1. Les bases du langage Java

Les bases 7
1. Les bases du langage Java
1.1 Introduction
Nous traitons Java d'abord comme un langage de programmation classique. Nous aborderons les objets ultérieurement.
Dans un programme on trouve deux choses
- des données
- les instructions qui les manipulent
On s'efforce généralement de séparer les données des instructions :
+--------------------+
¦ DONNEES ¦
+--------------------¦
¦ ¦
¦ INSTRUCTIONS ¦
¦ ¦
+--------------------+
1.2 Les données de Java
Java utilise les types de données suivants:
• les nombres entiers
• les nombres réels
• les caractères et chaînes de caractères
• les booléens
• les objets
1.2.1 Les types de données prédéfinis
Type Codage Domaine
char 2 octets caractère Unicode
int 4 octets [-231, 231-1]
long 8 octets [-263, 263 -1]
byte 1 octet [-27 , 27 -1]
short 2 octets [-215, 215-1]
float 4 octets [3.4 10-38, 3.4 10+38] en valeur absolue
double 8 octets [1.7 10-308 , 1.7 10+308] en valeur absolue
boolean 1 bit true, false
String référence d'objet chaîne de caractères
Date référence d'objet date
Character référence d'objet char
Integer référence d'objet int
Long référence d'objet long
Byte référence d'objet byte
Float référence d'objet float
Double référence d'objet double
Boolean référence d'objet boolean
1.2.2 Notation des données littérales
Les bases 8
entier 145, -7, 0xFF (hexadécimal)
réel double 134.789, -45E-18 (-45 10-18)
réel float 134.789F, -45E-18F (-45 10-18)
caractère 'A', 'b'
chaîne de caractères "aujourd'hui"
booléen true, false
date new Date(13,10,1954) (jour, mois, an)
1.2.3 Déclaration des données
1.2.3.1 Rôle des déclarations
Un programme manipule des données caractérisées par un nom et un type. Ces données sont stockées en mémoire. Au moment de
la traduction du programme, le compilateur affecte à chaque donnée un emplacement en mémoire caractérisé par une adresse et
une taille. Il le fait en s'aidant des déclarations faites par le programmeur.
Par ailleurs celles-ci permettent au compilateur de détecter des erreurs de programmation. Ainsi l'opération
x=x*2;
sera déclarée erronée si x est une chaîne de caractères par exemple.
1.2.3.2 Déclaration des constantes
La syntaxe de déclaration d'une constante est la suivante :
final type nom=valeur; //définit constante nom=valeur
ex : final float PI=3.141592F;
Remarque
Pourquoi déclarer des constantes ?
1. La lecture du programme sera plus aisée si l'on a donné à la constante un nom significatif :
ex : final float taux_tva=0.186F;
2. La modification du programme sera plus aisée si la "constante" vient à changer. Ainsi dans le cas précédent, si le taux de
tva passe à 33%, la seule modification à faire sera de modifier l'instruction définissant sa valeur :
final float taux_tva=0.33F;
Si l'on avait utilisé 0.186 explicitement dans le programme, ce serait alors de nombreuses instructions qu'il faudrait modifier.
1.2.3.3 Déclaration des variables
Une variable est identifiée par un nom et se rapporte à un type de données. Le nom d'une variable Java a n caractères, le premier
alphabétique, les autres alphabétiques ou numériques. Java fait la différence entre majuscules et minuscules. Ainsi les variables FIN
et fin sont différentes.
Les variables peuvent être initialisées lors de leur déclaration. La syntaxe de déclaration d'une ou plusieurs variables est :
identificateur_de_type variable1,variable2,...,variablen;
où identificateur_de_type est un type prédéfini ou bien un type objet défini par le programmeur.
1.2.4 Les conversions entre nombres et chaînes de caractères
Les bases 9
nombre -> chaîne "" + nombre
chaine -> int Integer.parseInt(chaine)
chaîne -> long Long.parseLong(chaine)
chaîne -> double Double.valueOf(chaine).doubleValue()
chaîne -> float Float.valueOf(chaine).floatValue()
Voici un programme présentant les principales techniques de conversion entre nombres et chaînes de caractères. La conversion
d'une chaîne vers un nombre peut échouer si la chaîne ne représente pas un nombre valide. Il y a alors génération d'une erreur
fatale appelée exception en Java. Cette erreur peut être gérée par la clause try/catch suivante :
try{
appel de la fonction susceptible de générer l'exception
} catch (Exception e){
traiter l'exception e
}
instruction suivante
Si la fonction ne génère pas d'exception, on passe alors à instruction suivante, sinon on passe dans le corps de la clause catch puis à
instruction suivante. Nous reviendrons ultérieurement sur la gestion des exceptions.
import java.io.*;
public class conv1{
public static void main(String arg[]){
String S;
final int i=10;
final long l=100000;
final float f=(float)45.78;
double d=-14.98;
// nombre --> chaîne
S=""+i;
affiche(S);
S=""+l;
affiche(S);
S=""+f;
affiche(S);
S=""+d;
affiche(S);
//boolean --> chaîne
final boolean b=false;
S=""+new Boolean(b);
affiche(S);
// chaîne --> int
int i1;
i1=Integer.parseInt("10");
affiche(""+i1);
try{
i1=Integer.parseInt("10.67");
affiche(""+i1);
} catch (Exception e){
affiche("Erreur "+e);
}
// chaîne --> long
long l1;
l1=Long.parseLong("100");
affiche(""+l1);
try{
l1=Long.parseLong("10.675");
affiche(""+l1);
} catch (Exception e){
affiche("Erreur "+e);
}
// chaîne --> double
double d1;
d1=Double.valueOf("100.87").doubleValue();
affiche(""+d1);
try{
d1=Double.valueOf("abcd").doubleValue();
affiche(""+d1);
} catch (Exception e){
affiche("Erreur "+e);
}
// chaîne --> float
float f1;
f1=Float.valueOf("100.87").floatValue();
affiche(""+f1);
try{
d1=Float.valueOf("abcd").floatValue();
affiche(""+f1);
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} catch (Exception e){
affiche("Erreur "+e);
}
}// fin main
public static void affiche(String S){
System.out.println("S="+S);
}
}// fin classe
Les résultats obtenus sont les suivants :
S=10
S=100000
S=45.78
S=-14.98
S=false
S=10
S=Erreur java.lang.NumberFormatException: 10.67
S=100
S=Erreur java.lang.NumberFormatException: 10.675
S=100.87
S=Erreur java.lang.NumberFormatException: abcd
S=100.87
S=Erreur java.lang.NumberFormatException: abcd
1.2.5 Les tableaux de données
Un tableau Java est un objet permettant de rassembler sous un même identificateur des données de même type. Sa déclaration
est la suivante :
Type Tableau[]=new Type[n] ou Type[] Tableau=new Type[n]
Les deux syntaxes sont légales. n est le nombre de données que peut contenir le tableau. La syntaxe Tableau[i] désigne la
donnée n° i où i appartient à l'intervalle [0,n-1]. Toute référence à la donnée Tableau[i] où i n'appartient pas à l'intervalle [0,n-
1] provoquera une exception.
