Γλώσσες Προγραμματισμού Υπολογιστών java

Η γλώσσα προγραμματισμού Java αναπτύχθηκε από τη Sun Microsystems στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Αν και χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές που βασίζονται στο Διαδίκτυο, η Java είναι μια απλή, αποτελεσματική γλώσσα γενικής χρήσης. Η Java σχεδιάστηκε αρχικά για ενσωματωμένες εφαρμογές δικτύου που εκτελούνται σε πολλαπλές πλατφόρμες. Είναι μια φορητή, αντικειμενοστραφή, ερμηνευμένη γλώσσα.

Η Java είναι εξαιρετικά φορητή. Η ίδια εφαρμογή Java θα εκτελείται πανομοιότυπα σε οποιονδήποτε υπολογιστή, ανεξάρτητα από τις δυνατότητες υλικού ή το λειτουργικό σύστημα, αρκεί να διαθέτει διερμηνέα Java. Εκτός από τη φορητότητα, ένα άλλο από τα βασικά πλεονεκτήματα της Java είναι το σύνολο δυνατοτήτων ασφαλείας που προστατεύουν έναν υπολογιστή που εκτελεί ένα πρόγραμμα Java όχι μόνο από προβλήματα που προκαλούνται από λανθασμένο κώδικα αλλά και από κακόβουλα προγράμματα (όπως ιοί). Μπορείτε να εκτελέσετε με ασφάλεια μια μικροεφαρμογή Java που έχετε λάβει από το Διαδίκτυο, επειδή οι δυνατότητες ασφαλείας της Java εμποδίζουν αυτούς τους τύπους μικροεφαρμογών να έχουν πρόσβαση στον σκληρό δίσκο ή τις συνδέσεις δικτύου ενός υπολογιστή. Μια μικροεφαρμογή είναι συνήθως ένα μικρό πρόγραμμα Java που είναι ενσωματωμένο σε μια σελίδα HTML.

Η Java μπορεί να θεωρηθεί τόσο μεταγλωττισμένη όσο και ερμηνευμένη γλώσσα επειδή ο πηγαίος κώδικας της μεταγλωττίζεται πρώτα σε έναν δυαδικό byte-κώδικα. Αυτός ο byte-κώδικας εκτελείται στην Java Virtual Machine (JVM), η οποία είναι συνήθως ένας διερμηνέας που βασίζεται σε λογισμικό. Η χρήση μεταγλωττισμένου byte-code επιτρέπει στον διερμηνέα (την εικονική μηχανή) να είναι μικρός και αποτελεσματικός (και σχεδόν τόσο γρήγορος όσο η CPU που εκτελεί εγγενή, μεταγλωττισμένο κώδικα). Επιπλέον, αυτός ο κωδικός byte δίνει στη Java τη φορητότητά της: θα εκτελείται σε οποιοδήποτε JVM που έχει εφαρμοστεί σωστά, ανεξάρτητα από τη διαμόρφωση του υλικού ή του λογισμικού του υπολογιστή. Τα περισσότερα προγράμματα περιήγησης Ιστού (όπως ο Microsoft Internet Explorer ή το Netscape Communicator) περιέχουν ένα JVM για την εκτέλεση μικροεφαρμογών Java.

Σε σύγκριση με την C++ (άλλη αντικειμενοστραφή γλώσσα), ο κώδικας Java τρέχει λίγο πιο αργά (λόγω του JVM), αλλά είναι πιο φορητός και έχει πολύ καλύτεροχαρακτηριστικά ασφαλείας. Η εικονική μηχανή παρέχει απομόνωση μεταξύ ενός μη αξιόπιστου προγράμματος Java και του υπολογιστή που εκτελεί το λογισμικό. Η σύνταξη της Java είναι παρόμοια με τη C++ αλλά οι γλώσσες είναι αρκετά διαφορετικές. Για παράδειγμα, η Java δεν επιτρέπει στους προγραμματιστές να εφαρμόζουν υπερφόρτωση τελεστών ενώ η C++ το κάνει. Επιπλέον, η Java είναι μια δυναμική γλώσσα όπου μπορείτε να τροποποιήσετε με ασφάλεια ένα πρόγραμμα ενώ εκτελείται, ενώ η C++ δεν το επιτρέπει. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για εφαρμογές δικτύου που δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά χρόνο διακοπής λειτουργίας. Επίσης, όλοι οι βασικοί τύποι δεδομένων Java είναι προκαθορισμένοι και δεν εξαρτώνται από την πλατφόρμα, ενώ ορισμένοι τύποι δεδομένων μπορούν να αλλάξουν με την πλατφόρμα που χρησιμοποιείται σε C ή C++ (όπως ο τύπος int).

