La programmation orientée objets et le langage Java

Transcription

La programmation orientée objets
et le langage Java
Master BBSG 2
Laurent Tichit
Département Informatique et Interactions, Faculté des Sciences de Luminy
Cours 5: Quelques éléments de la
bibliothèque standard
c
L.
Tichit, 2015-2016
POO et Java
1/1
Éléments de la bibliothèque
Types énumérés
Le besoin : manipuler des ensembles finis de données conventionnelles :
{ lundi, mardi, ... dimanche }, { nord, sud, est, ouest }, etc.
c
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Ces données
sont très symboliques
c
L.
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Ces données
sont atomiques (simples, comme des entiers)
c
L.
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Ces données
forment des ensembles finis
c
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Ces données
forment des ensembles disjoints
c
L.
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Ces données
Jusqu’à Java 1.4
public class JourSemaine {
public static final int
}
c
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LUNDI = 0;
MARDI = 1;
MERCREDI = 2;
JEUDI = 3;
VENDREDI = 4;
SAMEDI = 5;
DIMANCHE = 6;
POO et Java
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Ces données
}
c
L.
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A partir de Java 5
LUNDI = 0;
MARDI = 1;
MERCREDI = 2;
JEUDI = 3;
VENDREDI = 4;
SAMEDI = 5;
DIMANCHE = 6;
POO et Java
public enum JourSemaine {
LUNDI, MARDI, MERCREDI, JEUDI,
VENDREDI, SAMEDI, DIMANCHE
}
2/1
}
A partir de Java 5
LUNDI = 0;
MARDI = 1;
MERCREDI = 2;
JEUDI = 3;
VENDREDI = 4;
SAMEDI = 5;
DIMANCHE = 6;
}
Emploi. Dans le premier cas :
int jour;
...
jour = JourSemaine.MERCREDI;
c
L.
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}
A partir de Java 5
LUNDI = 0;
MARDI = 1;
MERCREDI = 2;
JEUDI = 3;
VENDREDI = 4;
SAMEDI = 5;
DIMANCHE = 6;
}
Emploi. Dans le premier cas :
int jour;
...
Dans le second :
JourSemaine jour;
...
c
L.
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Méthodes des types énumérés
String toString() – exemple : JourSemaine.LUNDI.toString() → "LUNDI"
c
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static JourSemaine valueOf(String nom) – réciproque de la précédente :
JourSemaine.valueOf("MARDI") → JourSemaine.MARDI
c
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int ordinal() – rang (dans l’ordre de la déclaration) :
JourSemaine.MERCREDI.ordinal() → 2
c
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static JourSemaine[] values() – tableau contenant toutes les valeurs du type :
JourSemaine.LUNDI ... JourSemaine.DIMANCHE
c
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static JourSemaine[] values() – tableau contenant toutes les valeurs du type :
JourSemaine.LUNDI ... JourSemaine.DIMANCHE
Exemple : trouver le jour suivant un jour donné :
LUNDI, MARDI, MERCREDI, JEUDI, VENDREDI, SAMEDI, DIMANCHE;
public JourSemaine lendemain() {
return values()[(ordinal() + 1) % values().length];
}
}
c
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Collections et dictionnaires
interfaces classes
Collection
c
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collection la plus générale
void add(Object element)
int size()
boolean contains(Object valeur)
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interfaces classes
Collection
List
c
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int size()
une collection qu’on peut voir comme une séquence
void add(int index, Object element)
Object get(int index)
POO et Java
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interfaces classes
Collection
List
ArrayList
c
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int size()
tableau (accès indexé optimisé) qui grandit automatiquement
POO et Java
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interfaces classes
Collection
List
ArrayList
Vector
c
L.
