
- •Кен Арнольд Джеймс Гослинг Дэвид Холмс Язык программирования Java
- •Глава 1 первое знакомство с java 6
- •Глава 2 классы и объекты 29
- •Глава 3 расширение классов 47
- •Глава 4 интерфейсы 70
- •Глава 5 лексемы, операторы и выражения 78
- •Глава 6 порядок выполнения 105
- •Глава 7 исключения 113
- •Глава 8 строки 121
- •Глава 9 потоки 134
- •Глава 10 пакеты 156
- •Глава 11 пакет ввода/вывода 158
- •Глава 12 стандартные вспомогательные средства 183
- •Глава 13 применение типов в программировании 205
- •Глава 14 системное программирование 218
- •Глава1 первое знакомство сjava
- •1.1. С самого начала
- •1.2.Переменные
- •1.3. Комментарии
- •1.4.Именованные константы
- •1.4.1. Символы Unicode
- •1.5.Порядок выполнения
- •1.6.Классы и объекты
- •1.6.1.Создание объектов
- •1.6.2.Статические поля
- •1.6.3.Сборщик мусора
- •1.7.Методы и параметры
- •1.7.1.Вызов метода
- •1.7.2.Ссылка this
- •1.7.3.Статические методы
- •1.8.Массивы
- •1.9.Строковые объекты
- •1.10.Расширение класса
- •1.10.1.Класс Object
- •1.10.2.Вызов методов суперкласса
- •1.11. Интерфейсы
- •1.12.Исключения
- •1.13.Пакеты
- •1.14.Инфраструктура Java
- •1.15.Прочее
- •Глава 2 классы и объекты
- •2.1. Простой класс
- •2.2. Поля
- •2.3. Управление доступом и наследование
- •2.4. Создание объектов
- •2.5. Конструкторы
- •2.6. Методы
- •2.6.1. Значения параметров
- •2.6.2. Применение методов для ограничения доступа
- •2.7. Ссылка this
- •2.8. Перегрузка методов
- •2.9. Статические члены
- •2.9.1. Блоки статической инициализации
- •2.9.2. Статические методы
- •2.10. Сборка мусора и метод finalize
- •2.10.1. Метод finalize
- •2.10.2. Восстановление объектов в методе
- •2.11. Метод main
- •2.12. Метод toString
- •2.13. Родные методы
- •Глава 3 расширение классов
- •3.1. Расширенный класс
- •3.2. Истинное значение protected
- •3.3. Конструкторы в расширенных классах
- •3.3.1. Порядок вызова конструкторов
- •3.4. Переопределение методов и скрытие полей
- •3.4.1. Ключевое слово super
- •3.5. Объявление методов и классов с ключевым словом final
- •3.6. Класс Object
- •3.7. Абстрактные классы и методы
- •3.8. Дублирование объектов
- •3.9. Расширение классов: когда и как
- •3.10. Проектирование расширяемого класса
- •Глава 4 интерфейсы
- •4.1. Пример интерфейса
- •4.2. Одиночное и множественное наследование
- •4.3. Расширение интерфейсов
- •4.3.1. Конфликты имен
- •4.4. Реализация интерфейсов
- •4.5. Использование реализации интерфейса
- •4.6. Для чего применяются интерфейсы
- •Глава 5 лексемы, операторы и выражения
- •5.1. Набор символов
- •5.2. Комментарии
- •5.3. Лексемы
- •5.4. Идентификаторы
- •5.4.1. Зарезервированные слова Java
- •5.5. Примитивные типы
- •5.6. Литералы
- •5.6.1. Ссылки на объекты
- •5.6.2. Логические значения
- •5.6.3. Целые значения
- •5.6.4. Значения с плавающей точкой
- •5.6.5. Символы
- •5.6.6. Строки
- •5.7. Объявления переменных
- •5.7.1. Значение имени
- •5.8. Массивы
- •5.8.1. Многомерные массивы
- •5.9. Инициализация
- •5.9.1. Инициализация массивов
- •5.10. Приоритет и ассоциативность операторов
- •5.11. Порядок вычислений
- •5.12. Тип выражения
- •5.13. Приведение типов
- •5.13.1. Неявное приведение типов
- •5.13.2. Явное приведение и instanceof
- •5.13.3. Строковое приведение
- •5.14. Доступ к членам
- •5.15. Арифметические операторы
- •5.15.1. Целочисленная арифметика
- •5.15.2. Арифметика с плавающей точкой
- •5.15.3. Арифметика с плавающей точкой и стандарт ieee-754
- •5.15.4. Конкатенация строк
- •5.16. Операторы приращения и уменьшения
- •5.17. Операторы отношения и условный оператор
- •5.18. Поразрядные операции
- •5.19. Условный оператор
- •5.20. Операторы присваивания
- •5.21. Имена пакетов
- •Глава 6 порядок выполнения
- •6.1. Операторы и блоки
- •6.2. Оператор if-else
- •6.3. Оператор switch
- •6.4. Цикл while и do-while
- •6.5. Оператор for
- •6.6. Метки
- •6.7. Оператор break
- •6.8. Оператор continue
- •6.9. Оператор return
- •Глава 7 исключения
- •7.1. Создание новых типов исключений
- •7.2. Оператор throw
- •7.3. Условие throws
- •7.4. Операторы try, catch и finally
- •7.4.1. Условие finally
- •7.5. Когда применяются исключения
- •Глава 8 строки
- •8.1. Основные операции со строками
- •8.2. Сравнение строк
- •8.3. Вспомогательные методы
- •8.4. Создание производных строк
- •8.5. Преобразование строк
- •8.6. Строки и символьные массивы
- •8.7. Строки и массивы byte
- •8.8. Класс StringBuffer
- •8.8.1. Модификация буфера
- •8.8.2. Извлечение данных
- •8.8.3. Работа с емкостью буфера
- •Глава 9 потоки
- •9.1. Создание потоков
- •9.2. Синхронизация
- •9.2.1. Методы synchronized
- •9.2.2. Операторы synchronized
- •9.3. Методы wait и notify
- •9.4. Подробности, касающиеся wait и notify
- •9.5. Планирование потоков
- •9.6. Взаимная блокировка
- •9.7. Приостановка потоков
- •9.8. Прерывание потока
- •9.9. Завершение работы потока
- •9.10. Завершение приложения
- •9.11. Использование Runnable
- •9.12. Ключевое слово volatile
- •9.13. Безопасность потоков и ThreadGroup
- •9.14. Отладка потоков
- •Глава 10 пакеты
- •10.1. Имена пакетов
- •10.2. Пакетный доступ
- •10.3. Содержимое пакета
- •Глава 11 пакет ввода/вывода
- •11.1. Потоки
- •11.2. Класс InputStream
- •11.3. Класс OutputStream
- •11.4. Стандартные типы потоков
- •11.5. Фильтрующие потоки
- •11.6. Класс PrintStream
- •11.7. Буферизованные потоки
- •11.8. Байтовые потоки
- •11.9. Класс StringBufferInputStream
- •11.10. Файловые потоки и FileDescriptor
- •11.11. Конвейерные потоки
- •11.12. Класс Seq uenceInputStream
- •11.13. Класс LineNumberInputStream
- •11.14. Класс PushbackInputStream
- •11.15. Класс StreamTokenizer
- •11.16. Потоки данных
- •11.16.1. Классы потоков данных
- •11.17. Класс RandomAccessFile
- •11.18. Класс File
- •11.19. Интерфейс FilenameFilter
- •11.20. Классы ioException
- •Глава 12 стандартные вспомогательные средства
- •12.1. Класс BitSet
- •12.2. Интерфейс Enumeration
- •12.3. Реализация интерфейса Enumeration
- •12.4. Класс Vector
- •12.5. Класс Stack
- •12.6. Класс Dictionary
- •12.7. Класс Hashtable
- •12.8. Класс Properties
- •12.9. Классы Observer/Observable
- •12.10. Класс Date
- •12.11. Класс Random
- •12.12. Класс String Tokenizer
- •Глава 13 применение типов в программировании
- •13.1. Класс Class
- •13.2. Загрузка классов
- •13.3. Классы-оболочки: общий обзор
- •13.4. Класс Boolean
- •13.5. Класс Character
- •13.6. Класс Number
- •13.7. Класс Integer
- •13.8. Класс Long
- •13.9. Классы Float и Double
- •Глава 14 системное программирование
- •14.1. Стандартный поток ввода/вывода
- •14.2. Управление памятью
- •14.3. Системные свойства
- •14.4. Создание процессов
- •14.5. Класс Runtime
- •14.6. Разное
- •14.7. Безопасность
- •14.8. Класс Math
- •Приложение а Родные методы
- •А.1 Обзор
- •А.2.1 Имена
- •А.2.2 Методы
- •А.2.3 Типы
- •А.2.5 Средства безопасности
- •А.2.6 Работа с памятью
- •А.3 Пример
- •А.3.1 Внутреннее строение LockableFile
- •А.4 Строки
- •А.5 Массивы
- •А.6 Создание объектов
- •А.7 Вызов методов Java
- •А.8 Последнее предупреждение
- •Приложение б Runtime-исключения в Java
- •Б.1 Классы RuntimeException
- •Б.2 Классы Error
- •Приложение в Полезные таблицы
А.3.1 Внутреннее строение LockableFile
Для полноты картины приведем текст внутренних функций, используемых классом LockableFile. Статические функции open_fd и setup_lock используются при реализации родных методов lock и unlock:
static int
open_fd(Classlocal_LockableFile *this)
{
char *path = allocCString(this->>path);
if ((this->>fd = open(path, O_RDWR)) == -1)
SignalError(EE(),
"java/io/IOException", strerror(errno));
free(path); /* больше не требуется */
return (this->>fd != -1);
}
static int
setup_lock(
struct flock *lock,
long mode)
{
lock->>l_whence = lock->>l_start = lock->>l_len = 0;
switch (mode) {
case local_LockableFile_READ:
lock->>l_type = F_RDLCK;
break;
case local_LockableFile_WRITE:
lock->>l_type = F_WRLCK;
break;
default:
SignalError(EE(),
"java/lang/IllegalArgumentException", NULL);
return 0;
}
return 1;
}
А.4 Строки
Родные методы часто должны использовать строковые объекты String. Заголовочный файл <<javaString.h>> определяет несколько функций, помогающих в решении этой задачи. Все функции, преобразующие объекты String языка Java в строки C, переносят в них только младшие 8 бит символов Unicode. Эти функции работают с дескрипторами, которые передаются родным методам, хранятся в структурах языка C или создаются с помощью приведенных ниже функций.
char *allocCString(Hjava_lang_String *str)
Вызывает функцию malloc языка C для создания буфера, размер которого достаточен для хранения строки. Когда вы закончите работать со строкой, не забудьте вызвать free для возвращенного указателя.
char *javaString2CString(Hjava_lang_String *str, char buffer[], int length)
Копирует до length символов из str в buffer. Размещение и освобождение буфера лежит на совести программиста. Для удобства функция возвращает buffer.
char *makeCString(Hjava_lang_String *str)
Возвращает строку языка C, которая может быть уничтожена сборщиком мусора. Сборщик мусора в поисках ссылок сканирует не только объекты Java, но и данные C, поэтому строка не может быть уничтожена им в случае, если указатель на нее используется в родном методе.
int javaStringLength(Hjava_lang_String *str)
Возвращает длину строки Java. Функции передается параметр-дескриптор.
unicode *javaString2unicode(Hjava_lang_String *str, unicode *buf, int len)
Копирует до len символов Unicode из str в буфер buf. Тип данных unicode определяется при включении файла <<native.h>> и представляет собой 16-разрядное символьное значение.
Для создания новых объектов используется функция makeJavaString:
Hjava_lang_String *makeJavaString(char *str, int len)
Возвращает дескриптор нового строкового объекта, созданного на основе строки str языка C, с использованием начальных len байтов строки. Длина не должна учитывать нуль-байт, завершающий строку в языке C.
Если какой-либо из этих методов столкнется с ошибкой (например, нехваткой памяти), он вызывает SignalError с соответствующим исключением и возвращает NULL. В этом случае необходимо выполнить нужные завершающие действия и выйти из функции.