Τα προγράμματα Java είναι πιο δομημένα από τα ισοδύναμα C++. Όλες οι συναρτήσεις (ή οι μέθοδοι Java ) και οι εκτελέσιμες εντολές στην Java πρέπει να βρίσκονται μέσα σε μια κλάση, ενώ η C++ επιτρέπει στους ορισμούς συναρτήσεων και τις γραμμές κώδικα να υπάρχουν εκτός κλάσεων (όπως στα προγράμματα τύπου C). Τα καθολικά δεδομένα και οι μέθοδοι δεν μπορούν να βρίσκονται εκτός κλάσης στην Java, ενώ η C++ το επιτρέπει. Αυτοί οι περιορισμοί, αν και κατά καιρούς δυσκίνητοι, βοηθούν στη διατήρηση της ακεραιότητας και της ασφάλειας των προγραμμάτων Java και τα αναγκάζουν να είναι πλήρως αντικειμενοστραφή.

Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό της Java είναι ότι είναι ένα ανοιχτό πρότυπο με δημοσίως διαθέσιμο πηγαίο κώδικα. Η Sun Microsystems ελέγχει τη γλώσσα Java και τα σχετικά προϊόντα της, αλλά η φιλελεύθερη πολιτική αδειών της Sun συνέβαλε στο να υιοθετήσει η κοινότητα του Διαδικτύου την Java ως πρότυπο. Μπορείτε να κατεβάσετε ελεύθερα όλα τα εργαλεία που χρειάζεστε για να αναπτύξετε και να εκτελέσετε μικροεφαρμογές και εφαρμογές Java από τον ιστότοπο Java της Sun.

Εδώ είναι ένα απλό πρόγραμμα Java που υπολογίζει τους μέσους αριθμούς που εισάγονται από το πληκτρολόγιο:

Σε αυτό το παράδειγμα, η κλάση AverageProgram (που είναι το πρόγραμμα) περιέχει μόνο μία μέθοδο (συνάρτηση), main(). Παρατηρήστε ότι μεγάλο μέρος της σύνταξης είναι το ίδιο με το C ή το C++, συμπεριλαμβανομένων των οριοθέτων σχολίων: μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οριοθέτες στυλ C (/* */) ή C++ (//) στην Java. Ακόμη και η εντολή while() λειτουργεί όπως θα έκανε στη C/C++. Η έξοδος στην οθόνη ολοκληρώνεται με τη χρήση System.out.println(), όπου η println() είναι μια καλούμενη μέθοδος του τυπικού αντικειμένου Java System.out. Η Java έχει επίσης ένα αντικείμενο System.in, για ανάγνωση από το πληκτρολόγιο, αλλά πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία για να είναι χρήσιμο. Σε αυτό το παράδειγμα, το ConsoleIn θεωρείται ότι είναι μια προκαθορισμένη κλάση (που χρησιμοποιεί System.in), η οποία περιέχει τη μέθοδο Readlnt() για την ανάγνωση μιας ακέραιας τιμής.

Όπως και με τις άλλες γλώσσες προγραμματισμού που ερευνήσαμε, αυτή ήταν απλώς μια σύντομη άποψη της Java. Για περισσότερες λεπτομέρειες, ανατρέξτε σε ένα από τα κείμενα Java στη βιβλιογραφία ή επισκεφτείτε τον ιστότοπο Java της Sun Microsystems. Στη συνέχεια θα συζητήσουμε τη σύνταξη προγραμμάτων που εκτελούνται με λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows.