Issuu

knihovna programátora RUDOLF PECINOVSKÝ

Java 21

Kompletní příručka jazyka

GRADA Publishing

Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Rudolf Pecinovský

Java 21 Kompletní příručka jazyka Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 obchod@grada.cz, www.grada.cz tel.: +420 234 264 401 jako svou 8677. publikaci Odpovědný redaktor: Petr Somogyi Grafická úprava a sazba Rudolf Pecinovský Počet stran 640 První vydání, Praha 2023 Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s. © Grada Publishing, a.s., 2023 Cover Design © Grada Publishing, a. s., 2023 Cover Photo © Depositphotos

Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-271-7041-8 (pdf) ISBN 978-80-247-0599-6 (print)

Všem, kteří se chtějí něco naučit

Java 21 – Kompletní příručka jazyka

Stručný obsah Stručný obsah

Část I Neobjektové konstrukce

1 Prostředí JShell ....................................................................................................... 36 2 Základní datové typy a jejich literály ..................................................................... 58 3 Proměnné ................................................................................................................. 82 4 Základní operátory .................................................................................................. 96 5 Definice metod....................................................................................................... 115 6 Ostatní operátory .................................................................................................. 135 7 Pole......................................................................................................................... 165 8 Rozhodování .......................................................................................................... 181 9 Opakování části kódu ........................................................................................... 200

Část II Základní objektové konstrukce

221

10 Základy objektově orientovaného paradigmatu ............................................... 222 11 Třídy a jejich členy .............................................................................................. 246 12 Vytvoření aplikace a vývojová prostředí ........................................................... 270 13 Balíčky a knihovny .............................................................................................. 291 14 Dokumentace API ................................................................................................ 310 15 Konstrukce interface ........................................................................................... 322 16 Podrobnosti o konstruktorech ........................................................................... 340 17 Úvod do dědění implementace........................................................................... 357 18 Viditelnost členů tříd ........................................................................................... 380 19 Virtuální metody a jejich přebíjení ..................................................................... 396 20 Abstraktní třídy .................................................................................................... 407 72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 6 z 641

Stručný obsah

Část III Pokročilejší objektové konstrukce

419

21 Výjimky a aserce ................................................................................................. 420 22 Generické datové typy a metody ....................................................................... 447 23 Typové parametry a argumenty ......................................................................... 466 24 Interní datové typy .............................................................................................. 487 25 Výčtové typy – třídy typu enum ......................................................................... 503 26 Záznamové třídy – třídy typu record .................................................................. 521 27 Další použití rozpoznávání vzorů ....................................................................... 537 28 Lambda-výrazy .................................................................................................... 552 29 Anotace a šablonové procesory ........................................................................ 569 30 Vlákna a paralelní procesy ................................................................................. 584 31 Moduly.................................................................................................................. 593 32 Kategorie datových typů, hodnotové typy ........................................................ 607

Část IV Přílohy

615

A Tvorba jednoduchého GUI ................................................................................... 616 Literatura.................................................................................................................... 630 Rejstřík ....................................................................................................................... 632

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 7 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka

Podrobný obsah Podrobný obsah

Stručný obsah ............................................................................................................... 6 Podrobný obsah ............................................................................................................ 8 Úvod ............................................................................................................................. 25 Komu je kniha určena .................................................................................................................... 25 Koncepce výkladu .......................................................................................................................... 25 Rozdělení textu ............................................................................................................................... 26 Terminologie ................................................................................................................................... 26 Použité nástroje.............................................................................................................................. 27 Vývojová sada JDK............................................................................................................................. 27 Vývojové prostředí JShell .................................................................................................................. 27 Samostatné vývojové prostředí ........................................................................................................ 27 Doprovodné programy ....................................................................................................................... 28 Zlom ............................................................................................................................................... 28 Předběžné definice nových konstrukcí ............................................................................................ 29 Předběžná funkce/konstrukce/vlastnost (Preview Feature) .......................................................... 29 Globální nastavení podpory předběžných konstrukcí.................................................................... 29 Experimentální funkce/konstrukce/vlastnost (Experimental Feature) ........................................... 30 Inkubační funkce/konstrukce/vlastnost (Incubating Feature, Incubator) ....................................... 30

Syntaktické definice a diagramy ................................................................................................... 30 Použité typografické konvence..................................................................................................... 30 Odbočka – podšeděný blok ............................................................................................................... 32

Zpětná vazba................................................................................................................................... 32

Část I Neobjektové konstrukce

1 Prostředí JShell ....................................................................................................... 36 1.1 Nejprve trocha terminologie................................................................................................... 36 Objektově orientované paradigma – OO paradigma, OOP ........................................................... 37 Objekt v programu ......................................................................................................................... 37 Třída, datový typ ............................................................................................................................ 37 Proměnná ...................................................................................................................................... 38 Atributy ........................................................................................................................................... 38 Metody ........................................................................................................................................... 38 Vlastnosti ....................................................................................................................................... 38 Interní typy ..................................................................................................................................... 38 Členy .............................................................................................................................................. 38

1.2 Charakteristika programu a prostředí JShell ....................................................................... 38 1.3 Problémy s klávesnicí ............................................................................................................. 39 1.4 Příprava programu JShell a první spuštění .......................................................................... 39 Dávkové soubory pro Windows ........................................................................................................ 40 Po spuštění ......................................................................................................................................... 41

1.5 Úryvky (snippets) .................................................................................................................... 42 Použití proměnných ........................................................................................................................... 43

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 8 z 641

Podrobný obsah

Identifikace úryvků ............................................................................................................................. 44 Středník ............................................................................................................................................... 44 Více objektů na řádku, zavlečené chyby .......................................................................................... 44