Un tableau à deux dimensions pourra être déclaré comme suit :
Type Tableau[][]=new Type[n][p] ou Type[][] Tableau=new Type[n][p]
La syntaxe Tableau[i] désigne la donnée n° i de Tableau où i appartient à l'intervalle [0,n-1]. Tableau[i] est lui-même un
tableau : Tableau[i][j] désigne la donnée n° j de Tableau[i] où j appartient à l'intervalle [0,p-1]. Toute référence à une donnée
de Tableau avec des index incorrects génère une erreur fatale.
Voici un exemple :
public class test1{
public static void main(String arg[]){
float[][] taux=new float[2][2];
taux[1][0]=0.24F;
taux[1][1]=0.33F;
System.out.println(taux[1].length);
System.out.println(taux[1][1]);
}
}
et les résultats de l'exécution :
2
0.33
Un tableau est un objet possédant l'attribut length : c'est la taille du tableau.
1.3 Les instructions élémentaires de Java
On distingue
Les bases 11
1 les instructions élémentaires exécutées par l'ordinateur.
2 les instructions de contrôle du déroulement du programme.
Les instructions élémentaires apparaissent clairement lorsqu'on considère la structure d'un micro-ordinateur et de ses périphériques.
U. C MEMOIRE ECRAN
+-------------------+ +-------+
¦ 2 <-+--> ¦ 3 ¦ ¦
+-----------+ 1 ¦ ¦ ----+------+-> ¦
¦ CLAVIER +-----------+--------+--> ¦ ¦ ¦
+-----------+ +-------------------+ +-------+
4^
\
\ 5 +-------+
\ ---->¦ ¦
¦ DISQUE¦
+-------+
1. lecture d'informations provenant du clavier
2. traitement d'informations
3. écriture d'informations à l'écran
4. lecture d'informations provenant d'un fichier disque
5. écriture d'informations dans un fichier disque
1.3.1 Ecriture sur écran
La syntaxe de l'instruction d'écriture sur l'écran est la suivante :
System.out.println(expression) ou System.err.println(expression)
où expression est tout type de donnée qui puisse être converti en chaîne de caractères pour être affiché à l'écran. Dans
l'exemple précédent, nous avons vu deux instructions d'écriture :
System.out.println(taux[1].length);
System.out.println(taux[1][1]);
System.out écrit dans un fichier texte qui est par défaut l'écran. Il en est de même pour System.err. Ces fichiers portent un
numéro (ou descripteur) respectivement 1 et 2. Le flux d'entrée du clavier (System.in) est également considéré comme un
fichier texte, de descripteur 0. Dos comme Unix supportent le tubage (pipe) de commandes :
commande1 | commande2
Tout ce que commande1 écrit avec System.out est tubé (redirigé) vers l'entrée System.in de commande2. Dit autrement,
commande2 lit avec System.in, les données produites par commande2 avec System.out qui ne sont donc plus affichées à
l'écran. Ce système est très utilisé sous Unix. Dans ce tubage, le flux System.err n'est lui pas redirigé : il écrit sur l'écran. C'est
pourquoi il est utilisé pour écrire les messages d'erreurs (d'où son nom err) : on est assuré que lors d'un tubage de commandes,
les messages d'erreur continueront à s'afficher à l'écran. On prendra donc l'habitude d'écrire les messages d'erreur à l'écran avec
le flux System.err plutôt qu'avec le flux System.out.
1.3.2 Lecture de données tapées au clavier
Le flux de données provenant du clavier est désigné par l'objet System.in de type InputStream. Ce type d'objets permet de lire
des données caractère par caractère. C'est au programmeur de retrouver ensuite dans ce flux de caractères les informations qui
l'intéressent. Le type InputStream ne permet pas de lire d'un seul coup une ligne de texte. Le type BufferedReader le permet
avec la méthode readLine.
Afin de pouvoir lire des lignes de texte tapées au clavier, on crée à partir du flux d'entrée System.in de type InputStream, un
autre flux d'entrée de type BufferedReader cette fois :
BufferedReader IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
Nous n'expliquerons pas ici les détails de cette instruction qui fait intervenir la notion de constructions d'objets. Nous
l'utiliserons telle-quelle.
La construction d'un flux peut échouer : une erreur fatale, appelée exception en Java, est alors générée. A chaque fois qu'une
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méthode est susceptible de générer une exception, le compilateur Java exige qu'elle soit gérée par le programmeur. Aussi, pour
créer le flux d'entrée précédent, il faudra en réalité écrire :
BufferedReader IN=null;
try{
IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
} catch (Exception e){
System.err.println("Erreur " +e);
System.exit(1);
}
De nouveau, on ne cherchera pas à expliquer ici la gestion des exceptions. Une fois le flux IN précédent construit, on peut lire
une ligne de texte par l'instruction :
String ligne;
ligne=IN.readLine();
La ligne tapée au clavier est rangée dans la variable ligne et peut ensuite être exploitée par le programme.
1.3.3 Exemple d'entrées-sorties
Voici un programme d'illustration des opérations d'entrées-sorties clavier/écran :
import java.io.*; // nécessaire pour l'utilisation de flux d'E/S
public class io1{
public static void main (String[] arg){
// écriture sur le flux System.out
Object obj=new Object();
System.out.println(""+obj);
System.out.println(obj.getClass().getName());
// écriture sur le flux System.err
int i=10;
System.err.println("i="+i);
// lecture d'une ligne saisie au clavier
String ligne;
BufferedReader IN=null;
try{
IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
} catch (Exception e){
affiche(e);
System.exit(1);
}
System.out.print("Tapez une ligne : ");
try{
ligne=IN.readLine();
System.out.println("ligne="+ligne);
} catch (Exception e){
affiche(e);
System.exit(2);
}
}//fin main
public static void affiche(Exception e){
System.err.println("Erreur : "+e);
}
}//fin classe
et les résultats de l'exécution :
C:\Serge\java\bases\iostream>java io1
java.lang.Object@1ee78b
java.lang.Object
i=10
Tapez une ligne : je suis là
ligne=je suis là
Les instructions
Object obj=new Object();
System.out.println(""+obj);
System.out.println(obj.getClass().getName());
Les bases 13
ont pour but de montrer que n'importe quel objet peut faire l'objet d'un affichage. Nous ne chercherons pas ici à expliquer la
signification de ce qui est affiché. Nous avons également l'affichage de la valeur d'un objet dans le bloc :
try{
IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
} catch (Exception e){
affiche(e);
System.exit(1);
}
La variable e est un objet de type Exception qu'on affiche ici avec l'appel affiche(e). Nous avions rencontré, sans en parler, cet
affichage de la valeur d'une exception dans le programme de conversion vu plus haut.
1.3.4 Affectation de la valeur d'une expression à une variable
On s'intéresse ici à l'opération variable=expression;
L'expression peut être de type : arithmétique, relationnelle, booléenne, caractères
1.3.4.1 Interprétation de l'opération d'affectation
L'opération variable=expression; est elle-même une expression dont l'évaluation se déroule de la façon suivante :
• La partie droite de l'affectation est évaluée : le résultat est une valeur V.
• la valeur V est affectée à la variable
• la valeur V est aussi la valeur de l'affectation vue cette fois en tant qu'expression.
C'est ainsi que l'opération V1=V2=expression est légale. A cause de la priorité, c'est l'opérateur = le plus à droite qui va être évalué.
On a donc V1=(V2=expression). L'expression V2=expression est évaluée et a pour valeur V. L'évaluation de cette expression a
provoqué l'affectation de V à V2. L'opérateur = suivant est alors évalué sous la forme V1=V. La valeur de cette expression est
encore V. Son évaluation provoque l'affectation de V à V1. Ainsi donc, l'opération V1=V2=expression est une expression dont
l'évaluation
1 provoque l'affectation de la valeur de expression aux variables V1 et V2
2 rend comme résultat la valeur de expression.
On peut généraliser à une expresion du type : V1=V2=....=Vn=expression
1.3.4.2 Expression arithmétique
Les opérateurs des expressions arithmétiques sont les suivants :
+ addition
- soustraction
* multiplication
/ division : le résultat est le quotient exact si l'un au moins des opérandes est réel. Si les deux opérandes sont entiers le
résultat est le quotient entier. Ainsi 5/2 -> 2 et 5.0/2 ->2.5.
% division : le résultat est le reste quelque soit la nature des opérandes, le quotient étant lui entier. C'est donc l'opération
modulo.
Il existe diverses fonctions mathématiques :
double sqrt(double x) racine carrée
double cos(double x) Cosinus
double sin(double x) Sinus
double tan(double x) Tangente
double pow(double x,double y) x à la puissance y (x>0)
double exp(double x) Exponentielle
double log(double x) Logarithme népérien
double abs(double x) valeur absolue
Les bases 14
etc...
Toutes ces fonctions sont définies dans une classe Java appelée Math. Lorsqu'on les utilise, il faut les préfixer avec le nom de la
classe où elles sont définies. Ainsi on écrira :
double x, y=4;
x=Math.sqrt(y);
La définition de la classe Math est la suivante :
public final class java.lang.Math
extends java.lang.Object (I-§1.12)
{
// Fields
public final static double E; §1.10.1
public final static double PI; §1.10.2
// Methods
public static double abs(double a); §1.10.3
public static float abs(float a); §1.10.4
public static int abs(int a); §1.10.5
public static long abs(long a); §1.10.6
public static double acos(double a); §1.10.7
public static double asin(double a); §1.10.8
public static double atan(double a); §1.10.9
public static double atan2(double a, double b); §1.10.10
public static double ceil(double a); §1.10.11
public static double cos(double a); §1.10.12
public static double exp(double a); §1.10.13
public static double floor(double a); §1.10.14
public static double §1.10.15
IEEEremainder(double f1, double f2);
public static double log(double a); §1.10.16
public static double max(double a, double b); §1.10.17
public static float max(float a, float b); §1.10.18
public static int max(int a, int b); §1.10.19
public static long max(long a, long b); §1.10.20
public static double min(double a, double b); §1.10.21
public static float min(float a, float b); §1.10.22
public static int min(int a, int b); §1.10.23
public static long min(long a, long b); §1.10.24
public static double pow(double a, double b); §1.10.25
public static double random(); §1.10.26
public static double rint(double a); §1.10.27
public static long round(double a); §1.10.28
public static int round(float a); §1.10.29
public static double sin(double a); §1.10.30
public static double sqrt(double a); §1.10.31
public static double tan(double a); §1.10.32
}
1.3.4.3 Priorités dans l'évaluation des expressions arithmétiques
La priorité des opérateurs lors de l'évaluation d'une expression arithmétique est la suivante (du plus prioritaire au moins prioritaire) :
[fonctions], [ ( )],[ *, /, %], [+, -]
Les opérateurs d'un même bloc [ ] ont même priorité.
1.3.4.4 Expressions relationnelles
Les opérateurs sont les suivants : <, <=, ==, !=, >, >=
ordre de priorité
>, >=, <, <=
==, !=
Le résultat d'une expression relationnelle est le booléen false si expression est faussetrue sinon.
