутый текст окружается символами '~'.
  6. Следующий код должен успешно компилироваться:
        Paragraph paragraph = new Paragraph(List.of(
            new Strong(List.of(
                new Text("1"),
                new Strikeout(List.of(
                    new Text("2"),
                    new Emphasis(List.of(
                        new Text("3"),
                        new Text("4")
                    )),
                    new Text("5")
                )),
                new Text("6")
            ))
        ));
    
    Вызов paragraph.toMarkdown(new StringBuilder()) должен заполнять переданный StringBuilder следующим содержимым:
        __1~2*34*5~6__
    
  7. Разработанные классы должны находиться в пакете markup.

Примеры

zip

Практические навыки

  1. Базовые понимание интерфейсов, наследования и связанных концепций

Тема 7. Синтаксис Java

Содержание

  1. Типы данных
    1. Примитивные типы данных
      1. Целочисленные типы
      2. Символьный тип
      3. Числа с плавающей точкой
      4. Обертки примитивных типов
    2. Ссылочные типы
      1. Массивы
        1. Объявления
        2. Литералы
        3. Как объекты
        4. Ковариантность
        5. Reification
      2. Объекты
        1. Класс String
        2. Метод toString
        3. Класс StringBuilder
  2. Операции
    1. Приоритеты
    2. Ассоциативность
  3. Операторы
    1. Простые
    2. Ветвления
    3. Циклы
    4. Переходы
  4. Структура исходного кода
    1. Заголовок
    2. Классы
    3. Интерфейсы
    4. Поля
    5. Конструкторы
    6. Методы
    7. Инициализаторы

Слайды

HTML

Экзаменационные вопросы

  1. Типы данных
  2. Операции
  3. Операторы
  4. Структура исходного кода

Практические навыки

  1. Реализация программ на Java с применением интерфейсов и абстрактных базовых классов

Тема 8. Пример: крестики-нолики

Содержание

  1. Игрок
    1. Интерфейс
    2. Случайный
    3. Последовательный
    4. Живой
  2. Доска
    1. Интерфейс игрока
    2. Интерфейс игры
    3. Реализация
  3. Игра
    1. Игроки и ходы
    2. Результаты
    3. Реализация

Примеры

zip

Экзаменационные вопросы

  1. Пример гибкого дизайна на основе ООП

Практические навыки

  1. Умение модифицировать существующие ОО-приложения

Тема 9. Особенности ООП

Содержание

  1. SOLID
    1. SRP: Принцип единственной ответственности
    2. OCP: Принцип открытости/закрытости
    3. LSP: Принцип подстановки Лисков
    4. ISP: Принцип разделения интерфейса
    5. DIP: Принцип инверсии зависимостей
  2. Квадрат и прямоугольник
    1. Постановка задачи
    2. Источник проблем
    3. Возможные решения
      1. Отказ от изменений
        1. Возврат нового значения
        2. Возврат флага
        3. Исключения
      2. Отказ от наследования
        1. Полный
        2. Выделение общего базового класса
      3. Дополнительные действия
      4. Выделение модифицируемых сущностей
      5. Отказ от квадратов
  3. Равенство
    1. Свойства равенства
    2. Метод equals
    3. Метод hashCode

Экзаменационные вопросы

  1. Принципы SOLID
  2. Проблема квадрата и прямоугольника
  3. Равенство объектов

Практические навыки

  1. Умение определять необходимость наследования
  2. Умение реализовывать корректное сравнение объектов на равенство

Тема 10. Разбор текста

Содержание

  1. База
    1. Источники
    2. test и expect
    3. Генерация ошибок
    4. Тестирование
  2. Метод рекурсивного спуска
    1. Разбор вариантов
    2. Рекурсия
  3. JSON
    1. Строки
    2. Числа
    3. Массивы
    4. Объекты

Примеры

zip

Тема 11. Обработка ошибок и исключения

Содержание

  1. Методы обработки ошибок
    1. Не обрабатывать
    2. Коды возврата
    3. Установка флага ошибки
    4. Метод обработки ошибки
    5. Завершение программы
  2. Исключения
    1. Пример исключения
    2. Классификация исключений
      1. Проверяемые исключения
      2. Непроверяемые исключения
      3. Ошибки
    3. try-catch-finally
  3. Применение исключений
    1. Управление ресурсами
    2. Управление на исключениях
    3. Игнорирование исключений
  4. Разработка исключений
    1. Проверяемое или не проверяемое?
    2. Техника обертывания
  5. Исключения в Java 7+
    1. Try с ресурсами
    2. Обработка нескольких исключений одновременно
  6. Гарантии безопасности
    1. Отсутствие гарантий
    2. Отсутствие утечек
    3. Слабые гарантии
    4. Сильные гарантии
    5. Гарантия отсутствия исключений

Слайды

HTML

Тема 12. Перечисления

Содержание

  1. Классы перечислений
  2. Операции с перечислениями
  3. Коллекции для перечислений

Слайды

HTML

Тема 13. Новые возможности Java 5+

Содержание

  1. Autoboxing
    1. Примитивные типы и обертки
    2. Особенности autoboxing
  2. Расширенный цикл for
    1. Синтаксис
    2. Интерфейс Iterable
  3. Varargs и format
    1. Методы с переменным числом параметров
    2. Форматированный вывод
  4. Static Import

Слайды

HTML

Тема 14. Система контроля версий Git

Содержание

  1. Введение в системы контроля версии
  2. Git Workflow
    1. clone
    2. add / remove
    3. commit
    4. pull
    5. merge
    6. push
  3. Ветки
    1. Feature branch branch
    2. Release branch
    3. Ветки в git

Библиография

  1.  Git SCM
  2.  Pro Git
  3.  Git Workflow