1.6 Příkazy (commands) ............................................................................................................... 45 Vyloučení úryvku: /drop ................................................................................................................... 46 Přehled aktivních úryvků: /list ...................................................................................................... 46 Přehled všech úryvků: /list -all ................................................................................................. 47 Přehled objektů daného druhu .......................................................................................................... 47 Uložení aktivních úryvků: /save <file> ....................................................................................... 48 Uložení všech zadaných úryvků: /save -all <file> ................................................................ 49 Uložení dosavadního průběhu seance: /save -history <file> ............................................. 49 Načtení skriptu: /open <file> ....................................................................................................... 49 Ukončení seance: /exit .................................................................................................................. 49 Restart: /reset ................................................................................................................................. 50 Znovuzavedení: /reload -restore............................................................................................... 50 Nastavení startovního skriptu: /set -start <file> .................................................................. 50 Nastavení zpětnovazebního režimu: /set feedback ................................................................... 50 Aktivace dalšího zdroje: /env .......................................................................................................... 51 Nápověda: /? ...................................................................................................................................... 52

1.7 Základní syntaktická pravidla ................................................................................................ 52 Bílé znaky ............................................................................................................................................ 52 Komentáře ........................................................................................................................................... 53

1.8 Ovládání ................................................................................................................................... 54 Použití editoru ..................................................................................................................................... 54 Nastavení vlastního editoru ............................................................................................................... 57

1.9 Doprovodné programy............................................................................................................ 57 1.10 Soubory pro opakování ........................................................................................................ 57

2 Základní datové typy a jejich literály ..................................................................... 58 2.1 Datové typy .............................................................................................................................. 58 Dělení datových typů.......................................................................................................................... 59 Primitivní datové typy ........................................................................................................................ 60 Implicitní kódování znaků – UTF-8 .................................................................................................... 61 Objektové datové typy ....................................................................................................................... 61 Odkazy na objekty ......................................................................................................................... 62

2.2 Literály...................................................................................................................................... 62 Literály typu boolean......................................................................................................................... 62 Literály typu int ................................................................................................................................ 63 Historická vsuvka – číselné soustavy .............................................................................................. 63 Názvy skupin bitů ............................................................................................................................... 64 Literály typu long .............................................................................................................................. 66 Literály typu byte a short ............................................................................................................. 66 Literály typu double.......................................................................................................................... 66 Celé číslo s příponou ..................................................................................................................... 67 Obyčejné desetinné číslo............................................................................................................... 67 Číslo v exponentovém tvaru .......................................................................................................... 67 Literály typu float ............................................................................................................................ 69 Literály typu char .............................................................................................................................. 69 Prázdný odkaz null ........................................................................................................................... 72 Literály typu String.......................................................................................................................... 73 Odbočka: volání metod .................................................................................................................. 73 Příklady .......................................................................................................................................... 74 Textové bloky ...................................................................................................................................... 76 Literály typu Class ............................................................................................................................. 79

2.3 Ještě trocha terminologie....................................................................................................... 79 2.4 Nestandardní hodnoty reálných typů .................................................................................... 79 72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 9 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka 2.5 Soubory pro opakování .......................................................................................................... 81

3 Proměnné ................................................................................................................. 82 3.1 Pravidla pro tvorbu identifikátorů.......................................................................................... 82 Používání znaku $ ............................................................................................................................... 84 Konvence pro velikost písmen .......................................................................................................... 84

3.2 Druhy typování ........................................................................................................................ 85 Statické × dynamické typování ......................................................................................................... 85 Definice × odvození datového typu ............................................................................................... 85 Silné (přísné) × slabé typování .......................................................................................................... 86 Shrnutí ................................................................................................................................................. 86

3.3 Definice × deklarace................................................................................................................ 86 3.4 Deklarace a definice proměnných ......................................................................................... 87 3.5 Středníky .................................................................................................................................. 89 3.6 Současná deklarace více proměnných ................................................................................. 90 Reakce prostředí JShell ..................................................................................................................... 90

3.7 Redeklarace proměnných v JShell ........................................................................................ 90 3.8 Deklarace s přiřazením počáteční hodnoty .......................................................................... 92 Pozor na velikost znaků ..................................................................................................................... 92 Zpět k deklaraci s přiřazením počáteční hodnoty ........................................................................... 93

3.9 Syntaktický diagram ............................................................................................................... 94 3.10 Definice proměnných s využitím var .................................................................................. 94 3.11 Soubory pro opakování ........................................................................................................ 95

4 Základní operátory .................................................................................................. 96 4.0 Inicializace prostředí JShell ................................................................................................... 97 4.1 Nejprve trocha teorie .............................................................................................................. 97 4.2 Operátor přiřazení = ................................................................................................................ 98 Přiřazení je výraz ................................................................................................................................ 98

4.3 Unární + a - ........................................................................................................................ 99 4.4 Aritmetické operátory + - * / % ................................................................................ 99 Operátor sčítání .................................................................................................................................. 99 Sčítání stringů ................................................................................................................................ 99 Operátor odčítání .............................................................................................................................. 100 Operátor násobení ............................................................................................................................ 101 Operátor dělení ................................................................................................................................. 101 Operátor zbytku po dělení ............................................................................................................... 101

4.5 Kulaté závorky ()................................................................................................................. 102 Alternativní řešení ............................................................................................................................ 103

