مهم‌ترین تغییری که جاوا در برنامه‌نویسی ایجاد کرد، برنامه نویسی کاملا شی‌گراست. در برنامه نویسی جاوا همان طور که در مثال هایی که در جلسات قبل بیان شده بودند، می بینید، هر برنامه از تعدادی کلاس تشکیل شده است. در این جلسه سعی می کنیم با استفاده از یک مثال مفهوم کلاس را کامل توضیح دهیم. تمرین بیشتر برای این که دستتان با کلاس نویسی راحت شود، با خودتان است. (البته در پایان یک تمرین هم مطرح می کنم که جوابش را جلسه‌ی بعد برایتان می‌آورم. قبل از رجوع به جلسه‌ی بعد خودتان آن را بنویسید.)

• دستور For

دستور for یک یا چند دستور را تا زمانی که شرط مورد نظر نقض نشود، تکرار می کند. این دستور اصولا برای اجرای یک سری دستور به تعداد دفعات مشخص و سپس اجرای ادامه برنامه به کار می رود ولی شما می توانید از for برای ایجاد هر نوع حاقه ای استفاده کنید. ساختار کلی for به صورت زیر است:

for (initialization; test; increment) { statements; }
 

Initialization : عبارتی است که شروع حلقه تکرار را مقدار دهی می کند. مثلا اگر شما یک متغیر شمارنده حلقه دارید که تعداد دفعات اجرای دستورات حلقه را در خود ذخیره می کند در این بخش به این متغیر مقدار صفر می دهید. مثلا می نویسیم : int counter = ۰ نکته ای که به آن باید توجه کنید این است که متغیری که در این بخش تعریف می کنید یک متغیر محلی است و فقط در داخل حلقه for تعریف شده می باشد.

Test : عبارت test باید یک متغیر Boolean و یا یک تابعی که Boolean بر می گرداند باشد. این عبارت بعد از هر بار تکرار حلقه چک می شود اگر true بود حلقه یک بار دیگر تکرار می شود و در غیر این صورت حلقه for به پایان رسیده و ادامه برنامه اجرا می شود. برای مثال اگر می خواهید حلقه شما ١٠ بار تکرار شود متغیر شمارنده حلقه که تعداد دفعات اجرای حلقه را در خود ذخیره کرده است در این بخش چک می کنیم : counter<۱۰ ( با توجه به این که از counter=۰ شروع کرده ایم این عبارت برای ١٠ بار تکرار حلقه درست خواهد بود.)

Increment : عبارت و یا تابعی است که که بعد از هر بار تکرار حلقه فراخوانده می شود. برای مثال برای این که بعد از هر بار تکرار حلقه یکی به متغیر شمارنده حلقه اضافه شود در این قسمت عبارت counter++ را می نویسیم.

مثال ١ :فرض کنید می خواهید مقادیر یک آرایه با طول ١٠ را به ترتیب با اعداد حقیقی پر کنید :

int strArray[] = new String[۱۰]; for (int i = ۰; i < strArray.length; i++) strArray[i] = i;
 

در این مثال چون بعد از for یک دستور آمده است نیازی به استفاده از بلوک ( باز و بسته کردن آکولاد {} ) نیست.

حلقه های for را می توان به صورت تو در تو نیز استفاده کرد. در نتیجه حلقه for داخلی به تعداد دفعات حلقه بیرونی اجرا می شود. فقط توجه داشته باشید که متغیر شمارنده حلقه هر یک از این حلقه های for تو در تو باید با دیگری متفاوت باشد.

مثال ٢ :فرض کنید می خواهید یک جدول ضرب ٩*٩ بنویسیم و در کنسول نمایش دهیم‌ :

/** * @author Hadi Kazemi */ public class Multiply { public static void main(String[] args) { System.out.print(" "); for(int i = ۱; i < ۱۰; i++) System.out.print(i + " "); System.out.print("\n "); for(int i = ۱; i < ۱۰; i++) System.out.print(" ---"); for (int i = ۱; i < ۱۰; i++){ System.out.print("\n" + i + "| "); for(int j = ۱; j < 10; j++){ System.out.print(i*j+(((i*j)/10>۰)?" ":" ")); } } } }
 

خروجی برنامه :

۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ --- --- --- --- --- --- --- --- --- ۱| ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۲| ۲ ۴ ۶ ۸ ۱۰ ۱۲ ۱۴ ۱۶ ۱۸ ۳| ۳ ۶ ۹ ۱۲ ۱۵ ۱۸ ۲۱ ۲۴ ۲۷ ۴| ۴ ۸ ۱۲ ۱۶ ۲۰ ۲۴ ۲۸ ۳۲ ۳۶ ۵| ۵ ۱۰ ۱۵ ۲۰ ۲۵ ۳۰ ۳۵ ۴۰ ۴۵ ۶| ۶ ۱۲ ۱۸ ۲۴ ۳۰ ۳۶ ۴۲ ۴۸ ۵۴ ۷| ۷ ۱۴ ۲۱ ۲۸ ۳۵ ۴۲ ۴۹ ۵۶ ۶۳ ۸| ۸ ۱۶ ۲۴ ۳۲ ۴۰ ۴۸ ۵۶ ۶۴ ۷۲ ۹| ۹ ۱۸ ۲۷ ۳۶ ۴۵ ۵۴ ۶۳ ۷۲ ۸۱
 

• دستور While

While نیز یکی دیگر از دستورات تکرار حلقه ای است. این حلقه تا زمانی که شرط آن نقض نشود تکرار می شود. فرم کلی این دستور به شکل زیر است :

while (condition) { statements; }
 

Condition : یک متغیر Boolean و یا تابعی که Boolean بر می گرداند می باشد و در حقیقت همان شرط حلقه است. تا زمانی که این عبارت true باشد حلقه اجرا می شود.

