Впервые читатель может познакомиться с полной версией этого классического труда, который ранее на русском языке печатался в сокращении. Книга, выдержавшая в оригинале не одно переиздание, за глубокое и поистине философское изложение тонкостей языка Java считается одним из лучших пособий для программистов. Чтобы по-настоящему понять язык Java, необходимо рассматривать его не просто как набор неких команд и операторов, а понять его “философию”, подход к решению задач, в сравнении с таковыми в других языках программирования. На этих страницах автор рассказывает об основных проблемах написания кода: в чем их природа и какой подход использует Java в их разрешении. Поэтому обсуждаемые в каждой главе черты языка неразрывно связаны с тем, как они используются для решения определенных задач.
Четвертое издание
Работая над новым изданием книги, я стремился реализовать в нем все, что узнал с момента выхода последнего издания. Часто эти поучительные уроки позволяли мне исправить какую-нибудь досадную ошибку или просто оживить скучный материал. Нередко в ходе работы над новым изданием у меня появлялись увлекательные новые идеи, а досаду от выявления ошибок затмевала радость открытия и возможность выражения своих идей в более совершенной форме.
Изменения
Компакт-диск, который традиционно прилагался к книге, в этом издании отсутствует. Важная часть этого диска - мультимедийный семинар Thinking in С (созданный для MindView Чаком Алисоном) - теперь доступна в виде загружаемой Flash-презентации. Цель этого семинара - подготовка читателей, незнакомых с синтаксисом С, к пониманию материала книги. Хотя в двух главах книги приведено неплохое вводное описание синтаксиса, для неопытных читателей их может оказаться недостаточно. Семинар Thinking in С поможет таким читателям подняться на необходимый уровень.
Пришлось, например, полностью переписать главу «Параллельное выполнение» (некогда «Многопоточность»), так чтобы материал соответствовал основным нововведениям Java SK5, но при этом в нем были отражены основные концепции многопоточности. Без такого фундамента понять более сложные вопросы многозадачности очень трудно. Я провел много месяцев в потустороннем мире «многопоточности», и материал, приведенный в конце главы, не только закладывает фундамент, но и прокладывает дорогу в более сложные территории.
Практически для каждой новой возможности Java SE5 в книге появилась отдельная глава, а другие новшества были отражены в изменениях существующего материала.
Мое изучение паттернов проектирования также не стояло на месте, поэтому в книге вы найдете описания новых паттернов.
Структура материала также претерпела серьезные изменения. В основном это объяснялось спецификой учебного процесса вместе с пониманием того, что мое представление о «главах» необходимо пересмотреть. Я был склонен бессознательно считать, что тема должна быть «достаточно большой» для выделения в отдельную главу. Но на семинарах (и особенно при описании паттернов проектирования) оказалось, что участники лучше всего воспринимают материал, если после описания одного паттерна мы немедленно выполняли упражнение, даже если теория излагалась недолго (также выяснилось, что такой темп изложения больше подходит мне как учителю). Итак, в этой версии я постарался разбить главы по темам, не обращая внимания на их объем. Думаю, книга от этого стала только лучше.
Я также осознал всю важность тестирования кода. Если каждый раз при сборке и запуске своей системы вы не выполняете встроенных тестов, то у вас нет возможности определить, насколько надежен ваш код. Специально для примеров данной книги была создана инфраструктура модульного тестирования, позволяющая показывать и проверять результаты работы каждой программы. (Инфраструктура написана на Python; вы найдете ее в загружаемом коде книги по адресу www.MindView.net.) Общие вопросы тестирования рассматриваются в приложении по адресу MindView.net/Books/ Betterjapa; на мой взгляд, это основополагающие навыки, которыми должен владеть каждый программист.
Вдобавок я просмотрел все примеры книги и для каждого из них задал себе вопрос: «Почему я написал это так?» Поэтому в большинстве случаев были добавлены некоторые улучшения и исправления, так чтобы в примерах прослеживалась общая тема и они демонстрировали то, что я считаю лучшими практическими приемами написания кода Java (по крайней мере, в материале вводного уровня). Некоторые из уже существовавших примеров были значительно переработаны. Те, которые потеряли свое значение, были удалены, их место заняли новые примеры.