4.6 Operátor přetypování (typ) ................................................................................................ 103 Implicitní přetypování....................................................................................................................... 103 Příklady implicitního přetypování ................................................................................................... 104 Explicitní přetypování ...................................................................................................................... 106 Priorita.......................................................................................................................................... 106 Kontrola........................................................................................................................................ 106 Explicitní přetypování hodnot primitivních typů ........................................................................... 107 Příklady ........................................................................................................................................ 107 Přetypování instancí objektových datových typů ......................................................................... 109 Univerzální „přetypování“ na String............................................................................................. 110 Textový podpis ................................................................................................................................. 111

4.7 Specifika číselných typů....................................................................................................... 111 Malé celočíselné typy ....................................................................................................................... 111 Ztráta přesnosti ................................................................................................................................. 113 Pořadí vyhodnocování ..................................................................................................................... 113 První příklad ................................................................................................................................. 114 Druhý příklad................................................................................................................................ 114

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 10 z 641

Podrobný obsah

4.8 Soubory pro opakování ........................................................................................................ 114

5 Definice metod....................................................................................................... 115

5.1 Historické ohlédnutí .............................................................................................................. 115 5.2 Definice a volání metody ...................................................................................................... 116 5.3 Volání metody ........................................................................................................................ 118 5.4 Metody s parametry .............................................................................................................. 119 Parametry versus argumenty .......................................................................................................... 120 Více parametrů .................................................................................................................................. 121 Předávání hodnot parametrům ....................................................................................................... 121

5.5 Metody vracející hodnotu ..................................................................................................... 122 5.6 Přetěžování metod ................................................................................................................ 122 5.7 Lokální proměnné metod...................................................................................................... 124 Postup volání metody ...................................................................................................................... 125 Parametry × lokální proměnné ........................................................................................................ 125 Zásobník návratových adres – ZNA ................................................................................................ 126 Životnost lokálních proměnných .................................................................................................... 126

5.8 Příklady .................................................................................................................................. 127 Jídelna ............................................................................................................................................... 128 Návratová hodnota ........................................................................................................................... 128 Definice metod v editoru .................................................................................................................. 128

5.9 Metody s proměnným počtem argumentů .......................................................................... 128 5.10 Přehled definovaných metod ............................................................................................. 129 5.11 Syntaktický diagram ........................................................................................................... 130 5.12 Přímé spuštění souboru se sadou metod (preview) ........................................................ 131 Definice spustitelného souboru ...................................................................................................... 131 Překlad a spuštění vytvořeného programu.................................................................................... 132 Omezení oproti JShell ...................................................................................................................... 134

5.13 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 134

6 Ostatní operátory .................................................................................................. 135

6.1 Inkrementační a dekrementační operátory ++ -- .......................................................... 135 6.2 Porovnávací operátory < <= == != >= > ............................................................ 137 Testování shody reálných čísel ...................................................................................................... 138 Zvláštnosti porovnávání stringů ..................................................................................................... 139 p12 == false............................................................................................................................ 140 p13 == true .............................................................................................................................. 140 p23 == false............................................................................................................................ 141 Porovnávání objektů reprezentujících hodnotu ............................................................................ 141

6.3 Logické operátory ! & && | || .............................................................................. 141 6.4 Bitové operátory ~ & | ^ << >> >>> ................................................................ 143 6.5 Složené přiřazovací operátory Op= .................................................................................... 147 Příklady využití přetypování ............................................................................................................ 147

6.6 Ternární operátor :? – podmíněný výraz.......................................................................... 148 Ještě jednou porovnávání reálných čísel ...................................................................................... 150

6.7 Přepínač – výraz switch ..................................................................................................... 151 Pravidla .............................................................................................................................................. 152 Příklad ................................................................................................................................................ 152

6.8 Operátor instanceof .......................................................................................................... 153 Rozšíření funkcionality operátoru instanceof ............................................................................ 156

6.9 Zbylé operátory: new

[]

()

. .............................................................................. 157

Operátor new ..................................................................................................................................... 157 Operátor . (tečka) ........................................................................................................................... 158 Operátor [] ....................................................................................................................................... 159 Operátor volání metody () .............................................................................................................. 159

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 11 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka 6.10 Priorita, asociativita a komutativita operátorů ................................................................. 159 Priorita ............................................................................................................................................... 159 Asociativita ........................................................................................................................................ 161 Komutativita ...................................................................................................................................... 161

6.11 Šablonový výraz (předběžné – preview) ........................................................................... 161 6.12 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 164

7 Pole......................................................................................................................... 165

7.1 Strukturovaný datový typ – kontejner – pole ..................................................................... 165 7.2 Deklarace a inicializace polí ................................................................................................. 167 Syntaxe zděděná od jazyků C/C++ .................................................................................................. 168

7.3 Přiřazení hodnoty poli a přetypování polí ........................................................................... 169 7.4 Počet prvků pole ................................................................................................................... 170 7.5 Práce s prvky pole................................................................................................................. 171 7.6 Vícerozměrná pole – pole polí.............................................................................................. 173 Obdélníková pole .............................................................................................................................. 174 Zubatá pole ........................................................................................................................................ 174 Inicializace dvourozměrného pole .................................................................................................. 176 Inicializace vícerozměrného pole .................................................................................................... 177

7.7 Proměnný počet argumentů metod ..................................................................................... 177 7.8 Arrays – knihovna metod pro práci s poli ......................................................................... 178 7.9 Emulace předání argumentu odkazem................................................................................ 178 7.10 Pole a moderní programování............................................................................................ 179 7.11 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 180

8 Rozhodování .......................................................................................................... 181

8.1 Jednoduchý podmíněný příkaz............................................................................................ 181 8.2 Blok příkazů (složený příkaz) ............................................................................................... 182 Vnořování bloků................................................................................................................................ 183 Proměnné lokální v bloku ................................................................................................................ 184