Exemple :
boolean fin;
int x;
fin=x>4;
Les bases 15
Comparaison de deux caractères
Soient deux caractères C1 et C2. Il est possible de les comparer avec les opérateurs
<, <=, ==, !=, >, >=
Ce sont alors leurs codes ASCII, qui sont des nombres, qui sont alors comparés. On rappelle que selon l'ordre ASCII on a les
relations suivantes :
espace < .. < '0' < '1' < .. < '9' < .. < 'A' < 'B' < .. < 'Z' < .. < 'a' < 'b' < .. <'z'
Comparaison de deux chaînes de caractères
Elles sont comparées caractère par caractère. La première inégalité rencontrée entre deux caractères induit une inégalité de même
sens sur les chaînes.
Exemples :
Soit à comparer les chaînes "Chat" et "Chien"
"Chat" "Chien"
-----------------------
'C' = 'C'
'h' = 'h'
'a' < 'i'
Cette dernière inégalité permet de dire que "Chat" < "Chien".
Soit à comparer les chaînes "Chat" et "Chaton". Il y a égalité tout le temps jusqu'à épuisement de la chaîne "Chat". Dans ce cas, la
chaîne épuisée est déclarée la plus "petite". On a donc la relation
"Chat" < "Chaton".
Fonctions de comparaisons de deux chaînes
On ne peut utiliser ici les opérateurs relationnels <, <=, ==, !=, >, >= . Il faut utiliser des méthodes de la classe String :
String chaine1, chaine2;
chaine1=…;
chaine2=…;
int i=chaine1.compareTo(chaine2);
boolean egal=chaine1.equals(chaine2)
Ci-dessus, la variable i aura la valeur :
0 si les deux chaînes sont égales
1 si chaîne n°1 > chaîne n°2
-1 si chaîne n°1 < chaîne n°2
La variable egal aura la valeur true si les deux chaînes sont égales.
1.3.4.5 Expressions booléennes
Les opérateurs sont & (and) ||(or) et ! (not). Le résultat d'une expression booléenne est un booléen.
ordre de priorité ! , &&, ||
exemple :
int fin;
int x;
fin= x>2 && x<4;
Les opérateurs relationnels ont priorité sur les opérateurs && et ||.
Les bases 16
1.3.4.6 Traitement de bits
Les opérateurs
Soient i et j deux entiers.
i<i>>n décale i de n bits sur la droite. Si i est un entier signé (signed char, int, long) le bit de signe
est préservé.
i & j fait le ET logique de i et j bit à bit.
i | j fait le OU logique de i et j bit à bit.
~i complémente i à 1
i^j fait le OU EXCLUSIF de i et j
Soit
int i=0x123F, k=0xF123;
unsigned j=0xF123;
opération valeur
i<<4 0x23F0
i>>4 0x0123 le bit de signe est préservé.
k>>4 0xFF12 le bit de signe est préservé.
i&j 0x1023
i|j 0xF33F
~i 0xEDC0
1.3.4.7 Combinaison d'opérateurs
a=a+b peut s'écrire a+=b
a=a-b peut s'écrire a-=b
Il en est de même avec les opérateurs /, %,* ,<<, >>, &, |, ^
Ainsi a=a+2; peut s'écrire a+=2;
1.3.4.8 Opérateurs d'incrémentation et de décrémentation
La notation variable++ signifie variable=variable+1 ou encore variable+=1
La notation variable-- signifie variable=variable-1 ou encore variable-=1.
1.3.4.9 L'opérateur ?
L'expression expr_cond ? expr1:expr2 est évaluée de la façon suivante :
1 l'expression expr_cond est évaluée. C'est une expression conditionnelle à valeur vrai ou faux
2 Si elle est vraie, la valeur de l'expression est celle de expr1. expr2 n'est pas évaluée.
3 Si elle est fausse, c'est l'inverse qui se produit : la valeur de l'expression est celle de expr2. expr1 n'est pas évaluée.
Exemple
i=(j>4 ? j+1:j-1);
affectera à la variable i :
j+1 si j>4, j-1 sinon
C'est la même chose que d'écrire if(j>4) i=j+1; else i=j-1; mais c'est plus concis.
Les bases 17
1.3.4.10 Priorité générale des opérateurs
() [] fonction gd
! ~ ++ -- dg
new (type) opérateurs cast dg
* / % gd
+ - gd
<< >> gd
< <= > >= instanceof gd
== != gd
& gd
^ gd
| gd
&& gd
|| gd
? : dg
= += -= etc. . dg
gd indique qu'a priorité égale, c'est la priorité gauche-droite qui est observée. Cela signifie que lorsque dans une expression, l'on a
des opérateurs de même priorité, c'est l'opérateur le plus à gauche dans l'expression qui est évalué en premier. dg indique une
priorité droite-gauche.
1.3.4.11 Les changements de type
Il est possible, dans une expression, de changer momentanément le codage d'une valeur. On appelle cela changer le type d'une
donnée ou en anglais type casting. La syntaxe du changement du type d'une valeur dans une expression est la suivante (type) valeur.
La valeur prend alors le type indiqué. Cela entraîne un changement de codage de la valeur.
exemple :
int i, j;
float isurj;
isurj= (float)i/j; // priorité de () sur /
Ici il est nécessaire de changer le type de i ou j en réel sinon la division donnera le quotient entier et non réel.
i est une valeur codée de façon exacte sur 2 octets
(float) i est la même valeur codée de façon approchée en réel sur 4 octets
Il y a donc transcodage de la valeur de i. Ce transcodage n'a lieu que le temps d'un calcul, la variable i conservant toujours son type
int.
1.4 Les instructions de contrôle du déroulement du programme
1.4.1 Arrêt
La méthode exit définie dans la classe System permet d'arrêter l'exécution d'un programme.
syntaxe void exit(int status)
action arrête le processus en cours et rend la valeur status au processus père
exit provoque la fin du processus en cours et rend la main au processus appelant. La valeur de status peut être utilisée par celui-ci.
Sous DOS, cette variable status est rendue à DOS dans la variable système ERRORLEVEL dont la valeur peut être testée dans un
fichier batch. Sous Unix, c'est la variable $? qui récupère la valeur de status si l'interpréteur de commandes est le Bourne Shell
(/bin/sh).