Я получил от читателей очень много прекрасных отзывов о первых трех изданиях книги, и мне это было очень приятно. Однако всегда были и есть жалобы, и по какой-то причине постоянно существует недовольство по поводу того, что «книга очень велика». По-моему, это не очень строгая критика, если «очень много страниц» - ваше единственное замечание. (Оно напомнило мне замечание императора Австрии Моцарту о его композиции: «Очень много нот!» Заметьте, что я никоим образом не сравниваю себя с Моцартом.) Вдобавок, я могу предположить, что подобные замечания исходят от людей, не знакомых еще с «громадностью» самого языка Java и не видевших других книг, посвященных предмету обсуждения. Кроме того, в этом издании я попытался убрать из книги устаревшие части (или по крайней мере те, без которых можно обойтись). Так или иначе, я просмотрел весь материал, удалил все лишнее, включил изменения и улучши;! все, что только мог. Я легко расстался со старыми текстами, поскольку этот материал сохранился на сайте (www.MindView.net) в виде свободно доступных первых трех изданий, а также загружаемых приложений.
Для тех, кто все же не удовлетворен размером книги, я действительно приношу свои извинения. Верите вы или нет, но я очень старался уменьшить ее размер.
Чтобы изменить документ по умолчанию, отредактируйте файл "blank.fb2" вручную.
Предисловие 13
Java SE5 и SE6 14
Благодарности 14
Глава 1. Введение в объекты 17
Развитие абстракции 18
Объект имеет интерфейс 20
Объект предоставляет услуги 22
Скрытая реализация 23
Повторное использование реализации 24
Наследование 25
Взаимозаменяемые объекты и полиморфизм 29
Однокорневая иерархия 33
Контейнеры 33
Параметризованные типы 35
Создание, использование объектов и время их жизни 36
Обработка исключений: борьба с ошибками 38
Параллельное выполнение 38
Java и Интернет 39
Глава 2. Все является объектом 48
Все объекты должны создаваться явно 49
Объекты никогда не приходится удалять 53
Создание новых типов данных 54
Методы, аргументы и возвращаемые значения 56
Создание программы на Java 58
Ключевое слово static 60
Наша первая программа на Java 61
Комментарии и встроенная документация 64
Стиль оформления программ 70
Глава 3. Операторы 71
Простые команды печати 71
Операторы Java 72
Литералы 82
В Java отсутствует sizeof() 92
Резюме 100
Глава 4. Управляющие конструкции 101
Синтаксис foreach 105
break и continue 108
Нехорошая команда goto 109
Резюме 115
Глава 5. Инициализация и завершение 116
Конструктор гарантирует инициализацию 116
Перегрузка методов 118
Очистка: финализация и сборка мусора 130
Инициализация членов класса 137
Инициализация конструктором 140
Инициализация массивов 146
Резюме 151
Глава 6. Управление доступом 152
Пакет как библиотечный модуль 153
Спецификаторы доступа Java 159
Интерфейс и реализация 163
Доступ к классам 164
Резюме 167
Глава 7. Повторное использование классов 169
Синтаксис композиции 170
Синтаксис наследования 172
Делегирование 176
Сочетание композиции и наследования 178
Композиция в сравнении с наследованием 184
Восходящее преобразование типов 186
Ключевое слово final 188
Резюме 197
Глава 8. Полиморфизм 198
Снова о восходящем преобразовании. . . > 199
Особенности 201
Конструкторы и полиморфизм 208
Ковариантность возвращаемых типов 216
Разработка с наследованием 217
Резюме 220
Глава 9. Интерфейсы 221
Абстрактные классы и методы 221
Интерфейсы 224
Отделение интерфейса от реализации 227
Расширение интерфейса через наследование 233
Интерфейсы как средство адаптации 236
Вложенные интерфейсы 239
Интерфейсы и фабрики 242
Резюме 244