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int size()
Idem. De plus, les Vector sont synchronisés POO et Java
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interfaces classes
Collection
List
ArrayList
Vector
LinkedList
c
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int size()
Idem. De plus, les Vector sont synchronisés liste chaı̂née (optimise les insertions et suppressions internes)
POO et Java
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interfaces classes
Collection
List
ArrayList
Vector
LinkedList
Set
c
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int size()
collection sans répétition (optimise le test d’appartenance)
POO et Java
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interfaces classes
ArrayList
Vector
LinkedList
int size()
HashSet
TreeSet
efficacité maximale
les éléments doivent être ordonnés ; le parcours respecte cet ordre
Collection
List
Set
c
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interfaces classes
ArrayList
Vector
LinkedList
int size()
HashSet
TreeSet
Collection
List
Set
table associative, faite de couples (clé, valeur)
Map
c
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interfaces classes
ArrayList
Vector
LinkedList
int size()
HashSet
TreeSet
Collection
List
Set
Map
HashMap
TreeMap
c
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table associative, faite de couples (clé, valeur)
les clés doivent être ordonnées ; le parcours reflète l’ordre
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Parcours des collections
Pour parcourir une collection on utilise un itérateur :
public interface Iterator {
boolean hasNext();
renvoie true si l’itération n’est pas finie,
à la manière de i < tab.length Object next();
renvoie le prochain élément et fait avancer l’itération,
à la manière de tab[i++] void remove();
supprime l’élément en cours (peu utile, souvent inopérant)
}
c
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Pour parcourir une collection on utilise un itérateur :
public interface Iterator {
boolean hasNext();
renvoie true si l’itération n’est pas finie,
à la manière de i < tab.length Object next();
renvoie le prochain élément et fait avancer l’itération,
à la manière de tab[i++] void remove();
supprime l’élément en cours (peu utile, souvent inopérant)
}
les itérateurs sont créés et initialisés par les collections elles-mêmes :
Iterator iter = uneCollection.iterator();
création d’une itération sur les éléments de uneCollection
c
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Exemple. La méthode cumul additionne les éléments d’une collection de nombres :
double cumul(Collection suiteDeNombres) {
/* Les éléments de suiteDeNombres doivent être des objets Double */
c
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double result = 0;
Iterator iter = suiteDeNombres.iterator();
while (iter.hasNext())
result = result +
iter.next()
;
return result;
}
c
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double result = 0;
result = result + (Double) iter.next()
;
return result;
}
c
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double result = 0;
result = result + ((Double) iter.next()).doubleValue();
return result;
}
c
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double result = 0;
return result;
}
essai de cette méthode :
void test() {
List donnees = new ArrayList();
for (int i = 0; i < 5; i++)
donnees.add(new Double(Math.random()));
System.out.println(cumul(donnees));
...
}
c
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double result = 0;
return result;
}
essai de cette méthode :
void test() {
List donnees = new ArrayList();
for (int i = 0; i < 5; i++)
...
}
affichage obtenu
2.18124
c
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Boucle for
améliorée Si tableau est un tableau de Machin, la boucle
for (int i = 0; i < tableau.length; i++)
exploiter(tableau[i])
c
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Boucle for
peut s’écrire plus simplement
for (Machin e : tableau)
exploiter(e)
c
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Boucle for
exploiter(e)
Si collection est une collection de Machin, la boucle
for (Iterator it = collection.iterator(); it.hasNext(); )
exploiter((Machin)it.next())
c
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Boucle for
exploiter(e)
for (Machin e : collection)
exploiter(e)
c
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Boucle for
exploiter(e)
for (Machin e : collection)
exploiter(e)
Exemple :
...
double[] t = new double[N];
...
double s = 0;
for (double x : t)
s += x;
...
c
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Java 5 : les collections génériques
souvent les collections sont homogènes : leurs éléments ont un type commun
mais, définies en toute généralité, ces éléments sont déclarés Object
public interface List {
void add(int index, Object element);
Object get(int index);
...
}
c
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...
}
apparues en Java 5, les classes génériques sont un mécanisme ajouté au niveau du texte
source pour indiquer au compilateur le type des éléments en question
public interface List<E> {
void add(int index, E element);
E get(int index);
...
}
c
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...
}
E get(int index);
...
}
le code produit n’est pas modifié par l’utilisation de ce mécanisme...
c
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...
}
E get(int index);
...
}
...qui n’est pas obligatoire
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...
}
E get(int index);
...