Exemple :
System.exit(0);
pour arrêter le programme avec une valeur d'état à 0.
Les bases 18
1.4.2 Structure de choix simple
syntaxe : if (condition) {actions_condition_vraie;} else {actions_condition_fausse;}
notes:
• la condition est entourée de parenthèses.
• chaque action est terminée par point-virgule.
• les accolades ne sont pas terminées par point-virgule.
• les accolades ne sont nécessaires que s'il y a plus d'une action.
• la clause else peut être absente.
• Il n'y a pas de then.
L'équivalent algorithmique de cette structure est la structure si .. alors … sinon :
si condition
alors actions_condition_vraie
sinon actions_condition_fausse
finsi
exemple
if (x>0) { nx=nx+1;sx=sx+x;} else dx=dx-x;
On peut imbriquer les structures de choix :
if(condition1)
if (condition2)
{......}
else //condition2
{......}
else //condition1
{.......}
Se pose parfois le problème suivant :
public static void main(void){
int n=5;
if(n>1)
if(n>6)
System.out.println(">6");
else System.out.println("<=6");
}
Dans l'exemple précédent, le else se rapporte à quel if ? La règle est qu'un else se rapporte toujours au if le plus proche : if(n>6) dans
l'exemple. Considérons un autre exemple :
public static void main(void)
{ int n=0;
if(n>1)
if(n>6) System.out.println(">6");
else; // else du if(n>6) : rien à faire
else System.out.println("<=1"); // else du if(n>1)
}
Ici nous voulions mettre un else au if(n>1) et pas de else au if(n>6). A cause de la remarque précédente, nous sommes obligés de
mettre un else au if(n>6), dans lequel il n'y a aucune instruction.
1.4.3 Structure de cas
La syntaxe est la suivante :
switch(expression) {
case v1:
actions1;
break;
case v2:
actions2;
break;
Les bases 19
. .. .. .. .. ..
default: actions_sinon;
}
notes
• La valeur de l'expression de contrôle, ne peut être qu'un entier ou un caractère.
• l'expression de contrôle est entourée de parenthèses.
• la clause default peut être absente.
• les valeurs vi sont des valeurs possibles de l'expression. Si l'expression a pour valeur vi , les actions derrière la clause case vi sont
exécutées.
• l'instruction break fait sortir de la structure de cas. Si elle est absente à la fin du bloc d'instructions de la valeur vi, l'exécution se
poursuit alors avec les instructions de la valeur vi+1.
exemple
En algorithmique
selon la valeur de choix
cas 0
arrêt
cas 1
exécuter module M1
cas 2
exécuter module M2
sinon
erreur<--vrai
findescas
En Java
int choix, erreur;
switch(choix){
case 0: System.exit(0);
case 1: M1();break;
case 2: M2();break;
default: erreur=1;
}
1.4.4 Structure de répétition
1.4.4.1 Nombre de répétitions connu
Syntaxe
for (i=id;i<=if;i=i+ip){
actions;
}
Notes
• les 3 arguments du for sont à l'intérieur d'une parenthèse.
• les 3 arguments du for sont séparés par des points-virgules.
• chaque action du for est terminée par un point-virgule.
• l'accolade n'est nécessaire que s'il y a plus d'une action.
• l'accolade n'est pas suivie de point-virgule.
L'équivalent algorithmique est la structure pour :
pour i variant de id à if avec un pas de ip
actions
finpour
qu'on peut traduire par une structure tantque :
Les bases 20
i 􀃅 id
tantque i<=if
actions
i􀃅 i+ip
fintantque
1.4.4.2 Nombre de répétitions inconnu
Il existe de nombreuses structures en Java pour ce cas.
Structure tantque (while)
while(condition){
actions;
}
On boucle tant que la condition est vérifiée. La boucle peut ne jamais être exécutée.
notes:
• la condition est entourée de parenthèses.
• chaque action est terminée par point-virgule.
• l'accolade n'est nécessaire que s'il y a plus d'une action.
• l'accolade n'est pas suivie de point-virgule.
La structure algorithmique correspondante est la structure tantque :
tantque condition
actions
fintantque
Structure répéter jusqu'à (do while)
La syntaxe est la suivante :
do{
instructions;
}while(condition);
On boucle jusqu'à ce que la condition devienne fausse ou tant que la condition est vraie. Ici la boucle est faite au moins une fois.
notes
• la condition est entourée de parenthèses.
• chaque action est terminée par point-virgule.
• l'accolade n'est nécessaire que s'il y a plus d'une action.
• l'accolade n'est pas suivie de point-virgule.
La structure algorithmique correspondante est la structure répéter … jusqu'à :
répéter
actions
jusqu'à condition
Structure pour générale (for)
La syntaxe est la suivante :
for(instructions_départ;condition;instructions_fin_boucle){
instructions;
}
Les bases 21
On boucle tant que la condition est vraie (évaluée avant chaque tour de boucle). Instructions_départ sont effectuées avant d'entrer
dans la boucle pour la première fois. Instructions_fin_boucle sont exécutées après chaque tour de boucle.
notes
• les 3 arguments du for sont à l'intérieur de parenthèses.
• les 3 arguments du for sont séparés par des points-virgules.
• chaque action du for est terminée par un point-virgule.
• l'accolade n'est nécessaire que s'il y a plus d'une action.
• l'accolade n'est pas suivie de point-virgule.
• les différentes instructions dans instructions_depart et instructions_fin_boucle sont séparées par des virgules.
La structure algorithmique correspondante est la suivante :
instructions_départ
tantque condition
actions
instructions_fin_boucle
fintantque
Exemples
Les programmes suivants calculent tous la somme des n premiers nombres entiers.