8.3 Rozpoznávání vzorů operátorem instanceof ................................................................... 187 Lokální proměnná vytvořená v rámci vyhodnocování složitějšího výrazu ................................... 189

8.4 Úplný podmíněný příkaz ....................................................................................................... 190 8.5 Složený podmíněný příkaz ................................................................................................... 191 8.6 Přepínač – příkaz switch ..................................................................................................... 193 Pravidla .............................................................................................................................................. 194 Příklad ................................................................................................................................................ 196 Rozšíření funkcionality .................................................................................................................... 199

8.7 Soubory pro opakování ........................................................................................................ 199

9 Opakování části kódu ........................................................................................... 200

9.1 Obecný cyklus ....................................................................................................................... 200 9.2 Cyklus s ukončovací podmínkou – cyklus do…while ....................................................... 201 9.3 Cyklus s počáteční podmínkou – cyklus while................................................................. 202 9.4 Cyklus s parametrem – cyklus for ..................................................................................... 204 Metody s proměnným počtem argumentů ..................................................................................... 206

9.5 „Dvojtečkový“ cyklus for (cyklus „for each“) ................................................................... 208 9.6 Vnořování cyklů..................................................................................................................... 211 9.7 Cyklus s prázdným tělem ..................................................................................................... 211 9.8 Nekonečný cyklus ................................................................................................................. 212 9.9 Cyklus s podmínkou uprostřed ........................................................................................... 213 9.10 Příkaz break s návěštím .................................................................................................. 215 9.11 Příkaz continue ................................................................................................................. 216 9.12 Rekurze ................................................................................................................................ 217 Princip ................................................................................................................................................ 218

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 12 z 641

Podrobný obsah

Přímá a nepřímá rekurze .................................................................................................................. 219 Přeplnění zásobníku návratových adres ........................................................................................ 219

9.13 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 220

Část II Základní objektové konstrukce

221

10 Základy objektově orientovaného paradigmatu ............................................... 222

10.1 Předmluva ............................................................................................................................ 222 Terminologická vsuvka .................................................................................................................... 223 Syntaxe ........................................................................................................................................ 223 Sémantika .................................................................................................................................... 223 Paradigma.................................................................................................................................... 223 Přehled paradigmat podporovaných Javou................................................................................... 224 Procedurální paradigma .............................................................................................................. 224 Funkcionální paradigma .............................................................................................................. 224 Objektově orientované paradigma ............................................................................................... 225

10.2 Trocha historie .................................................................................................................... 225 10.3 Motivace OOP ...................................................................................................................... 226 10.4 Objekty ................................................................................................................................. 226 Členy objektů .................................................................................................................................... 227

10.5 Třídy a jejich instance ......................................................................................................... 227 10.6 Třída jako objekt .................................................................................................................. 228 10.7 Členy třídy a jejích instancí ................................................................................................ 229 Přežívající lokální proměnné ........................................................................................................... 230

10.8 Zprávy................................................................................................................................... 230 10.9 Metody .................................................................................................................................. 231 10.10 Entity .................................................................................................................................. 231 10.11 Polymorfismus, rozhraní, interfejs .................................................................................. 232 Rozhraní × implementace ................................................................................................................ 232 Atributy × vlastnosti ......................................................................................................................... 233 Vlastnosti v knihovně/platformě/frameworku JavaFX .................................................................. 234 Signatura × kontrakt ......................................................................................................................... 234 Rozhraní × interface ..................................................................................................................... 234 Interfejs a jeho instance ................................................................................................................... 235

10.12 Objektové datové typy ...................................................................................................... 236 10.13 Dědění ................................................................................................................................ 236 Jak potomek „rozšiřuje“ předka ................................................................................................... 237 Tři druhy dědění................................................................................................................................ 237 Přirozené (nativní) dědění ........................................................................................................... 238 Dědění typu (rozhraní) ................................................................................................................. 238 Dědění implementace .................................................................................................................. 239 Dva způsoby dědění, kachní typování............................................................................................ 239 Statické a dynamické typování .................................................................................................... 239 Strukturální dědění ...................................................................................................................... 240 Kachní typování ........................................................................................................................... 240 Hierarchie jmenovitého dědění ....................................................................................................... 240 Problémy s děděním – substituční princip Liskové (LSP) ........................................................... 240

10.14 Vlastní instance třídy a mateřská třída objektu .............................................................. 241 10.15 Tři základní principy OOP................................................................................................. 242 10.16 Jazyk UML .......................................................................................................................... 243 10.17 Správa paměti .................................................................................................................... 244 10.18 Další informace.................................................................................................................. 245 10.19 Soubory pro opakování .................................................................................................... 245

11 Třídy a jejich členy .............................................................................................. 246

11.1 Nejjednodušší definice třídy .............................................................................................. 246

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 13 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka 11.2 Konstruktory ........................................................................................................................ 247 Implicitní konstruktor ....................................................................................................................... 247 Vlastní konstruktor a skrytý parametr this .................................................................................. 247 Proč se liší podpisy .......................................................................................................................... 248 Definice tříd jako úryvky .................................................................................................................. 249

11.3 Třída se všemi členy ........................................................................................................... 249 Statické (třídní) členy ....................................................................................................................... 250 Instanční členy .................................................................................................................................. 251 Konstrukce objektů .......................................................................................................................... 252

11.4 Kvalifikace posílaných zpráv ............................................................................................. 252 Implicitní kvalifikace ......................................................................................................................... 253

11.5 Přetěžování konstruktorů ................................................................................................... 254 Kvalifikace klíčovým slovem this.................................................................................................. 257