Глава 10. Внутренние классы 245
Создание внутренних классов 245
Связь с внешним классом 246
Конструкции.this и.new 248
Внутренние классы и восходящее преобразование 249
Безымянные внутренние классы 253
Внутренние классы: зачем? 261
Наследование от внутренних классов 272
Можно ли переопределить внутренний класс? 272
Локальные внутренние классы 274
Резюме 276
Глава 11. Коллекции объектов 277
Параметризованные и типизованные контейнеры 277
Основные концепции 280
Добавление групп элементов 281
Итераторы 288
Множество 294
Очередь 298
PriorityQueue 299
Collection и Iterator 301
Идиома «метод-адаптер» 306
Резюме 309
Глава 12. Обработка ошибок и исключения 310
Основные исключения 310
Перехват исключений 312
Создание собственных исключений 314
Спецификации исключений 319
Перехват произвольных исключений 320
Стандартные исключения Java 328
Завершение с помощью finally 330
Использование finally с return 334
Ограничения при использовании исключений 336
Конструкторы 339
Идентификация исключений 343
Резюме 351
Глава 13. Информация о типах 352
Необходимость в динамическом определении типов (RTTI) 352
Регистрация фабрик 372
Рефлексия: динамическая информация о классе 376
Динамические посредники 380
Объекты с неопределенным состоянием 384
Интерфейсы и информация о типах 390
Резюме 394
Глава 14. Параметризация 397
Простая параметризация 398
Параметризованные интерфейсы 404
Параметризованные методы 407
Построение сложных моделей 419
Ограничения 437
Метасимволы 440
Резюме 452
Глава 15. Массивы 454
Особенности массивов 454
Массив как объект 456
Возврат массива 458
Многомерные массивы 460
Массивы и параметризация 463
Создание тестовых данных 465
Создание массивов с использованием генераторов 470
Вспомогательный инструментарий Arrays 474
Резюме 482
Глава 16. Система ввода/вывода Java 483
Класс File 484
Ввод и вывод 489
Добавление атрибутов и интерфейсов 491
Классы Reader и Writer 494
RandomAccessFile: сам по себе 497
Типичное использование потоков ввода/вывода 498
Средства чтения и записи файлов 505
Стандартный ввод/вывод 507
Новый ввод/вывод (nio) 510
Сжатие данных 531
Сериализация объектов 536
Предпочтения 553
Резюме 555
Глава 17. Параллельное выполнение 557
Класс Thread 559
Исполнители 561
Совместное использование ресурсов 578
Взаимодействие между потоками 598
Взаимная блокировка 602
Новые библиотечные компоненты 607
CountDownLatch 607
CyclicBarrier 609
PriorityBlockingQueue 614
Семафоры 619
Моделирование 624
Резюме 629
Алфавитный указатель 631
Введение в объекты
Мы препарируем природу, преобразуем ее в концепции и приписываем им смысл так, как мы это делаем во многом, потому что все мы являемся участниками соглашения, которое имеет силу в обществе, связанном речью, и которое закреплено в структуре языка... Мы не можем общаться вовсе, кроме как согласившись с установленными этим соглашением организацией и классификацией данных.
Бенджамин Ли Ворф (1897-1941)
Возникновением компьютерной революции мы обязаны машине. Поэтому наши языки программирования стараются быть ближе к этой машине.
Но в то же время компьютеры не столько механизмы, сколько средства уси¬ления мысли («велосипеды для ума», как любит говорить Стив Джобе), и еще одно средство самовыражения. В результате инструменты программирования все меньше склоняются к машинам и все больше тяготеют к нашим умам, также как и к другим формам выражения человеческих устремлений, как-то: литера¬тура, живопись, скульптура, анимация и кинематограф. Объектно-ориентиро- ванное программирование (ООП) - часть превращения компьютера в средство самовыражения.