}
...qui n’est pas obligatoire
si on ne l’utilise à 100% pas le compilateur affiche des avertissements
c
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L’exemple devient :
static double cumul(Collection<Double> suiteDeNombres) {
/* Les éléments de suiteDeNombres sont des objets Double */
double result = 0;
Iterator<Double> iter = suiteDeNombres.iterator();
result = result + ((Double)iter.next()).doubleValue();
result = result + iter.next().doubleValue();
return result;
}
c
L.
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double result = 0;
result = result + ((Double)iter.next()).doubleValue();
return result;
}
appel :
public static void main(String[] args) {
List<Double> donnees = new ArrayList<Double>();
for (int i = 0; i < 5; i++)
...
}
c
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Java 5 : emballage et déballage automatiques
Autre bonne nouvelle : depuis Java 5 l’emballage et le déballage sont automatiques (insérés
par le compilateur là où c’est nécessaire)
c
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exemple : si unObjet est d’un type objet et unInt de type int, il est permis d’écrire
unObjet = unInt;
c
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unObjet = unInt;
cela est automatiquement traduit par le compilateur par
unObjet = new Integer(unInt);
c
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unObjet = unInt;
Réciproquement, il est permis d’écrire
unInt = unObjet;
c
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unObjet = unInt;
unInt = unObjet;
cela est automatiquement traduit par
unInt = unObjet.intValue();
c
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unObjet = unInt;
unInt = unObjet;
cela est automatiquement traduit par
unInt = unObjet.intValue();
contrainte : il faut que unObjet soit de la classe-enveloppe correspondant au type primitif
visé (ici la classe enveloppe est Integer puisque le type primitif est int)
c
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Java 5 : généricité + (emb|déb)allage automatiques
double result = 0;
result = result + iter.next();
return result;
}
c
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Java 5 : généricité + (emb|déb)allage automatiques
double result = 0;
result = result + iter.next();
return result;
}
appel :
ArrayList<Double> donnees = new ArrayList<Double>();
for (int i = 0; i < 5; i++)
donnees.add( new Double(Math.random()) );
donnees.add( Math.random() );
...
}
c
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Avec une boucle for améliorée
Dernier avatar de notre exemple, avec
collection générique,
emballage-déballage automatiques et
boucle for améliorée
ce qui donne :
double result = 0;
for (Double x : suiteDeNombres)
result = result + x;
return result;
}
c
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Table associative
collection de paires (clé, valeur) munie d’un
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accès par les clés optimisé
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Table associative
deux méthodes fondamentales :
Interface Map {
void put(Object cle, Object valeur); // ajout d’une paire
Object get(Object cle); // recherche de la valeur associée à une clé
...
c
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Table associative
Interface Map {
...
ou, depuis Java 5 :
Interface Map<K, V> {
void put(K cle, V valeur); // ajout d’une paire
V get(Object cle); // recherche de la valeur associée à une clé
...
c
L.
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Table associative
Interface Map {
...
ou, depuis Java 5 :
Interface Map<K, V> {
void put(K cle, V valeur); // ajout d’une paire
V get(Object cle); // recherche de la valeur associée à une clé
...
deux implémentations principales :
HashMap : implémentation par une table de hachage ; la plus efficace, mais les
clés n’y sont pas ordonnées
TreeMap : implémentation par un arbre binaire de recherche ; un peu moins efficace
(mais en O(log n) quand-même), les clés y sont ordonnées
c
L.
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Exemple classique
Écriture d’un dictionnaire pour associer des descriptions à des mots.
Deux commandes :
?mot : pour obtenir la description d’un mot
+mot : pour ajouter un mot et sa description (demandée ensuite)
c
L.
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Exemple classique
Deux commandes :
Scanner entree = new Scanner(System.in);
String commande, nom, description;
Map<String, String> repertoire = new HashMap<String, String>();
for (;;) {
System.out.print("commande: ");
commande = entree.nextLine().trim();
char code = commande.charAt(0);
nom = commande.substring(1).trim();
c
L.
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Exemple classique
Deux commandes :
for (;;) {
if (code == ’?’) {
description = (String) repertoire.get(nom);
if (description != null)
System.out.println(nom + " : " + description);
}
c
L.