11.6 Modifikátory přístupu a skrývání implementace .............................................................. 258 Veřejné a „neveřejné“ datové typy ................................................................................................. 259

11.7 Přístupové metody .............................................................................................................. 259 11.8 Modifikátor final .............................................................................................................. 261 Konstantní atributy ........................................................................................................................... 261 Konstanty vyhodnotitelné v době překladu ................................................................................... 261 Konstantní lokální proměnné .......................................................................................................... 262 Efektivní konstanty ........................................................................................................................... 262 Zveřejňování konstantních atributů................................................................................................ 262 Modifikátor final v procesu dědění .............................................................................................. 262 Neměnnost objektů .......................................................................................................................... 263

11.9 Primitivní a obalové datové typy – autoboxing ................................................................ 263 Převody stringů na hodnoty primitivních typů .............................................................................. 265

11.10 Důležité metody klíčových tříd......................................................................................... 266 Třída Object ..................................................................................................................................... 266 Object clone() ....................................................................................................................... 266 Mělké a hluboké kopie objektů ........................................................................................................ 266 boolean equals(Object) ...................................................................................................... 266 Class<?> getClass() ............................................................................................................. 267 int hashCode() ....................................................................................................................... 267 String toString() ................................................................................................................. 267 void finalize() ..................................................................................................................... 267 Třída String ..................................................................................................................................... 268 char charAt(int index) ...................................................................................................... 268 boolean contains(CharSequence s) ................................................................................. 268 boolean equals(Object) ...................................................................................................... 268 boolean equalsIgnoreCase(String anotherString).................................................... 268 int indexOf(int ch) ............................................................................................................. 268 int indexOf(String ch) ...................................................................................................... 268 boolean isEmpty() ................................................................................................................. 268 static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) static String join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements) ................................................................................... 268 int length()............................................................................................................................ 268 String replace(X oldX, X newX) ..................................................................................... 268 String[] split(String regex) .......................................................................................... 268 String strip() String trim() .......................................................................................... 269 String toLowerCase() String toUpperCase() .............................................................. 269 static String valueOf(X x) .............................................................................................. 269 Třída Class........................................................................................................................................ 269 boolean equals(Object) ...................................................................................................... 269 String getName() ................................................................................................................... 269

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 14 z 641

Podrobný obsah

String getSimpleName() ...................................................................................................... 269 String toString() ................................................................................................................. 269

11.11 Soubory pro opakování .................................................................................................... 269

12 Vytvoření aplikace a vývojová prostředí ........................................................... 270

12.1 Doprovodné programy........................................................................................................ 271 12.2 Malé ohlédnutí ..................................................................................................................... 271 12.3 Zdrojové soubory třídy ....................................................................................................... 272 12.4 Představení balíčků............................................................................................................. 274 Spuštění třídy z balíčku.................................................................................................................... 275

12.5 Překlad ................................................................................................................................. 276 Překlad třídy ...................................................................................................................................... 276 Překlad rozsáhlejšího programu ..................................................................................................... 278

12.6 Používání knihoven ............................................................................................................. 279 12.7 JAR-soubory ........................................................................................................................ 279 Vytvoření JAR-souboru.................................................................................................................... 280 Vytvoření knihovny........................................................................................................................... 280 Vytvoření spustitelného JAR-souboru ........................................................................................... 282

12.8 Spuštění JAR-souborů ....................................................................................................... 283 Syntaktický diagram spouštění aplikace ....................................................................................... 284 Java .............................................................................................................................................. 284 ArgumentVM ................................................................................................................................ 284 Spouštěná třída ........................................................................................................................... 284 ArgumentProgramu ...................................................................................................................... 285

12.9 Spustitelný program používající knihovnu ....................................................................... 285 12.10 Vývojová prostředí – IDE .................................................................................................. 287 JShell ................................................................................................................................................. 287 BlueJ a BlueJ++ ................................................................................................................................ 288 Nejpoužívanější profesionální IDE .................................................................................................. 288 IntelliJ IDEA ................................................................................................................................. 288 Eclipse ......................................................................................................................................... 289 NetBeans ..................................................................................................................................... 289 Visual Studio Code ...................................................................................................................... 289

12.11 Spuštění hlavní třídy a její metody main(String[]) .................................................... 290 12.12 Soubory pro opakování .................................................................................................... 290

13 Balíčky a knihovny .............................................................................................. 291

13.1 Velké programy a jejich problémy ..................................................................................... 291 13.2 Balíčky .................................................................................................................................. 292 Umístění zdrojových souborů ......................................................................................................... 293 Kořenový (implicitní, defaultní, nepojmenovaný) balíček ............................................................ 293 Podbalíčky ......................................................................................................................................... 294 Konvence pro názvy balíčků ........................................................................................................... 294 Balíčky doprovodných programů a knihoven ............................................................................... 294 Zakázaný balíček java ..................................................................................................................... 295 Názvy datových typů ........................................................................................................................ 296

13.3 Explicitní ukončení aplikace .............................................................................................. 297 13.4 Příkaz import ..................................................................................................................... 298 Import zadaného datového typu ..................................................................................................... 298 Import všech veřejných typů ze zadaného balíčku ....................................................................... 298 Podpora zadávání příkazu import ve vývojových prostředích ................................................... 299 Příkaz import v prostředí JShell .................................................................................................... 300 Výjimečnost balíčku java.lang ..................................................................................................... 300

13.5 Příkaz import static ...................................................................................................... 300 13.6 Syntaktický diagram příkazu import ................................................................................ 301 13.7 Entity soukromé v rámci balíčku ....................................................................................... 302 72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 15 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka 13.8 Typy se stejným názvem v různých balíčcích .................................................................. 304 Shrnutí ............................................................................................................................................... 306

13.9 Použití knihovny v JShell ................................................................................................... 306 Nastavení proměnné classpath .................................................................................................... 306 Nastavení importů ............................................................................................................................ 306 Ukázky ............................................................................................................................................... 307 Násilné ukončení aplikace ............................................................................................................... 307

13.10 Zakázaný balíček java ..................................................................................................... 309 13.11 Soubory pro opakování .................................................................................................... 309

14 Dokumentace API ................................................................................................ 310

14.1 Dokumentační komentáře a API ........................................................................................ 310 14.2 Proč psát srozumitelné a komentované programy .......................................................... 311 POBLIOCHA ...................................................................................................................................... 312 Jak dokumentační komentáře zobrazovat ..................................................................................... 313

14.3 Jak psát dokumentační komentáře pro javadoc ............................................................. 313 14.4 Pomocné značky pro tvorbu dokumentace ...................................................................... 314 14.5 Dokumentace balíčku a modulu ........................................................................................ 315 14.6 Vytvoření a zobrazení dokumentace ................................................................................. 317 14.7 Struktura dokumentace API ............................................................................................... 317 Struktura dokumentace datového typu .......................................................................................... 318 Rychlé vyhledání .............................................................................................................................. 319

14.8 Zpřehlednění programu ...................................................................................................... 319 14.9 Zakomentování a odkomentování části programu .......................................................... 321 14.10 Soubory pro opakování .................................................................................................... 321

15 Konstrukce interface ........................................................................................... 322

15.1 Definice typického interfejsu ............................................................................................. 322 Deklarace abstraktních metod ........................................................................................................ 323 Příklad ................................................................................................................................................ 323

15.2 Implementace interfejsu třídou .......................................................................................... 324 15.3 Interfejs se všemi přípustnými typy členů ........................................................................ 326 Motivace k rozšíření – implicitní metody........................................................................................ 326 Statické členy .................................................................................................................................... 328 Instanční členy .................................................................................................................................. 328

15.4 Dědění interfejsů ................................................................................................................. 329 15.5 Příklad .................................................................................................................................. 329 Plynulé posuny ................................................................................................................................. 330 Plynulé změny velikosti ................................................................................................................... 331 Sloučení knihoven ............................................................................................................................ 331

15.6 Výhody implicitních metod při návrhu architektury ........................................................ 332 15.7 Řešení kolizí......................................................................................................................... 333 15.8 Specifikace zdroje použité metody.................................................................................... 335 Možné problémy ............................................................................................................................... 335

15.9 Speciální interfejsy.............................................................................................................. 337 Značkovací interfejsy ....................................................................................................................... 337 java.lang.Cloneable ............................................................................................................. 337 java.io.Serializable ........................................................................................................... 337 Současné trendy a doporučení .................................................................................................... 337 Funkční interfejsy ............................................................................................................................. 337 Interfejs Iterable ............................................................................................................................ 338

15.10 Soubory pro opakování .................................................................................................... 339

16 Podrobnosti o konstruktorech ........................................................................... 340

16.1 Opakování: co víme o konstruktorech instancí ............................................................... 340 16.2 Zavádění třídy – java.lang.ClassLoader ...................................................................... 341

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 16 z 641

Podrobný obsah

16.3 Statický konstruktor – konstruktor třídy ........................................................................... 342 Konstruktor interfejsu ...................................................................................................................... 342

16.4 Instanční inicializační blok ................................................................................................. 343 16.5 Dvě části těla konstruktoru instancí.................................................................................. 343 16.6 Příklad .................................................................................................................................. 344 Konstruktor třídy .............................................................................................................................. 349 3–9: Úvodní statický inicializační blok ......................................................................................... 349 25: Předčasné použití atributu ..................................................................................................... 350 8: Nekorektní použití metod ......................................................................................................... 350 42: Předčasné použití konstanty .................................................................................................. 350 62: Nekorektní volání konstruktoru .............................................................................................. 351 Inicializační část konstruktoru instancí ......................................................................................... 351 12–15: Úvodní instanční inicializační blok ................................................................................... 351 149: Deklarace konstanty loaded ............................................................................................... 351 151–155: Inicializační výpočet ..................................................................................................... 352 163: Použití this v inicializaci..................................................................................................... 352 260–264: Závěrečný inicializační blok ......................................................................................... 352 Těla konstruktorů instancí ............................................................................................................... 352 175–180: Bezparametrický konstruktor........................................................................................ 352 188–194: Jednoparametrický konstruktor .................................................................................... 353 203–208: Dvouparametrický konstruktor ..................................................................................... 353 218–231: Tříparametrický konstruktor ......................................................................................... 353

16.7 Experimenty ......................................................................................................................... 353 16.8 Doporučení .......................................................................................................................... 354 Jediný statický inicializační blok .................................................................................................... 354 Bez instančních inicializačních bloků ............................................................................................ 354 Inicializovat všechny atributy jednotně.......................................................................................... 355

16.9 Skutečný název metody konstruktoru .............................................................................. 355 16.10 Soubory pro opakování .................................................................................................... 356

17 Úvod do dědění implementace........................................................................... 357

17.1 Úvodní poznámky................................................................................................................ 357 17.2 Definice dceřiné třídy .......................................................................................................... 358 17.3 Rodičovský podobjekt ........................................................................................................ 360 Dědění implementace od více rodičů ............................................................................................. 361

17.4 Konstruktor .......................................................................................................................... 361 Konstrukce rodičovského podobjektu ........................................................................................... 362

