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Universidade Federal do ABC Disciplina: Linguagens de Programação (BC-0501)

Assunto: Primeiro programa em Java (compilação e execução)

Primeiro programa em Java (compilação e execução)

Introdução Este roteiro de aula prática tem o objetivo de auxiliar o aluno a escrever, compilar e executar o seu primeiro programa na linguagem Java.

Compilar significa traduzir o programa escrito em uma linguagem de programação de alto nível (ex: Java) em uma linguagem de máquina, que pode ser compreendida e executada pelo processador (ex: Intel Pentium) do computador em um determinado sistema operacional (ex: Microsoft Windows). No caso de Java, o programa não é compilado para uma plataforma (processador e sistema operacional) específica, mas para uma linguagem chamada bytecode de uma máquina virtual (JVM – Java Virtual Machine). A máquina virtual é emulada em software em várias plataformas diferentes, de modo que um mesmo programa em bytecode pode ser executado em todas elas. Essa característica se chama “portabilidade”. Repare que isso não é verdade para outras linguagens.

O programa será digitado pelo aluno usando um editor de textos comum (ex: Bloco de Notas) e compilado manualmente através de linha de comando (ex: o prompt de comando, do Windows). Para os próximos programas em Java será utilizado um ambiente (aplicação) mais amigável, mas também mais complexo, chamado de IDE (Integrated Development Environment ou ambiente integrado de desenvolvimento).

Obs.: Essa prática foi concebida para ser realizada no sistema operacional Microsoft Windows para torná-la mais apropriada para iniciantes. Entretanto, com pequenas modificações, ela pode ser executada em outros ambientes, como Linux. O programa Java e a forma de compilação e execução permanecem inalterados.

Preparativos iniciais Esta prática supõe que JDK (Java Standard Edition Development Kit) está instalado na máquina, mais precisamente o Java 5, com o JDK jdk1.5.0_08 (isso significa que é o Java 5).

1. Verifique se o JDK está instalado e qual a versão dele. Use o Windows Explorer (clicar com o botão da direita em “Iniciar” e então selecionar a opção “Pesquisar” no menu). Vá na pasta “Java” dentro de “Arquivos de Programas” e veja a versão do JDK. Qualquer versão que seja “jdk1.5” (Java 5) pode ser usada.

2. Verifique se o compilador e interpretador estão configurados para serem acessados através da linha de comando. Inicie um prompt de comando, clicando em “Iniciar”, depois em “Executar”, digitando “cmd” e clicando em OK. A janela que aparecerá deverá ser como:

3. Digite o comando “path”, que mostra o conteúdo da variável PATH, que informa em quais caminhos (pastas e sub-pastas) o sistema operacional deve procurar os programas a serem executados. Se o caminho da pasta onde os programas se encontram estiver configurado, deve haver “Arquivos de programas\Java\jdk1.5.0_08\bin” como parte do resultado desse comando.

4. Teste o compilador Java, digitando “javac”. Se uma mensagem grande, iniciada por “Usage: javac <options> <source files>” for impressa, então o compilador foi executado. Senão, uma mensagem de erro como a seguinte deve ser apresentada: “'javac' não é

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reconhecido como um comando interno ou externo, um programa operável ou um arquivo em lotes.”.

5. No caso de haver erro, uma solução é digitar o caminho completo: “c:\"Arquivos de programas"\Java\jdk1.5.0_08\bin\javac”, que pode ser inconveniente.

6. Outra solução é alterar a configuração para aquele promt de comando, mas que terá que ser refeita todas as vezes todas as vezes que se abrir um novo prompt. Isso é realizado através do comando “path %PATH%;c:\Arquivos de programas\Java\jdk1.5.0_08\bin”. Teste novamente.

7. Uma solução definitiva é alterar as configurações do sistema que valerá definitivamente para todos os programas do Windows. Na área de trabalho, clique com o botão da direita em “Meu computador” e depois selecione a opção “Propriedades” no menu. Então, selecione a aba “Avançado” e clique no botão “Variáveis de ambiente”. Na parte inferior da janela, selecione a variável “Path” e clique em “Editar”. Em “Valor da variável”, vá até o final da linha e acrescente “;c:\Arquivos de programas\Java\jdk1.5.0_08\bin”. Lembre-se de iniciar com “;” (ponto e virgula), que separa os diferentes caminhos que estão configurados nessa variável.

