Уроки программирования на Java

Адаптирован под курс ИТМО "Программирование на Java"

1. За теоретическую основу взята книга "Философия Java" Брюс Эккель
2. Некоторые задания, теоретические вопросы взяты с лабораторных работ ИТМО по программированию на Java

План занятий

1. Введение
   • Введение в объекты
   • Все является объектом
   • Операторы
   • Управляющие конструкции

   Домашняя работа - лабораторная №1

2. Занятие 2
   • Знакомство с Git.
     • Основы работы с удаленным репозиторием
   • Инициализация и завершение
     • Конструкторы
     • Перезагрузка методов
       • Конструкторы по умолчанию
       • Ключевое слово this
       • Ключевое слово static
     • Очистка: финализация и уборка мусора

   Домашняя работа - домашнее задание №2

3. Занятие 3
   • Инициализация членов класса
     • Явная инициализация
   • Инициализация конструктором
     • Порядок инициализации
     • Инициализация статических данных
     • Явная инициализация статических данных
       • Инициализация нестатических данных экземпляра
   • Инициализация массивов
     • Списки аргументов переменной длины
   • Перечисления (Введение)

   Домашняя работа - домашнее задание №3

4. Занятие 4. Глава 6 Управление доступом
   • Пакет как библиотечный модуль
   • Спецификаторы доступа Java
     • Доступ в пределах пакета
     • public
     • private
     • protected
   • Синтаксис композиции. Глава 7. Повторное использование классов
   • Синтаксис наследования
   • Сочетание композиции и наследования

   Домашняя работа - домашнее задание №4

5. Занятие 5.
   • Восходящее преобразование
   • Ключевое слово final
     • Потеря типа объекта
   • Связывание "метод-вызов" (late binding) Позднее связывание
   • Конструкторы и полиморфизм
     • Порядок вызова конструктора
     • Наследование и завершающие действия
     • Поведение полиморфных методов при вызове из конструктора
   • Наследование при проектировании
     • Нисходящее преобразование и динамическое определение типов

   Домашняя работа - домашнее задание №5

6. Занятие 6. Глава 9. Интерфейсы
   • Абстрактные классы и методы
   • Интерфейсы
   • "Множественное наследование" в Java
   • Расширение интерфейса через наследование
     • Конфликты имен при совмещении интерфейсов
7. Занятие 7. Глава 10. Внутренние классы
   • Создание внутренних классов
     • Ссылка на внешний класс
   • Внутренние классы в методах и областях действия
   • Анонимные внутренние классы
   • Вложенные классы
8. Занятие 8. Глава 12. Обработка ошибок и исключения.
   • Основные концепции
   • Основные исключения
   • Перехват исключений
     • Блок try
     • Обработчики исключений
   • Создание собственных исключений
   • Вывод информации об исключениях
   • Спецификация исключений
   • Перехват любого типа исключения
   • Стандартные исключения Java
     • Особый случай: RuntimeException
   • Завершение с помощью finally
     • Ловушка: Потерянное исключение

Домашние задания

1. Лабораторная работа №1
2. Домашнее задание №2
3. Домашнее задание №3
4. Домашнее задание №4
5. Домашнее задание №5
6. Домашнее задание №6
7. Домашнее задание №7
8. Домашнее задание №8

Описание домашних заданий

Домашнее задание №1

Первая лабораторная работа

Домашнее задание №2

Задание 1: Конструктор

Создайте класс "Книга" (Book), у которого есть следующие поля:

• Название книги (title)
• Автор книги (author)
• Год выпуска (year)
• Количество страниц (pages)

Напишите конструктор класса, который будет принимать значения для всех полей при создании экземпляра класса. Создайте несколько объектов этого класса и выведите информацию о каждой книге.

Задание 2: Ключевое слово this

Модифицируйте класс "Книга" так, чтобы при создании экземпляра класса значения полей передавались через параметры конструктора, а затем присваивались полям с использованием ключевого слова this.

Задание 3: Повторное использование this() в конструкторе вызывает другой конструктор.

Добавьте в класс "Книга" второй конструктор, который принимает только название книги и автора, а год выпуска и количество страниц устанавливаются в значения по умолчанию. Используйте ключевое слово this для вызова первого конструктора, чтобы избежать дублирования кода. Создайте объекты, используя оба конструктора, и выведите информацию о книгах.

Задание 4: Перезагрузка методов

Добавьте в класс "Книга" метод getSummary(), который будет возвращать краткое описание книги. Затем создайте еще один метод getSummary(), но с другой сигнатурой (например, принимающий параметр), который будет возвращать более подробное описание книги. Перезагрузите метод getSummary() с использованием разных типов параметров. Выведите результат вызова каждого из методов для нескольких книг.

Домашнее задание №3

Задание 1: Инициализация статических и нестатических членов класса

1. Создайте класс под названием "Car", представляющий автомобиль. У класса должны быть следующие поля:

   • модель автомобиля (не статическое поле)
   • год выпуска (не статическое поле)
   • количество колес (статическое поле)

2. Добавьте конструктор для инициализации модели и года выпуска.

3. Создайте блок инициализации static{}, который устанавливает значение статического поля "количество колес" равным 4.

4. Напишите метод "printInfo()", который выводит информацию о модели, годе выпуска и количестве колес на экран.

5. В методе main() создайте несколько объектов класса Car с разными характеристиками и вызовите метод "printInfo()" для каждого объекта

Задание 2: Использование Enum

1. Создайте перечисление (Enum) под названием "Season", представляющее собой времена года: Зима, Весна, Лето, Осень.
2. По аналогии с реализацией метода describe класса Burrito реализуйте метод, предоставляющий описание времен года.

Домашнее задание 4: Повторение теории. Ответ на теоретические вопросы.

Домашнее задание 5: Модификаторы доступа. Наследование и Композиция

Разработайте иерархию классов для управления автомобилями с использованием следующих концепций:

1. Модификаторы доступа:
   • Примените различные модификаторы доступа к полям и методам в классах.
2. Наследование:
   • Создайте базовый абстрактный класс Car с общими характеристиками (марка, год выпуска, текущая скорость). Унаследуйте от него классы ElectricCar и GasolineCar, добавив соответствующие поля и методы.
3. Композиция:
   • Создайте класс Engine с методами для управления скоростью автомобиля. Используйте композицию, чтобы включить объект класса Engine в классы ElectricCar и GasolineCar.
4. Восходящее преобразование:
   • Реализуйте пример, демонстрирующий восходящее преобразование(Ex. Класс гонка, который как-то манипулирует с машинами)
5. Ключевое слово final:
   • Создайте класс RacingCar, который расширяет класс GasolineCar и имеет поле для хранения максимальной скорости, объявленное с ключевым словом final.

Домашнее задание 6: Интерфейсы и Абстрактные классы

Создайте иерархию классов для представления животных.

1. Абстрактные классы
   • Реализуйте абстрактный класс "Животное" (Animal), который будет содержать общие характеристики, такие как имя, возраст и тип звуков (Например, мяуканье).
   • Добавьте абстрактные методы для получения информации о животном и для выполнения действия, характерного для этого животного (например, движение или кормление).
2. Наследование от абстрактного класса.
   • Создайте два подкласса этого абстрактного класса: "Собака" (Dog) и "Кошка" (Cat).
3. Интерфейсы
   • Реализуйте интерфейс "Домашнее Животное" (Pet), который будет содержать методы для взаимодействия с домашними животными, такие как кормление и игра.
4. Создание объектов
   • Создайте несколько объектов каждого класса, предоставив им различные характеристики. Используйте методы абстрактного класса для вывода информации о каждом животном, а также методы интерфейса для выполнения действий, связанных с домашними животными.

Домашнее задание 7: Внутренние классы

1. Создайте класс "Университет" (University), представляющий учебное заведение.
2. Реализуйте внутренний класс "Студент" (Student), который будет представлять информацию о студенте, такую как имя, возраст и курс. Каждый объект класса "Университет" должен содержать список студентов.
3. Добавьте в класс "Университет" методы для добавления студента, удаления студента по имени, и вывода списка всех студентов. Реализуйте также метод внутреннего класса "Студент" для отображения информации о студенте.
4. Создайте несколько объектов класса "Университет" и добавьте в них различные студенты. Проведите тестирование методов, включая добавление, удаление и вывод информации о студентах.

Домашнее задание 8: Обработка ошибок и исключения

1. Создайте базовый класс Pet, представляющий домашнее животное. Добавьте основные атрибуты, такие как имя, возраст и порода. Реализуйте конструктор для инициализации этих атрибутов.
2. Обработка ошибок ввода данных: Добавьте проверки в конструктор класса Pet для обработки ошибок ввода данных. Например, возраст не может быть отрицательным числом, а имя и порода не могут быть пустыми строками. В случае обнаружения ошибки, выбрасывайте исключение.
3. Создайте подкласс Dog, который расширяет класс Pet. Добавьте дополнительные атрибуты, характерные для собак, например, размер или уровень активности, и обрабатывайте возможные ошибки.
4. В классе Pet добавьте методы, которые могут вызывать ошибки. Например, метод feed(), который может выбросить исключение, если животное не голодно.
5. Обработка ошибок в методах: Добавьте обработку исключений в методах, где это необходимо. Например, метод play(), который может выбросить исключение, если животное не в настроении для игры.

Для эффективной обработки ошибок и исключений в программе, необходимо создать собственные классы исключений!