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Exemple classique
Deux commandes :
for (;;) {
if (code == ’?’) {
description = (String) repertoire.get(nom);
if (description != null)
System.out.println(nom + " : " + description);
} else if (code == ’+’) {
System.out.print("description: ");
description = entree.nextLine();
repertoire.put(nom, description);
}
}
c
L.
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Entrées-sorties
Petit choix de classes usuelles du paquetage java.io :
Identification d’un fichier + gestion externe des fichiers
(rename, copy, delete, contenu des répertoires, etc.)
File
c
L.
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Entrées-sorties
File
InputStream
FileInputStream
DataInputStream
ObjectInputStream
Flot d’octets en entrée...
...provenant d’un fichier
...transformés en données de types primitifs
...transformés en objets
c
L.
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Entrées-sorties
File
InputStream
FileInputStream
DataInputStream
ObjectInputStream
OutputStream
Même chose, en sortie (même genre de sous-classes)
c
L.
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Entrées-sorties
File
InputStream
FileInputStream
DataInputStream
ObjectInputStream
OutputStream
Reader
InputStreamReader
BufferedReader
Flot de caractères en entrée...
...provenant d’un InputStream
...regroupés en lignes
c
L.
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Entrées-sorties
File
InputStream
FileInputStream
DataInputStream
ObjectInputStream
OutputStream
Reader
InputStreamReader
BufferedReader
Flot de caractères en entrée...
...provenant d’un InputStream
...regroupés en lignes
Writer
PrintWriter
Même chose, en sortie
avec mise en forme des données (ex. : System.out)
c
L.
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Les flots, c’est de la plomberie...
application qui effectue
des lectures de lignes
readLine()
lignes de caractères
BufferedReader
caractères
InputStreamReader
octets
FileInputStream
un fichier (la source des octets)
File
c
L.
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Ce qui, dans le code, donne :
readLine()
BufferedReader
caractères
InputStreamReader
File f = new File("mydata.txt");
FileInputStream fis =
new FileInputStream(f);
InputStreamReader isr =
new InputStreamReader(fis);
BufferedReader br =
new BufferedReader(isr);
octets
FileInputStream
File
c
L.
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Ce qui, dans le code, donne :
readLine()
BufferedReader
caractères
InputStreamReader
octets
File f = new File("mydata.txt");
FileInputStream fis =
new FileInputStream(f);
InputStreamReader isr =
new InputStreamReader(fis);
BufferedReader br =
new BufferedReader(isr);
ou, en version compacte :
FileInputStream
File
c
L.
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BufferedReader br =
new BufferedReader(
new InputStreamReader(
new FileInputStream(
new File("mydata.txt"))));
POO et Java
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Exemple : lire des lignes
Lister un fichier par lignes numérotées :
Fichier Listing.java
import java.io.*;
public class Listing {
int n = 0;
readLine()
BufferedReader
br
caractères
r
File f = new File(args[0]);
InputStream is = new FileInputStream(f);
Reader r = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(r);
InputStreamReader
octets
is
FileInputStream
File
f
c
L.
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import java.io.*;
int n = 0;
readLine()
BufferedReader
br
caractères
r
InputStreamReader
octets
is
FileInputStream
String ligne = br.readLine();
while (ligne != null) {
System.out.printf((++n) + " " + ligne);
ligne = br.readLine();
}
is.close();
File
f
c
L.
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POO et Java
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import java.io.*;
readLine()
BufferedReader
br
caractères
r
int n = 0;
try {
System.out.printf((++n) + " " + ligne);
}
InputStreamReader
octets
is
FileInputStream
is.close();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.err.println("emploi: java Listing <fichier>");
} catch (FileNotFoundException e) {
System.err.println("fichier inconnu: " + args[0]);
} catch (IOException e) {
System.err.println("erreur après " + n + " lignes");
}
File
f
}
}
c
L.
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POO et Java
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Une autre manière de désigner le fichier (au lieu de File f = new File(args[0]) ) :
int n = 0;
try {
JFileChooser dial = new JFileChooser();
personnalisation de dial
int res = dial.showOpenDialog(null);
if (res != JFileChooser.APPROVE OPTION)
return;
File f = dial.getSelectedFile();
c
L.