17.5 Přetížené verze konstruktorů, použití super × this ....................................................... 364 17.6 Konstruktory rodiče a potomka ......................................................................................... 365 17.7 Demonstrace chování konstruktorů .................................................................................. 366 Definice třídy Graddaughter17 ...................................................................................................... 366 Provedení akce před příkazem this() nebo super() ................................................................. 368 Definice metody constructorReport(Object,Class) ............................................................. 369 Spuštění testu ................................................................................................................................... 370 Zavedení třídy .............................................................................................................................. 370 Tisk nehotových objektů .............................................................................................................. 370 Preference vlastních metod ......................................................................................................... 372 Dokončení testu ........................................................................................................................... 372 Rodičovský podobjekt je abstrakce ............................................................................................... 372

17.8 Dědění přístupových práv .................................................................................................. 372 17.9 Zákaz vytváření potomků třídy........................................................................................... 373 17.10 Zalepené třídy a interfejsy ................................................................................................ 373 Definice potomků uvnitř definice zalepeného typu....................................................................... 374 Definice potomků uvnitř definice zalepeného typu....................................................................... 374 Pravidla pro potomky ....................................................................................................................... 376

17.11 Soubory pro opakování .................................................................................................... 379 72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 17 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka

18 Viditelnost členů tříd ........................................................................................... 380

18.1 Úpravy použitého kódu....................................................................................................... 380 18.2 Trocha terminologie ............................................................................................................ 381 Posílání zpráv a volání metod ......................................................................................................... 381 Přetěžování×přebíjení×zakrývání×přepisování×předefinování metod ........................................ 381 Přetěžování metod ....................................................................................................................... 381 Přebíjení metod ........................................................................................................................... 381 Zakrývání metod .......................................................................................................................... 382 Přepsání či předefinování metod ................................................................................................. 382

18.3 Chráněné členy – modifikátor přístupu protected......................................................... 382 Shrnutí ............................................................................................................................................... 385

18.4 Dědění metod....................................................................................................................... 385 Zděděné, dále neupravované metody ............................................................................................ 386 Zděděné metody, pro něž potomek definuje „lepší“ implementaci ............................................ 386 Kompatibilita signatur ...................................................................................................................... 386

18.5 Zakrývání metod předka (method hiding) ......................................................................... 387 18.6 Metody, které není možno v potomku zakrýt či přebít – modifikátor final ................. 390 18.7 Zakrývání atributů předka .................................................................................................. 391 18.8 Metody nově definované v potomku ................................................................................. 393 Proč je situace jednoduchá jen zdánlivě........................................................................................ 393 Anotace @Override.......................................................................................................................... 393 Staticky × dynamicky typované jazyky........................................................................................... 394

18.9 Závěr ..................................................................................................................................... 395 18.10 Soubory pro opakování .................................................................................................... 395

19 Virtuální metody a jejich přebíjení ..................................................................... 396

19.1 Princip .................................................................................................................................. 396 Časná a pozdní vazba ...................................................................................................................... 397 Virtuální metody................................................................................................................................ 397

19.2 Které metody jsou v Javě virtuální .................................................................................... 398 19.3 Chování virtuálních metod ................................................................................................. 398 19.4 Zdokonalení třídy Square – třída Square19 .................................................................. 401 Přebití metody copy() ..................................................................................................................... 401 Problémy s nastavováním velikosti ................................................................................................ 401 První návrh definice metody setSize(int,int)......................................................................... 402 Test prvního návrhu ......................................................................................................................... 403 Oprava ............................................................................................................................................... 404

19.5 Co se nám na dědění nelíbí ................................................................................................ 406 19.6 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 406

20 Abstraktní třídy .................................................................................................... 407

20.1 Abstraktní třídy a jejich role v dědické hierarchii ............................................................ 407 Vytváříme hybrida............................................................................................................................. 408 Abstraktní třída bez abstraktních metod ........................................................................................ 409

20.2 Konstruktor abstraktní třídy ............................................................................................... 409 20.3 Deklarace a implementace abstraktních metod ............................................................... 410 20.4 Účel abstraktních tříd.......................................................................................................... 412 20.5 Proč společný rodič ............................................................................................................ 413 20.6 Účel abstraktních metod..................................................................................................... 413 20.7 Návrhový vzor Šablonová metoda (Template method) ................................................... 414 Princip ................................................................................................................................................ 414 Implicitní metody interfejsů ............................................................................................................. 414 Architektura balíčku ruplib.geom ................................................................................................. 415 Metoda toString() ......................................................................................................................... 416

20.8 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 418 72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 18 z 641

Podrobný obsah

Část III Pokročilejší objektové konstrukce

419

21 Výjimky a aserce ................................................................................................. 420

21.1 Co to jsou výjimky............................................................................................................... 421 21.2 Analýza chybové zprávy ..................................................................................................... 421 Oznámení o chybě ............................................................................................................................ 421 Jak chyba vznikla – výpis zásobníku návratových adres ............................................................ 422

21.3 Nejdůležitější výjimky ......................................................................................................... 423 21.4 Vyhození výjimky ................................................................................................................ 424 Oddělené vytvoření výjimky ............................................................................................................ 426

21.5 Výjimky a nedosažitelný kód.............................................................................................. 427 21.6 Co výjimky umí .................................................................................................................... 427 21.7 Hierarchie dědění výjimek .................................................................................................. 428 21.8 Zachycení vyhozené výjimky ............................................................................................. 429 Chování metody exceptionCatching(int) ................................................................................ 431

21.9 Syntaktický diagram bloku try … catch ....................................................................... 431 Několik současně odchytávaných výjimek .................................................................................... 431 Společná reakce na několik výjimek .............................................................................................. 432 Společný úklid – blok finally ....................................................................................................... 433 Příklad ................................................................................................................................................ 433