Abra outro prompt de comando e teste o comando “javac”.

Observação: Em algumas situações você pode não ter permissão de mudar as configurações do sistema. Nesse caso, a solução mais adequada seria a segunda (alterar o conteúdo da variável PATH manualmente todas as vezes).

Exercício a – Digitando o programa 8. Abra o Bloco de Notas (clicando em Iniciar/Programas/Acessórios/Bloco de Notas) ou outro

editor simples que salve o texto em formato ASCII e digite o programa abaixo (sem os números de linhas):

1 // Primeiro programa em Java 2 public class BemVindo 3 { 4 public static void main(String args[]) 5 { 6 System.out.println("Bem-vindo a UFABC"); 7 } 8 }

9. Explicação do programa: • A linha “1” contem um comentário, pois é iniciada com “//” . Existem outras formas de

se inserir comentários em um programa Java. • A linha “2” contem a declaração da classe “BemVindo”. Por enquanto é suficiente

entender que uma classe precisa das palavras reservadas “public” e “class” e que “BemVindo” é um nome qualquer, mas que como será visto adiante, precisa ser igual ao nome do arquivo que vai conter a classe.

• Na linha “3”, o caractere “{“ (abre chaves) indica que tudo o vem a seguir pertence à classe BemVindo, até o seu encerramento com “}”.

• A linha “4” declara o método principal (main) dessa classe, que será executado quando o programa for iniciado. A declaração “public static void main(String args[])” é necessária exatamente desta forma (com o tempo, cada palavra será compreendida, mas por enquanto é suficiente saber que isso é necessário). Nem todas as classes precisam ter um método “main”.

• Na linha “5”, o caractere “{“ (abre chaves) indica que tudo o vem a seguir pertence ao método “main”, até o seu encerramento com “}”.

• A linha “6” contem o comando “System.out.println(“Bem-vindo a UFABC”);” que imprime na tela (linha de comando) a mensagem “Bem-vindo a UFABC”. “System.out” é um objeto de saída padrão e “println” um método que imprime um string (conjunto de caracteres) e passa para a próxima linha. Existem outros métodos para imprimir na tela como será visto a seguir, além de métodos para imprimir em janelas gráficas. Repare que não foi usada a crase, como seria necessário em bom português. No entanto, existem alguns problemas com relação à acentuação, principalmente quando se lida com programas que executam em linha de comando. Todos que já acessaram endereços na Internet, sem pontuação e cedilhas já experimentaram isso.

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• As linhas “7” e “8” encerram o método “main” e a classe “BemVindo”, respectivamente.

10. Salve o programa com o nome “BemVindo.java”, sem as aspas em uma pasta de fácil acesso, como “C:\temp\java”. Se essa pasta não existir, ela deve ser criada. A extensão “.java” é obrigatória em programas Java. O nome antes da extensão deve obrigatoriamente ser igual ao nome da classe “public”, observando que existe diferença entre letras maiúsculas e minúsculas. Em inglês, diz-se que Java é “case sensitive” porque o compilador é sensível a diferenças entre letras maiúsculas (upper case) e minúsculas (lower case). Um arquivo pode conter várias classes, mas apenas uma delas deve ser declarada como “public”. Entretanto, é desaconselhado usar essa prática de programação, ou seja, recomenda-se usar apenas uma classe “public” em cada arquivo “.java”.

Exercício b – Compilando e executando o programa 11. Assumindo que o JDK está devidamente instalado na sua máquina e que o acesso a ele via

linha de comando está devidamente configurado, o próximo passo é compilar o programa. Abra o “prompt de comando” do Windows, através de Iniciar/Executar, digitar “cmd” em “Abrir” e clicar em “OK”.Então, digite o comando “cd c:\temp\java” para mudar para o diretório (pasta) apropriado (cd = change directory), assumindo que “c:\temp\java” é a pasta onde o arquivo contendo o programa digitado foi salvo (item 10).

12. Para compilar o programa, use o compilador “javac” digitando o comando:

C:\Temp\java>javac BemVindo.java

C:\Temp\java>

Caso não haja nenhum erro, a tela voltará para o prompt de comando sem mostrar nenhuma mensagem. Mensagens de erro serão mostradas caso contrário (o que é mais comum , ou seja, é muito difícil, mesmo para programadores experientes, digitar um programa e não cometer nenhum tipo de erro de sintaxe).