Эта глава познакомит вас с основами ООП, включая рассмотрение основ¬ных методов разработки программ. Она, и книга вообще, подразумевает нали¬чие у вас опыта программирования на процедурном языке, не обязательно С. Если вам покажется, что перед прочтением этой книги вам не хватает познаний в программировании и синтаксисе С, воспользуйтесь мультимедийным семина¬ром Thinking in С, который можно загрузить с сайта
В марте прошлого года обратился в филиал крупной международной компании в Самаре (да. наглости и амбиций у меня с детства в избытке). Знал на тот момент html, css, java, javascript (основы), pascal, visualbasic6, запросы mysql, php, общее представление: c++. Джаву я не знал вообще. Предложили работу верстальщика, но я отказался. Только программистом! Тогда дали список:
Брюс Эккель Thinking in Java (русский перевод 2го издания или оригинал 4го - прочел и то и другое)
-Стив Макконел - совершенный код.
-Банда четырех - Дизайн паттернов. (это почти азбука ООП)
-иметь максимально четкое представление разницы j2se и j2ee.
в декабре возникла необходимость работы. устроился в мелкую самарскую web-студию. сразу было ясно, что это мошенники, но нужны были любые работы, которые я смог бы показать будущим работодателям. платить не платили(хоть все уши обещаниями проели), но код к стандартам оформления приводили, а главное научили куда смотреть и что искать при ошибках, какие мелочи легко упустить.
Помимо литературы выше прошел курс intuit (сейчас понимаю, что он смехотворен по своему объему, но в принципе основы там есть)
В конце февраля я повторно выслал резюме и получил приглашение пройти собеседование. Всего собеседований оказалось 6 и длились 1.5 месяца. Два из них прошли по видеосвязи с Москвой. Вся картина напоминала кино "Приходите завтра". Но в конце-концов я получил предложение о работе. Договор был составлен на неполную занятость, т.к. на тот момент диплома у меня не было. В прошлом месяце я диплом получил и договор перезаключили на полный рабочий.
Текущая должность Soft-Engeneer. Оклад более чем устраивает. Вчера в связи с переходом на полный рабочий подняли на 30%.
Даже в той жуликовской конторе спрашивали примеры работ. Я предъявил работы, выполненные мною по фрилансу. Даже работы на других языках всегда значительно лучше отсутствия таковых.
Ps: Диплом синий по ФИЗИКЕ. я полностью самоучка, так что все в ваших руках. только еще английский со школы Free у меня (7 часов в неделю был). хотя американец, который к нам приезжал во время своей кругосветки его плохо знает. я еле половину понял из-за его акцента. но это в моем отделе не так критично. вся документация на английском - выучишь даже если не знал)))))
Отдельное спасибо этому форуму. я учился фактически здесь - ежедневно учил все топики, что попадутся)
Глава 11. Коллекции объектов
Вопросы
1. Что такое интерфейс Collection?
Ответ
Интерфейс Collection - корневой интерфейс, описывающий общую функциональность всех последовательных контейнеров (с. 301).
2. Могут ли контейнеры использоваться для хранения примитивов?
Ответ
Примитивы в качестве элементов контейнера выступать не могут. В контейнер можно поместить только ссылки на объекты. Однако механизм автоупаковки (Autoboxing) автоматически преобразует примитив в объектный тип. Следовательно программист может «забыть» про вышеупомянутое ограничение.
(ответ дан совместно с )
3. Какой метод добавления элементов в контейнер ArrayList является предпочтительным:
Arrays.asList или Collections.addAll и почему?
Ответ
Collections.addAll является предпочтительным в силу его большей производительности (с. 282).
4. Перечислите несколько методов, доступных при работе с ArrayList.
Ответ
«contains(Object o)» – проверить наличия элемента в массиве.
«indexOf(Object o)» – получить индекс элемента.
«subList(index1, index2)» - скопировать часть элементов в новый контейнер.
«containsAll(Object o)» - проверка наличия элементов в контейнере.
5. Что возвращает метод remove(), вызванный для контейнера типа Queue?