1 for(i=1, somme=0;i<=n;i=i+1)
somme=somme+a[i];
2 for (i=1, somme=0;i<=n;somme=somme+a[i], i=i+1);
3 i=1;somme=0;
while(i<=n)
{ somme+=i; i++; }
4 i=1; somme=0;
do somme+=i++;
while (i<=n);
Instructions de gestion de boucle
break fait sortir de la boucle for, while, do ... while.
continue fait passer à l'itération suivante des boucles for, while, do ... while
1.5 La structure d'un programme Java
Un programme Java n'utilisant pas de classe définie par l'utilisateur ni de fonctions autres que la fonction principale main pourra
avoir la structure suivante :
public class test1{
public static void main(String arg[]){
… code du programme
}// main
}// class
La fonction main, appelée aussi méthode est exécutée la première lors de l'exécution d'un programme Java. Elle doit avoir
obligatoirement la signature précédente :
public static void main(String arg[]){
ou
public static void main(String[] arg){
Le nom de l'argument arg peut être quelconque. C'est un tableau de chaînes de caractères représentant les arguments de la ligne de
commande. Nous y reviendrons un peu plus loin.
Si on utilise des fonctions susceptibles de générer des exceptions qu'on ne souhaite pas gérer finement, on pourra encadrer le code
du programme par une clause try/catch :
public class test1{
Les bases 22
public static void main(String arg[]){
try{
… code du programme
} catch (Exception e){
// gestion de l'erreur
}// try
}// main
}// class
Au début du code source et avant la définition de la classe, il est usuel de trouver des instructions d'importation de classes. Par
exemple :
import java.io.*;
public class test1{
public static void main(String arg[]){
… code du programme
}// main
}// class
Prenons un exemple. Soit l'instruction d'écriture suivante :
System.out.println("java");
qui écrit java à l'écran. Il y a dans cette simple instruction beaucoup de choses :
• System est une classe dont le nom complet est java.lang.System
• out est une propriété de cette classe de type java.io.PrintStream, une autre classe
• println est une méthode de la classe java.io.PrintStream.
Nous ne compliquerons pas inutilement cette explication qui vient trop tôt puisqu'elle nécessite la compréhension de la notion de
classe pas encore abordée. On peut assimiler une classe à une ressource. Ici, le compilateur aura besoin d'avoir accès aux deux
classes java.lang.System et java.io.PrintStream. Les centaines de classes de Java sont réparties dans des archives aussi appelées des
paquetages (package). Les instruction import placées en début de programme servent à indiquer au compilateur de quelles classes
externes le programme a besoin (celles utilisées mais non définies dans le fichier source qui sera compilé). Ainsi dans notre exemple,
notre programme a besoin des classes java.lang.System et java.io.PrintStream. On le dit avec l'instruction import. On pourrait écrire en
début de programme :
import java.lang.System;
import java.io.PrintStream;
Un programme Java utilisant couramment plusieurs dizaines de classes externes, il serait pénible d'écrire toutes les fonction import
nécessaires. Les classes ont été regroupées dans des paquetages et on peut alors importer le paquetage entier. Ainsi pour importer
les paquetages java.lang et java.io, on écrira :
import java.lang.*;
import java.io.*;
Le paquetage java.lang contient toutes les classes de base de Java et il est importé automatiquement par le compilateur. Aussi
finalement n'écrira-t-on que :
import java.io.*;
1.6 La gestion des exceptions
De nombreuses fonctions Java sont susceptibles de générer des exceptions, c'est à dire des erreurs. Nous avons déjà rencontré une
telle fonction, la fonction readLine :
String ligne=null;
try{
ligne=IN.readLine();
System.out.println("ligne="+ligne);
} catch (Exception e){
affiche(e);
System.exit(2);
}// try
Lorsqu'une fonction est susceptible de générer une exception, le compilateur Java oblige le programmeur à gérer celle-ci dans le but
d'obtenir des programmes plus résistants aux erreurs : il faut toujours éviter le "plantage" sauvage d'une application. Ici, la fonction
Les bases 23
readLine génère une exception s'il n'y a rien à lire parce que par exemple le flux d'entrée a été fermé. La gestion d'une exception se
fait selon le schéma suivant :
try{
appel de la fonction susceptible de générer l'exception
} catch (Exception e){
traiter l'exception e
}
instruction suivante
Si la fonction ne génère pas d'exception, on passe alors à instruction suivante, sinon on passe dans le corps de la clause catch puis à
instruction suivante. Notons les points suivants :
• e est un objet dérivé du type Exception. On peut être plus précis en utilisant des types tels que IOException, SecurityException,
ArithmeticException, etc… : il existe une vingtaine de types d'exceptions. En écrivant catch (Exception e), on indique qu'on veut
gérer toutes les types d'exceptions. Si le code de la clause try est susceptible de générer plusieurs types d'exceptions, on peut
vouloir être plus précis en gérant l'exception avec plusieurs clauses catch :
try{
appel de la fonction susceptible de générer l'exception
} catch (IOException e){
traiter l'exception e
}
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
traiter l'exception e
}
} catch (RunTimeException e){
traiter l'exception e
}
instruction suivante
• On peut ajouter aux clauses try/catch, une clause finally :
try{
appel de la fonction susceptible de générer l'exception
} catch (Exception e){
traiter l'exception e
}
finally{
code exécuté après try ou catch
}
instruction suivante
Ici, qu'il y ait exception ou pas, le code de la clause finally sera toujours exécuté.
• La classe Exception a une méthode getMessage() qui rend un message détaillant l'erreur qui s'est produite. Ainsi si on veut
afficher celui-ci, on écrira :
catch (Exception ex){
System.err.println("L'erreur suivante s'est produite : "+ex.getMessage());
...
}//catch
• La classe Exception a une méthode toString() qui rend une chaîne de caractères indiquant le type de l'exception ainsi que la
valeur de la propriété Message. On pourra ainsi écrire :
catch (Exception ex){
System.err.println ("L'erreur suivante s'est produite : "+ex.toString());
...
}//catch
On peut écrire aussi :
catch (Exception ex){
System.err.println ("L'erreur suivante s'est produite : "+ex);
...
}//catch
Nous avons ici une opération string + Exception qui va être automatiquement transformée en string + Exception.toString() par le
compilateur afin de faire la concaténation de deux chaînes de caractères.