Ниже показано, как можно написать родной метод с использованием функции strxfrm, соответствующей стандарту ANSI C, которая по обычной 8-разрядной строке стандарта Latin-1 создает порядковую строку, соответствующую локальному языковому контексту. Созданная строка может использоваться для сравнения исходной строки с другими строками. Локальный языковой контекст определяет порядок сортировкипринятый во французском языке, норвежском, испанском и т.д. Сортировка строк с помощью функции strxfrm выполняется следующим образом:
Вызовите strxfrm для двух строк, чтобы создать для каждой из них порядковую строку.
Сравните порядковые строки функцией strcmp, которая возвращает отрицательное, равное нулю или положительное число, если первая строка соответственно меньше, равна или больше второй.
Упорядочите исходные строки в зависимости от результатов вызова strcmp для двух порядковых строк.
Эта процедура может пригодиться, если вашей программе часто приходится сортировать строки в соответствии с локальным языковым порядком. Другая возможность заключается в том, чтобы применить strcoll вместо strcmp. Вызов функции strcoll обходится дороже, чем обращение к strcmp, но он не требует хранения порядковых строк для их последующего использования.
Приведем пример класса, который содержит вспомогательные методы, учитывающие особенности языков при работе со строками:
package local;
public class LocalString {
/** возвращает порядковую строку для str */
public native static String xfrm(String str);
/** сортирует массив в соответствии с локальным контекстом */
public native static String[] sort(String[] input);
static {
System.loadLibrary("LocalString");
}
}
Метод sort мы рассмотрим в следующем разделе.
Вот один из способов реализации xfrm:
HString *
local_LocalString_xfrm(
struct Hlocal_LocalString *this_h,
Hjava_lang_String *str_h)
{
Hjava_lang_String *retval;
char *str, *xfrm;
size_t xfrm_len;
set_locale();
str = allocString(str_h);
if (str == Null)
return NULL; /* функция allocString() вызвала SignalError */
xfrm_len = strxfrm(Null, str, 0);
if ((xfrm = (char *)malloc(xfrm_len + 1)) == NULL) {
SignalError(EE(),
"java/lang/OutOfMemorytException", NULL);
return NULL;
}
strxfrm(xfrm, str, xfrm_len);
retval = makeJavaString(xfrm, xfrm_len);
free(xfrm);
free(str);
return retval;
}
Первое, что мы должны сделать - это настроить локальный контекст функцией set_locale:
#include <<locale.l>>
void
set_locale()
{
static int done_set = 0;
if (!done_set) {
setlocale(LC_COLLATE, "");
done_set++;
}
}
Функция setlocale устанавливает алгоритм сравнения строк для локального контекста, заданного переменными среды, на что указывает параметр "". После выхода из set_locale мы выделяем место под новую строку языка C, содержимое которой совпадает с содержимым передаваемого параметра, и проверяем возможные ошибки. Далее мы используем вариант функции strxfrm, который возвращает количество символов для порядковой строки, выделяем буфер, рассчитанный на данное количество символов плюс один символ для нуль-байта, и заполняем буфер функцией strxfrm. Затем мы вызываем makeJavaString, чтобы создать новый объект String, содержащий порядковую строку. Перед тем, как возвращать ее, необходимо освободить выделенную память. Наконец, мы возвращаем объект String, содержащий порядковую строку.
Ничто не может помешать программе на C модифицировать символы в структуре Classjava_lang_String, соответствующей объекту String языка Java. Тем не менее, это нарушает гарантию того, что объекты String доступны только для чтения, на которую часто полагаются runtime-система Java, сгенерированный программный код и классы. Например, два объекта String с одинаковым содержимым часто могут совместно использовать одну и ту же область памяти. Модификация одного объекта String не только нарушает гарантию— она может привести к одновременной модификации других объектов String.
Упражнение А.3
Напишите родной метод, который выводит содержимое объекта String.
Упражнение А.4
Напишите родной метод, который возвращает системную строку, недоступную классам Java— например, имя текущего рабочего каталога или папки.
Упражнение А.5
Напишите класс, который использует родные методы для того, чтобы предоставить программам на Java доступ к какой-нибудь библиотеке вашей системы.