21.10 Definice vlastních výjimek................................................................................................ 435 21.11 Kontrolované výjimky ....................................................................................................... 436 21.12 Převedení kontrolované výjimky na nekontrolovanou .................................................. 438 21.13 Informace o skutečném původci výjimky ....................................................................... 439 21.14 Ověřování podmínek – příkaz assert ............................................................................. 441 Design by Contract ........................................................................................................................... 442 Výběrová aktivace provádění příkazu assert ............................................................................... 444

21.15 Kdopak mne to volal ......................................................................................................... 446 21.16 Soubory pro opakování .................................................................................................... 446

22 Generické datové typy a metody ....................................................................... 447

22.1 Motivace ............................................................................................................................... 447 22.2 Generické a parametrizované datové typy ....................................................................... 450 22.3 Definice generických typů .................................................................................................. 451 22.4 Použití generických typů .................................................................................................... 453 22.5 Překlad generických datových typů a očišťování............................................................ 455 22.6 Rizika nepoužití typových argumentů ............................................................................... 456 22.7 Varování překladače a jejich potlačení ............................................................................. 459 Zobrazená varování .......................................................................................................................... 460

22.8 Generické metody ............................................................................................................... 461 22.9 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 465

23 Typové parametry a argumenty ......................................................................... 466

23.1 Omezení typových argumentů ........................................................................................... 466 Typové argumenty s více předky .................................................................................................... 467 Vzájemné závislosti typových parametrů ...................................................................................... 467

23.2 Překlad a očišťování podrobněji ....................................................................................... 468 Doporučené pořadí omezujících interfejsů .................................................................................... 468 Ztráta informace při běhu ................................................................................................................ 470 Přemosťovací metody ...................................................................................................................... 470

23.3 Zakázané operace ............................................................................................................... 472 Za typové parametry nelze dosazovat primitivní typy .................................................................. 472 Typové parametry třídy není možno použít u statických členů ................................................... 472 Nelze vytvořit instanci typového parametru .................................................................................. 472 Reflexe ............................................................................................................................................... 473

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 19 z 641

Java 21 – Kompletní příručka jazyka Nelze vytvořit pole instancí typového parametru ani parametrizovaného typu ........................ 474 Výjimky .............................................................................................................................................. 475

23.4 Proměnný počet argumentů – @SafeVarargs ................................................................. 475 Omezení ............................................................................................................................................. 476 Vytvoření pole hodnot ...................................................................................................................... 477

23.5 Nejednoznačnosti a kolize.................................................................................................. 477 Falešně přetížená metoda ................................................................................................................ 477 Nová metoda koliduje se zděděnou ................................................................................................ 478 Kolize požadovaných interfejsů ...................................................................................................... 479 Kolize implementovaných interfejsů .............................................................................................. 480 Potomci a předci generických typů – špatné pochopení dědičnosti .......................................... 480

23.6 Žolíky .................................................................................................................................... 481 23.7 Příklad: datový typ Interval<T extends Comparable<? super T>> ........................... 483 23.8 Soubory pro opakování ...................................................................................................... 486

24 Interní datové typy .............................................................................................. 487

24.1 Motivace ............................................................................................................................... 487 Pomocný soukromý typ ................................................................................................................... 487 Objekt znající útroby a implementující veřejné rozhraní .............................................................. 488 Sdružení souvisejících typů ............................................................................................................ 488

24.2 Terminologie ........................................................................................................................ 488 24.3 Společné charakteristiky interních typů ........................................................................... 490 24.4 Globální interní (členské) datové typy .............................................................................. 490 24.5 Vnořené datové typy ........................................................................................................... 491 24.6 Vnitřní třídy .......................................................................................................................... 492 Interní interfejsy a výčtové typy bez modifikátoru static .......................................................... 492

24.7 Příklad na vnořené a vnitřní třídy ...................................................................................... 493 Vnořená Elements × vnitřní SAIterator ...................................................................................... 494 Veřejná Elements × soukromá SAIterator ................................................................................. 494 Definice třídy SparseArray.Element ............................................................................................ 495 Definice třídy SparseArray.SAIterator ..................................................................................... 495 Definice třídy SparseArrayTest .................................................................................................... 496

24.8 Lokální třídy a interfejsy ..................................................................................................... 498 Pojmenované lokální třídy ............................................................................................................... 499 Anonymní třídy ................................................................................................................................. 499 Použití anonymních tříd ................................................................................................................... 501

24.9 Ještě jednou názvy tříd....................................................................................................... 501 24.10 Soubory pro opakování .................................................................................................... 502

25 Výčtové typy – třídy typu enum ......................................................................... 503

25.1 Nejjednodušší definice ....................................................................................................... 503 Překladačem přidané atributy a metody ........................................................................................ 505 Atribut $VALUES ........................................................................................................................... 505 public static final NázevTypu[] values() ................................................................. 506 public static NázevTypu valueOf(String name)......................................................... 506

25.2 Třída Enum........................................................................................................................... 506 Zděděné metody ............................................................................................................................... 510 public final String name() .............................................................................................. 510 public final int ordinal() .............................................................................................. 510 public final int compareTo(E o) ................................................................................... 510 public final Class<E> getDeclaringClass() .............................................................. 510 public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType, String name)............................................................................................................................ 511 Přebité verze metod zděděných od třídy Object .......................................................................... 511 protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException ............. 511 equals(Object) ....................................................................................................................... 511

72_Java 21 – Kompletní příručka_ZLOM.doc; verze 1.02.9504_2023-11-08_st_17-14

Strana 20 z 641