L'exemple suivant montre une exception générée par l'utilisation d'un élément de tableau inexistant :
// tableaux
// imports
import java.io.*;
Les bases 24
public class tab1{
public static void main(String[] args){
// déclaration & initialisation d'un tableau
int[] tab=new int[] {0,1,2,3};
int i;
// affichage tableau avec un for
for (i=0; iSystem.out.println("tab[" + i + "]=" + tab[i]);
// génération d'une exception
try{
tab[100]=6;
}catch (Exception e){
System.err.println("L'erreur suivante s'est produite : " + e);
}//try-catch
}//main
}//classe
L'exécution du programme donne les résultats suivants :
tab[0]=0
tab[1]=1
tab[2]=2
tab[3]=3
L'erreur suivante s'est produite : java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
Voici un autre exemple où on gère l'exception provoquée par l'affectation d'une chaîne de caractères à un nombre lorsque la chaîne
ne représente pas un nombre :
// imports
import java.io.*;
public class console1{
public static void main(String[] args){
// création d'un flux d'entrée
BufferedReader IN=null;
try{
IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
}catch(Exception ex){}
// On demande le nom
System.out.print("Nom : ");
// lecture réponse
String nom=null;
try{
nom=IN.readLine();
}catch(Exception ex){}
// on demande l'âge
int age=0;
boolean ageOK=false;
while ( ! ageOK){
// question
System.out.print("âge : ");
// lecture-vérification réponse
try{
age=Integer.parseInt(IN.readLine());
ageOK=true;
}catch(Exception ex) {
System.err.println("Age incorrect, recommencez...");
}//try-catch
}//while
// affichage final
System.out.println("Vous vous appelez " + nom + " et vous avez " + age + " ans");
}//Main
}//classe
Quelques résultats d'exécution :
dos>java console1
Nom : dupont
âge : 23
Vous vous appelez dupont et vous avez 23 ans
E:\data\serge\MSNET\c#\bases\1>console1
Nom : dupont
âge : xx
Age incorrect, recommencez...
âge : 12
Vous vous appelez dupont et vous avez 12 ans
Les bases 25
1.7 Compilation et exécution d'un programme Java
Soit à compiler puis exécuter le programme suivant :
// importation de classes
import java.io.*;
// classe test
public class coucou{
// fonction main
public static void main(String args[]){
// affichage écran
System.out.println("coucou");
}//main
}//classe
Le fichier source contenant la classe coucou précédente doit obligatoirement s'appeler coucou.java :
E:\data\serge\JAVA\ESSAIS\intro1>dir
10/06/2002 08:42 228 coucou.java
La compilation et l'exécution d'un programme Java se fait dans une fenêtre DOS. Les exécutables javac.exe (compilateur) et java.exe
(interpréteur) se trouvent dans le répertoire bin du répertoire d'installation du JDK :
E:\data\serge\JAVA\classes\paquetages\personne>dir "e:\program files\jdk14\bin\java?.exe"
07/02/2002 12:52 24 649 java.exe
07/02/2002 12:52 28 766 javac.exe
Le compilateur javac.exe va analyser le fichier source .java et produire un fichier compilé .class. Celui-ci n'est pas immédiatement
exécutable par le processeur. Il nécessite un interpréteur Java (java.exe) qu'on appelle une machine virtuelle ou JVM (Java Virtual
Machine). A partir du code intermédiaire présent dans le fichier .class, la machine virtuelle va générer des instructions spécifiques au
processeur de la machine sur laquelle elle s'exécute. Il existe des machines virtuelles Java pour différents types de systèmes
d'exploitation (Windows, Unix, Mac OS,...). Un fichier .class pourra être exécuté par n'importe laquelle de ces machines virtuelles
donc sur n'importe que système d'exploitation. Cette portabilité inter-systèmes est l'un des atouts majeurs de Java.
Compilons le programme précédent :
E:\data\serge\JAVA\ESSAIS\intro1>"e:\program files\jdk14\bin\javac" coucou.java
E:\data\serge\JAVA\ESSAIS\intro1>dir
10/06/2002 08:42 228 coucou.java
10/06/2002 08:48 403 coucou.class
Exécutons le fichier .class produit :
E:\data\serge\JAVA\ESSAIS\intro1>"e:\program files\jdk14\bin\java" coucou
coucou
On notera que dans la demande d'exécution ci-dessus, on n'a pas précisé le suffixe .class du fichier coucou.class à exécuter. Il est
implicite. Si le répertoire bin du JDK est dans le PATH de la machine DOS, on pourra ne pas donner le chemin complet des
exécutables javac.exe et java.exe. On écrira alors simplement
javac coucou.java
java coucou
1.8 Arguments du programme principal
La fonction principale main admet comme paramètres un tableau de chaînes : String[]. Ce tableau contient les arguments de la ligne
de commande utilisée pour lancer l'application. Ainsi si on lance le programme P avec la commande :
java P arg0 arg1 … argn
et si la fonction main est déclarée comme suit :
public static void main(String[] arg);
on aura arg[0]="arg0", arg[1]="arg1" … Voici un exemple :
Les bases 26
import java.io.*;
public class param1{
public static void main(String[] arg){
int i;
System.out.println("Nombre d'arguments="+arg.length);
for (i=0;iSystem.out.println("arg["+i+"]="+arg[i]);
}
}
Les résultats obtenus sont les suivants :
dos>java param1 a b c
Nombre d'arguments=3
arg[0]=a
arg[1]=b
arg[2]=c
1.9 Passage de paramètres à une fonction
Les exemples précédents n'ont montré que des programmes Java n'ayant qu'une fonction, la fonction principale main.