Ответ
Метод Queue.remove() не только удаляет головной элемент очереди, но и возвращает его строковое значение.
6. Какие операции производятся быстрее при работе с LinkedList по сравнению с ArrayList?
Ответ
Вставка и удаления элементов из середины списка в случае использования LinkedList осуществляется быстрее (с. 291).
7. Какие типы контейнеров можно реализовывать с помощью LinkedList?
Ответ
Стек, очередь, двустороннюю очередь.
8. Чем семейство контейнеров Set отличается семейства контейнеров List? (спасибо за правку)
Ответ
В семействе контейнеров Set данные могут храниться только в одном экземпляре (с. 294)
9. Произойдет ли исключение при попытке добавить в Set элемент, который уже в нем присутствует?
Ответ
Исключения не произойдет.
10. Чем контейнер PriorityQueue отличается от Queue?
Ответ
Элементы в PriorityQueue можно сортировать по определенным правилам.
11. Для чего используется Comparator в применении к PriorityQueue?
Ответ
Comparator позволяет задавать правила сортировки элементов PriorityQueue.
12. Что означают префиксы «Tree» и «Hash», «LinkedHash», например, для типа контейнера Set (TreeSet, HashSet, LinkedHashSet)
Ответ
Префикс «Tree» означает, что элементы контейнера хранятся в отсортированном порядке
(например, в алфавитном порядке или по возрастанию) Префикс «Hash» означает, что контейнер реализует хэширование для ускорения выборки. Префикс «LinkedHash» означает, что контейнере элементы хранятся в порядке вставки, и при этом обеспечивается быстрый доступ (c. 309)
13. Поддерживает ли контейнер типа «Map» интерфейс Iterable?
14. Работает ли синтаксис foreach для контейнера типа «Map»?
Ответ
Для контейнера типа «Map» синтаксис foreach не работает, потому что им не поддерживается интерфейс iterable
15. В чем заключается основное преимущество использования итератора для доступа к элементам контейнера?
Ответ
Итератор может быть использован для контейнеров различного типа (с. 290).
16. Какие новые возможности предоставляются итератором ListIterator по сравнению с обычным итератором?
Ответ
ListIterator предоставляет последовательный доступ к элементам не только из начала в конец контейнера, но и наоборот (с. 290).
Упражнения
11. 1. Создайте класс Fruit. Класс должен содержать поле int weight, конструктор с инициализацией этого поля и метод printWeight(), печатающий значение weight.
В методе main добавьте несколько объектов Fruit в контейнер List. Вызовите printWeight() для каждого из объектов следующими способами:
А) с помощью метода get();
Б) с помощью итератора.
Ответ
// Fruit.java
public class Fruit {
private int weight = 0;
public Fruit(int weight) {
this.weight = weight;
}
public void printWeight() {
System.out.println("Weight is: " + weight);
}
}
// Apply.java
import java.util.*;
public class Apply {
public static void main(String args) {
List
11.2. Класс Fruit из 11.1 поместите в контейнер map. Пусть в качестве ключа будет указано имя владельца, в качестве значения – объект типа Fruit. Реализуйте перебор каждого объекта Fruit по ключу и вызов метода printWeight() для найденного объекта: с помощью foreach; с помощью iterator.
Ответ
Спасибо за компактный вариант решения с итератором.
класс Fruit - см. задание 11.2
Import java.util.*;
import java.util.Map.Entry;
public class Apply {
public static void main(String args) {
// Используем HashMap, так как сортировка не нужна
Map
11.3. Используя Comparator для PriorityQueue обеспечьте сортировку строковых переменных по размеру.
Ответ
Примечание: пример взят из интернета.
// StringComparator.java
import java.util.Comparator;
public class StringComparator implements Comparator
Перевод упражнений из оригинала книги:
11.4. Создайте новый класс Gerbil с полем int gerbilNumber. Пусть поле инициализируется конструктором. Создайте также метод hop(), который печатает «Gerbil’s number which is hopping is: » и значение переменной gerbilNumber. Разместите объекты Gerbil в контейнер ArrayList. Реализуйте метод get() для прохода по списку с вызовом метода hop() для каждого из этих объектов.