13. Observe que, se não houver nenhum erro de compilação, um arquivo com o nome “BemVindo.class” é criado, contendo os bytecodes referente a este programa Java.

14. Para executar o programa, use o comando “java", que carrega a JVM e interpreta os bytecodes. O comando e o seu resultado esperado são:

C:\Temp\java>java BemVindo

Bem-vindo a UFABC

C:\Temp\java>

Observe que a extensão “.class” não deve ser incluída no nome do arquivo. Caso contrário, ocorrerá um erro.

Exercício c – Observando e compreendendo mensagens de erro 15. As possibilidades para a ocorrência de erros quando se compila e executa um programa são

muito grandes, e com a experiência se aprende a identificar e corrigir os mais comuns. Outros, no entanto, não são nada óbvios e freqüentemente consomem uma boa parte do tempo dos programadores. Alguns exemplos são apresentados a seguir (caso você ainda não os tenha experimentado).

16. Erros referentes ao nome do arquivo “.java” errado.

C:\Temp\java>javac BenVindo.java (foi digitado “Ben” com “n”).

error: cannot read: BenVindo.java

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C:\Temp\java>javac Bem Vindo.java (“Bem Vindo” com um espaço em branco).

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javac: invalid flag: Bem

Usage: javac <options> <source files>

...

17. Erros referentes ao arquivo “.class”. Exclua o arquivo “BemVindo.class” (pode usar o comando “del" ou então o Windows Explorer).

C:\Temp\java>java BemVindo

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: BemVindo

Essa mensagem estranha (por enquanto) significa que o arquivo BemVindo.class não foi encontrado.

18. Compile novamente o programa, com “javac” e digite o comando:

C:\Temp\java>java BemVindo.class

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: BemVindo/class

Dessa vez, o erro ocorreu porque foi digitada a extensão “.class” , que deve ser omitida..

19. Erros referentes ao nome do arquivo diferente do nome da classe “public”. Faça uma cópia do programa “BemVindo.java” para algo como “MeuPrograma.java” e tente compilá-lo:

C:\Temp\java>javac MeuPrograma.java

MeuPrograma.java:3: class BemVindo is public, should be declared in a file

BemVindo.java

public class BemVindo

^

1 error

C:\Temp\java>

Essa mensagem identifica um erro na linha 3 (“:3:”), porque a classe BemVindo é pública e deve ser declarada em um arquivo chamado BemVindo.java. Experimente também alterar o nome do arquivo “BemVindo.java” para letras minúsculas, ou seja, “bemvindo.java”. O compilador irá fazer a mesma reclamação.

20. Erros de sintaxe (escrita) no programa. Retire o caractere “;” (ponto de virgula) do final da linha “System.out.println(“Bem-vindo a UFABC”);”.

C:\Temp\java>javac BemVindo.java

BemVindo.java:8: ';' expected

}

^

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Essa mensagem reclama da falta do “;”. Uma pergunta que surge facilmente é: por que ele diz que o problema é na linha “8”, antes do “}” e não na linha “7”, depois do “)”? A reposta é que o “;” não precisa necessariamente estar no final da linha e o compilador o procura nas próximas linhas até encontrar algo que não devia estar lá, no caso o “}”. Experimente incluir o “;” antes do “}” na linha “8” ou abrir uma linha depois da linha “7” e antes da linha “8” atual e incluir somente o “;”, para confirmar como isso funciona. No entanto, não é considerada uma boa prática de programação, porque dificulta a legibilidade e compreensão do programa.

21. Experimente introduzir outros erros de sintaxe, como por exemplo, remover o “}” final ou alterar uma palavra “public” para “publica”.

Exercício d – Alterando o programa 22. Como já foi mencionado, existem outros métodos para imprimir uma mensagem em uma tela

de linha de comando, além do “println”, que serão explorados agora.

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23. Faça uma cópia do programa BemVindo.java para BemVindo2.java. Lembre-se de alterar o nome da classe pública também.

24. Usando o método “print”. Substitua a linha:

6 System.out.println("Bem-vindo a UFABC ");

por

6 System.out.print ("Bem-vindo a "); 6.1 System.out.println (" UFABC ");

Compile o programa. O resultado deve ser igual ao programa anterior, porque o método “print” imprime a mensagem, mas não passa para a próxima linha

25. Substitua agora o método “print” por “println” e veja o resultado. As mensagens “Bem-vindo a” e “ UFABC” devem ser impressas em linhas diferentes agora.