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POO et Java
19 / 1
Une autre manière de désigner le fichier (au lieu de File f = new File(args[0]) ) :
int n = 0;
try {
JFileChooser dial = new JFileChooser();
personnalisation de dial
int res = dial.showOpenDialog(null);
if (res != JFileChooser.APPROVE OPTION)
return;
File f = dial.getSelectedFile();
System.out.println((++n) + " " + ligne);
}
is.close();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.err.println("emploi: java Listing <fichier>");
} catch (FileNotFoundException e) { /* cette exception ne sera pas lancée */
System.err.println("fichier inconnu");
System.err.println("erreur après " + n + " lignes");
}
}
}
c
L.
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Exemple : lire des unites lexicales
Exemple : lecture d’un fichier de texte formé de couples
nom , nombre comme
... poids 1800.0 vitesse 145 largeur 1.40 longueur 3.25 ...
écrivons une méthode
Map lireInfos(File fichier);
qui lit ces couples et en fait une table associative
clé
poids
vitesse
largeur
longueur
...
c
L.
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valeur
1800.0
145
1.40
3.25
...
POO et Java
20 / 1
Exemple : lecture de couples
nom, valeur et rangement dans une table associative :
Extrait de code
...
Map lireInfos(File fichier) throws IOException {
HashMap result = new HashMap();
c
L.
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Extrait de code
...
InputStream is = new FileInputStream(fichier);
StreamTokenizer tokenizer = new StreamTokenizer(r);
/* personnalisation éventuelle de tokenizer (quels sont les caractères blancs , etc.) */
c
L.
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POO et Java
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Extrait de code
...
for (;;) {
int unite = tokenizer.nextToken();
if (unite == StreamTokenizer.TT EOF)
break;
c
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Extrait de code
...
for (;;) {
break;
if (unite != StreamTokenizer.TT WORD)
throw new IOException("mot attendu");
String cle = tokenizer.sval;
c
L.
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Extrait de code
...
for (;;) {
break;
unite = tokenizer.nextToken();
if (unite != StreamTokenizer.TT NUMBER)
throw new IOException("nombre attendu");
double valeur = tokenizer.nval;
c
L.
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POO et Java
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Extrait de code
...
for (;;) {
break;
unite = tokenizer.nextToken();
if (unite != StreamTokenizer.TT NUMBER)
throw new IOException("nombre attendu");
double valeur = tokenizer.nval;
result.put(cle, new Double(valeur));
}
return result;
}
...
c
L.
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Autre exemple : mise en forme de données
Afficher un listing avec des colonnes bien alignées
Fichier Article.java
public class Article {
int ref;
String denom;
double prix;
public Article(int r, String d, double p) {
ref = r; denom = d; prix = p;
}
}
c
L.
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Autre exemple : mise en forme de données
Afficher un listing avec des colonnes bien alignées
Fichier Article.java
public class Article {
int ref;
String denom;
double prix;
public Article(int r, String d, double p) {
ref = r; denom = d; prix = p;
}
}
Fichier TestFormat.java
public class TestFormat {
Article[] maListe = {
new Article(75, "Savon à barbe", 2.40),
new Article(24085, "Gillette 6 lames x 5", 18),
new Article(125, "Javel 1L", 0.85),
};
imprimer(maListe);
}
static void imprimer(Article[] liste) {
c’est ici qu’il faut réfléchir...
}
}
c
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Exemple : mise en forme de données
Première version
import java.text.*;
...
NumberFormat fd = new DecimalFormat("#,##0.00");
for (int i = 0; i < liste.length; i++)
System.out.println(liste[i].ref + " | " +
liste[i].denom + " | " +
fd.format(liste[i].prix));
}
...
}
c
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Première version
import java.text.*;
...
NumberFormat fd = new DecimalFormat("#,##0.00");
System.out.println(liste[i].ref + " | " +
liste[i].denom + " | " +
fd.format(liste[i].prix));
}
...