11.5. Модифицируйте SimpleCollection.java так, чтобы использовать метод Set для переменной «с». Модифицируйте innerclasses/Sequence.java таким образом, чтобы туда можно было бы добавлять любое количество элементов.
11.6. Напишите класс Generator, в котором есть список имен героев ваших любимых фильмов (объекты типа String). Пусть каждый объект этого списка возвращается посредством метода next(). При достижении конца созданного списка необходимо вернуться обратно в начало списка.
Используйте класс Generator для заполнения контейнеров типа ArrayList, LinkedList, HashSet, LinkedHashSet, TreeSet. Напишите универсальный метод, который выводил бы содержание каждого из массивов.
11.7. Модифицируйте ListFeatures.java таким образом, чтобы в нем использовались объекты типа Integers вместо объектов типа Pets. Объясните различия в результатах работы, возникшие из-за этой модификации.
11.8. Повторите упражнение 11.7 для ListFeatures.java, но замените Pets на Strings.
11.9. Создайте класс, который генерирует инициализированный массив объектов другого класса. С помощью этого массива заполните контейнер типа List. Создайте еще один контейнер, используя subList() для List. Затем удалите элементы, которые вы извлекли с помощью subList(), из контейнера, из которого вы их извлекали.
11.10. Шутливое упражнение на использование различных контейнеров и их методов (придумано самостоятельно)
Пусть у нас есть список из расходов, изначально состоящий из 3-х элементов: «food», «medicine», «entertainment». Необходимо записать эти элементы в контейнер List, причем порядок их следования не должен измениться.
1) Мы вдруг поняли, что забыли добавить в список расходы на выплату кредитов. Необходимо разместить запись «taxes» между «food» и «medicine» без использования индексов записей напрямую.
2) Жена притащила дополнительный отдельный список расходов с записями: «coat», «restaurant». Делать нечего: прибавить расходы в конец списка (чтобы не обольщалась).
3) Однако, теща притащила нам еще пару пунктиков: «theater», «home decoration» и «medicine». Может быть, какой-то из этих пунктов у Вас уже был. На всякий случай копируем содержание первого контейнера в новый контейнер типа Set и после, не задумываясь, добавляем эти пунктики в конец списка.
4) Не долго думая, мы создали ассоциативный динамический список расходов map
5) Мы резко разбогатели решили увеличить сумму всех затрат на 30%. Напишите метод, который это сделает за вас.
6) Стоп! Довольно с нас «home decoration!» И, пожалуй, на coat уходит слишком много. Занесите эти пункты в новый List и передайте методу, который, считав этот лист, в контейнере Map отыщет соответствующие статьи расходов и уменьшит их на … 80%!
7) Свалим-ка часть расходов на тещу. Причем, сделаем ей сюрприз! Сгенерим два случайных числа, которые будут определять начальный и конечный индексы, все расходы между которыми будут записаны в отдельный список List (который впоследствии будет теще подсунут). Не забудем обновить Map, выкинув из него соответствующие статьи расходов.
8) Напишем метод, который определит, на что уходит самая малая сумма расходов, напечатаем название этих расходов и с гордостью удалим этот элемент из списка.
9) Однако, к нам подвалили дополнительные расходики: «food» и «restaurant», оформленные в виде очередного массива! Проверим, есть ли они в нашем списке эти пункты? И если хотя бы один расход есть, то ни в коем случае не будем их добавлять! Если же ничего этого нет, то (ничего не поделаешь), добавляем сразу оба эти пункта (как я проголодался!).
10) Мы сошли с ума! Прочитаем из списка Map все Integer суммы оставшихся у нас расходов, запишем их в «какой-нибудь» контейнер, который сам их нам рассортирует по возрастанию, потом в ярости перемешаем и удалим с проходом в обратном порядке, неистово применив для этого специальный итератор.