L'exemple suivant montre comment utiliser des fonctions et comment se font les échanges d'informations entre fonctions. Les
paramètres d'une fonction sont toujours passés par valeur : c'est à dire que la valeur du paramètre effectif est recopiée dans le
paramètre formel correspondant.
import java.io.*;
public class param2{
public static void main(String[] arg){
String S="papa";
changeString(S);
System.out.println("Paramètre effectif S="+S);
int age=20;
changeInt(age);
System.out.println("Paramètre effectif age="+age);
}
private static void changeString(String S){
S="maman";
System.out.println("Paramètre formel S="+S);
}
private static void changeInt(int a){
a=30;
System.out.println("Paramètre formel a="+a);
}
}
Les résultats obtenus sont les suivants :
Paramètre formel S=maman
Paramètre effectif S=papa
Paramètre formel a=30
Paramètre effectif age=20
Les valeurs des paramètres effectifs "papa" et 20 ont été recopiées dans les paramètres formels S et a. Ceux-ci ont été ensuite
modifiés. Les paramètres effectifs ont été eux inchangés. On notera bien ici le type des paramètres effectifs :
• S est une référence d’objet c.a.d. l’adresse d’un objet en mémoire
• age est une valeur entière
1.10 L'exemple impots
Nous terminerons ce chapitre par un exemple que nous reprendrons à diverses reprises dans ce document. On se propose d'écrire
un programme permettant de calculer l'impôt d'un contribuable. On se place dans le cas simplifié d'un contribuable n'ayant que son
seul salaire à déclarer :
• on calcule le nombre de parts du salarié nbParts=nbEnfants/2 +1 s'il n'est pas marié, nbEnfants/2+2 s'il est marié, où
nbEnfants est son nombre d'enfants.
• s'il a au moins trois enfants, il a une demi-part de plus
• on calcule son revenu imposable R=0.72*S où S est son salaire annuel
Les bases 27
• on calcule son coefficient familial QF=R/nbParts
• on calcule son impôt I. Considérons le tableau suivant :
12620.0 0 0
13190 0.05 631
15640 0.1 1290.5
24740 0.15 2072.5
31810 0.2 3309.5
39970 0.25 4900
48360 0.3 6898.5
55790 0.35 9316.5
92970 0.4 12106
127860 0.45 16754.5
151250 0.50 23147.5
172040 0.55 30710
195000 0.60 39312
0 0.65 49062
Chaque ligne a 3 champs. Pour calculer l'impôt I, on recherche la première ligne où QF<=champ1. Par exemple, si QF=23000 on
trouvera la ligne
24740 0.15 2072.5
L'impôt I est alors égal à 0.15*R - 2072.5*nbParts. Si QF est tel que la relation QF<=champ1 n'est jamais vérifiée, alors ce sont les
coefficients de la dernière ligne qui sont utilisés. Ici :
0 0.65 49062
ce qui donne l'impôt I=0.65*R - 49062*nbParts.
Le programme Java correspondant est le suivant :
import java.io.*;
public class impots{
// ------------ main
public static void main(String arg[]){
// données
// limites des tranches d'impôts
double Limites[]={12620, 13190, 15640, 24740, 31810, 39970, 48360,55790, 92970, 127860, 151250,
172040, 195000, 0};
// coeff appliqué au nombre de parts
double Coeffn[]={0, 631, 1290.5, 2072.5, 3309.5, 4900, 6898.5, 9316.5,12106, 16754.5, 23147.5, 30710,
39312, 49062};
// le programme
// création du flux d'entrée clavier
BufferedReader IN=null;
try{
IN=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
}
catch(Exception e){
erreur("Création du flux d'entrée", e, 1);
}
// on récupère le statut marital
boolean OK=false;
String reponse=null;
while(! OK){
try{
System.out.print("Etes-vous marié(e) (O/N) ? ");
reponse=IN.readLine();
reponse=reponse.trim().toLowerCase();
if (! reponse.equals("o") && !reponse.equals("n"))
System.out.println("Réponse incorrecte. Recommencez");
else OK=true;
} catch(Exception e){
erreur("Lecture état marital",e,2);
}
}
boolean Marie = reponse.equals("o");
// nombre d'enfants
OK=false;
int NbEnfants=0;
while(! OK){
try{
System.out.print("Nombre d'enfants : ");
reponse=IN.readLine();
try{
NbEnfants=Integer.parseInt(reponse);
if(NbEnfants>=0) OK=true;
else System.err.println("Réponse incorrecte. Recommencez");
} catch(Exception e){
Les bases 28
System.err.println("Réponse incorrecte. Recommencez");
}// try
} catch(Exception e){
erreur("Lecture état marital",e,2);
}// try
}// while
// salaire
OK=false;
long Salaire=0;
while(! OK){
try{
System.out.print("Salaire annuel : ");
reponse=IN.readLine();
try{
Salaire=Long.parseLong(reponse);
if(Salaire>=0) OK=true;
else System.err.println("Réponse incorrecte. Recommencez");
} catch(Exception e){
System.err.println("Réponse incorrecte. Recommencez");
}// try
} catch(Exception e){
erreur("Lecture Salaire",e,4);
}// try
}// while
// calcul du nombre de parts
double NbParts;
if(Marie) NbParts=(double)NbEnfants/2+2;
else NbParts=(double)NbEnfants/2+1;
if (NbEnfants>=3) NbParts+=0.5;
// revenu imposable
double Revenu;
Revenu=0.72*Salaire;
// quotient familial
double QF;
QF=Revenu/NbParts;
// recherche de la tranche d'impots correspondant à QF
int i;
int NbTranches=Limites.length;
Limites[NbTranches-1]=QF;
i=0;
while(QF>Limites[i]) i++;
// l'impôt
long impots=(long)(i*0.05*Revenu-Coeffn[i]*NbParts);
// on affiche le résultat
System.out.println("Impôt à payer : " + impots);
}// main
// ------------ erreur
private static void erreur(String msg, Exception e, int exitCode){
System.err.println(msg+"("+e+")");
System.exit(exitCode);
}// erreur
}// class
Les résultats obtenus sont les suivants :
C:\Serge\java\impots\1>java impots
Etes-vous marié(e) (O/N) ? o
Nombre d'enfants : 3
Salaire annuel : 200000
Impôt à payer : 16400
C:\Serge\java\impots\1>java impots
Etes-vous marié(e) (O/N) ? n
Nombre d'enfants : 2
Salaire annuel : 200000
Impôt à payer : 33388
C:\Serge\java\impots\1>java impots
Etes-vous marié(e) (O/N) ? w
Réponse incorrecte. Recommencez
Etes-vous marié(e) (O/N) ? q
Réponse incorrecte. Recommencez
Etes-vous marié(e) (O/N) ? o
Nombre d'enfants : q
Réponse incorrecte. Recommencez
Nombre d'enfants : 2
Les bases 29
Salaire annuel : q
Réponse incorrecte. Recommencez
Salaire annuel : 1
Impôt à payer : 0