26. Usando o método “printf”, para obter uma saída formatada. O “printf” consegue tratar de diferentes tipos de dados e não apenas strings (conjuntos de caracteres). Edite o arquivo chamado MeuPrograma.java criado anteriormente e faça as modificações indicadas a seguir.

27. Pulando de linha com a seqüência de escape “\n”. Use o comando “printf” da seguinte forma:

6 System.out.printf("Bem-vindo a UFABC\n ");

O “\n” dentro do “printf” informa que a saída deve passar para a próxima linha. Insira outros “\n” em outros pontos da mensagem para ver o efeito.

Existem outras seqüências de escape, como “\t”, “\r” e “\\”. Experimente-as. Observe que essas seqüências funcionam também com “print” e “println”, mas são mais freqüentemente usadas com “printf” (por conta das origens na linguagem C).

28. Usando a saída formatada. Transforme a linha de impressão anterior em um comentário (com “//”) e digite esta:

System.out.printf("%s\n%s\n", "Bem-vindo ", " a UFABC ");

Agora o método “printf” está sendo invocado (usado) com 3 argumentos, separados por vírgulas. O primeiro argumento contém o “string de argumento” composto de especificadores de formato (iniciados por “%”) e seqüências de escape. Nesse caso, “%s” significa que vai ser formatado um string. Repare que existe dois “%s” no string de argumento e outros dois argumentos após ele. É necessário que haja um casamento entre a quantidade de especificadores de formato e de argumentos após o string de argumentos. Existem outros especificadores de formato, como para números inteiros (%d) e reais (%f).

29. Novamente comente a linha de impressão anterior (com “//”) e digite esta:

System.out.printf("%s\n%s%d\n%s%f\n", "Nome: Maria", "Idade: ", 19, "Altura: ", 1.69);

Repare agora que a seqüência representa a formatação da saída e ficou mais complexa “%s\n%s%d\n%s%3.2f\n”. Existem cinco especificadores de formato e cinco argumentos após o string de argumento. Os tipos dos especificadores devem coincidir com os tipos dos argumentos, ou seja, por exemplo “%s” com “Idade: ”, “%d” com 19 e “%f” com 1.69.

Experimente trocar a idade (19) por um nome, para observar um erro de execução. Porém, nem sempre ocorrem erros desse tipo para nos avisar, porque Java tenta fazer conversão de tipos em tempo de execução. Algumas vezes o programa fica com um erro de lógica e pode imprimir resultados incorretos, inclusive em relatórios importantes (imagine, no balanço de uma empresa, ou nome seu contra-cheque!).

Para a altura ser impressa apenas com duas casas decimais, substitua “%f” por “%.2f”.

Outra maneira de obter o mesmo efeito, mas misturando as mensagens com o string de argumento e separando dos verdadeiros valores é:

System.out.printf(“Nome: %s\nIdade: %d\nAltura: %3.2f\n”, “Maria", 19, 1.69);

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Exercício para casa 1. Uma prática comum entre programadores é que o seu primeiro programa em uma linguagem

de programação deve dizer olá para o mundo, em inglês “Hello world!”. Escreva um programa que imprima essa mensagem, lembrando-se de coincidir o nome do arquivo com o nome da classe. Faça pelo menos três versões desse programa, para usar os métodos “System.out.print”, “System.out.println” e “System.out.printf”.

2. Escreva um programa que imprime os números de 1 a 10 em uma linha e de 11 a 20 na linha seguinte. Os números devem ter um espaço de alguns caracteres entre eles e os de baixo devem estar alinhados com os de cima. Dica: use a seqüência de escape “\t” para que os números se posicionem em marcas de tabulação pré-definidas.

3. No programa anterior, os números de baixo foram alinhados aos de cima pela esquerda, quando o comum para números é o alinhamento pela direita. Escreva um programa que faça o alinhamento pela direita. Dica: Use o especificador de formato “%d” indicando a quantidade de dígitos que o numero deve ter que você obterá o alinhamento pela direita.

4. Faça um programa que imprima a seguinte operação matemática:

123 + 8 --- 131