}
Résultat obtenu (pas terrible !) :
75 | Savon à barbe | 2,40
24085 | Gillette 6 lames x 5 | 18,00
125 | Javel 1L | 0,85
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Meilleure version (Java 5)
...
System.out.printf("%8d | %-30s | %8.2f%n",
liste[i].ref, liste[i].denom, liste[i].prix);
}
...
}
c
L.
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Meilleure version (Java 5)
...
System.out.printf("%8d | %-30s | %8.2f%n",
liste[i].ref, liste[i].denom, liste[i].prix);
}
...
}
Résultat obtenu :
75 | Savon à barbe
24085 | Gillette 6 lames x 5
125 | Javel 1L
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|
|
|
2,40
18,00
0,85
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Expressions régulières
expressions régulières en Java : paquetage java.util.regex
c
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deux classes :
Pattern : représentation compilée d’une expression régulière
Matcher : variables et méthodes pour faire travailler une expression
régulière sur un texte donné
c
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deux classes :
exemple : extraire les liens d’une page html, représentés par des balises :
<a href="http://www.luminy.univ-mrs.fr" ... >
c
L.
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deux classes :
l’expression régulière correspondante est :
<a[ \t\n]+href="[^"]+"
plusieurs caractères autres que " ...
un ou plusieurs
blancs
c
L.
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... encadrés par "
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deux classes :
l’expression régulière correspondante est :
<a[ \t\n]+href="[^"]+"
plusieurs caractères autres que " ...
un ou plusieurs
blancs
... encadrés par "
soit, sous forme de chaı̂ne de caractères Java :
"<a[ \\t\\n]+href=\"[^\"]+\""
c
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Expressions régulières, exemple
Version de base :
Fichier TestExpressionsRegulieres.java
public class TestExpressionsRegulieres {
String texte = null;
/* Obtention du texte à analyser */
try {
File fic = new File(args[0]);
char[] tmp =
new char[(int) fic.length()];
Reader lecteur =
new FileReader(fic);
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
texte = new String(tmp);
e.printStackTrace();
return;
}
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Version de base :
/* L’expression régulière */
String expReg =
"<a[ \\t\\n]+href=\"[^\"]+\"";
Pattern motif =
Pattern.compile(expReg);
try {
char[] tmp =
Reader lecteur =
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
return;
}
c
L.
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Version de base :
String expReg =
"<a[ \\t\\n]+href=\"[^\"]+\"";
Pattern motif =
try {
char[] tmp =
Reader lecteur =
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
return;
}
c
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/* Analyse */
Matcher recon = motif.matcher(texte);
int position = 0;
while (recon.find(position)) {
String s = texte.substring(
recon.start(), recon.end());
System.out.println(s);
position = recon.end();
}
}
}
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Version de base :
String expReg =
"<a[ \\t\\n]+href=\"[^\"]+\"";
Pattern motif =
try {
char[] tmp =
Reader lecteur =
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
return;
}
/* Analyse */
int position = 0;
recon.start(), recon.end());
}
}
}
Affichage obtenu
<a href="http://www.pagesjaunes.fr/pb.cgi?"
<a href="http://annuaire.univ-mrs.fr/"
<a href="http://localhost:805/"
<a href="http://www.lemonde.fr/"
etc.
c
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POO et Java
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Amélioration :
String expReg =
"<a[ \\t\\n]+href=\"([^\"]+)\"";
Pattern motif =
try {
char[] tmp =
Reader lecteur =
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
return;
}
c
L.
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/* Analyse */
int position = 0;
recon.start(1), recon.end(1));
}
}
}
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Amélioration :
String expReg =
"<a[ \\t\\n]+href=\"([^\"]+)\"";
Pattern motif =
try {
char[] tmp =
Reader lecteur =
lecteur.read(tmp);
lecteur.close();
return;
}
/* Analyse */
int position = 0;
recon.start(1), recon.end(1));
}
}
}
Affichage obtenu
http://www.pagesjaunes.fr/pb.cgi?
http://annuaire.univ-mrs.fr/
http://localhost:805/
http://www.lemonde.fr/
etc.
c
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La programmation orientée objets et le langage Java

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