مثال ۳: فرض کنید می خواهیم از کاربر یک کاراکتر بگیرید و روی کنسول نمایش دهید تا زمانی که کاربر q را وارد کند. با وارد کردن q برنامه پایان می یابد.

import java.io.IOException; /** * @author Hadi Kazemi */ public class WhileTutorial { public static void main(String[] args) throws IOException { char str = ' '; System.out.println("Press 'q' to quit."); while (str != 'q') { str = (char) System.in.read(); System.out.print(str); } System.out.println("\nFinished !"); } }
 

• دستور do while

do while دقیقا مانند while می ماند با این تفاوت که در do while ابتدا یک بار دستورات حلقه را اجرا می کند و در آخر حلقه شرط حلقه را چک می کند بنابراین حتی اگر شرط حلقه از همان ابتدا نیز اشتباه باشد حلقه یک بار اجرا می شود ولی در while شرط حلقه در همان ابتدا چک می شود. فرم کلی do while به شکل زیر است:

do { statements; } while (condition);
 

• continue و break

دستورهای continue و break در حلقه ها کاربرد دارند و عملکرد آنها به شرح زیر است :

continue : در هر جای حلقه که بیاید آن دور از حلقه ناتمام رها شده و به دور بعدی می رود .یعنی دستورات بعد از continue اجرا نمی شوند.

Break : در هر جای حلقه که بیاید کلا حلقه را بدون در نظر گرفتن شرط آن رها کرده و برنامه را از بعد از حلقه ادامه می دهد.

مثال ۴ :

import java.io.IOException; /** * @author Hadi Kazemi */ public class WhileTutorial { public static void main(String[] args) throws IOException { char str = ' '; System.out.println("Press 'q' to quit."); do { str = (char) System.in.read(); if (str == 'b') break; else if (str == 'c') continue; System.out.print(str); } while (true); System.out.println("\nFinished !"); } }
 

شرح مثال : در صورتی که کاربر c را وارد کند continue اجرا می شود و بنابراین آن دور از حلقه ادامه پیدا نمی کند و به دور بعد می رود بنابراین c در کنسول نوشته نمی شود . در صورتی که b توسط کاربر وارد شود، از حلقه while به طور کامل خارج شده و برنامه پایان می پذیرد.

عبارت های کنترلی جاوا دقیقا مشابه دیگر زبان های برنامه نویسی شامل دستورهای انتخابی if و switch و دستور تکراری for می باشد. در این بخش دو دستور if و Switch را بررسی می کنیم.

IF

دستور if برای چک کردن یک وضعیت یک متغیر و انجام یک سری دستور با توجه به وضعیت آن متغیر می باشد . در حقیقت if یک دستور شرطی می باشد. ساختار کلی این دستور در جاوا همانند فرم زیر است:

if( condition )statement۱; else statement۲;

یعنی اگرعبارت condition که شرط ما می باشد درست بود دستور statement۱ و در غیر این صورت statement۲ را انجام می دهد. در صورتی که statement۱ یا statement۲ شامل بیش از یک دستور بودند آنها را داخل آکولاد می گزاریم:

if( condition ){ statement۱; } else { statement۲; }

برای مثال :

if (x < y) System.out.println("x is smaller than y"); else System.out.println("y is bigger or equal.");

البته برای دستور else نیز می توان شرط گذاشت و همچنین می توان برای هر if به تعداد دلخواه else استفاده کرد. به این روش ،روش نردبانی می گویند. برای نمونه مثال قبل را به صورت زیر کامل می کنیم :

if (x < y) System.out.println("x is smaller than y"); else if (x > y) System.out.println("x is bigger than y."); else System.out.println("y is equal to x.");

دستور if را می توان به صورت تو در تو نیز استفاده کرد. البته در این جور مواقع باید کاملا مراقب محدوده ی هر if و یا else باشید. همیشه برای if ها و else هایی که از یک خط بیشتر می شوند از آکولاد استفاده کنید تا محدوده آنها مشخص باشد. برای مثال فرض کنید می خواهیم متغیر grade را که نمره یک دانشجو هست بررسی کنید به طوری که اگر از ۵۰ کمتر بود مردود یا failed باشد و در صورتی که از ۵۰ بیشتر بود اگر از ۷۰ بیشتر بود به او نمره A و اگر کمتر بود نمره B بدهیم:

public class if_sample { int grade=۶۵; public void main(String[] args) { if (grade < 50) System.out.println("Student failed !"); else{ if (grade > ۷۰ ) System.out.println("student grade is \"A\""); else System.out.println("student grade is \"B\""); } } }
 

توجه به تو رفتگی ها در نوشتن دستورات شرطی و تکرار باعث خوانا تر شدن کد شما می شود و همچنین یافتن محدوده ی هر دستور و خطاهای محدوده را آسان تر می کند. خروجی این مثال :

student grade is "B"
 

Switch

این دستور تقریبا همان کار دستور if else if به صورت نردبانی را انجام می دهد. با این تفاوت که شما فقط روی یک متغیر می توانید کار کنید. فرم کلی این دستور به شکل زیر است:

switch(expression}( case value۱: //statement sequence break; case value۲: //statement sequence break; . . . case valueN: //statement sequence break; default: //default statement sequence }

در این سری دستور مقدار متغیر expression به ترتیب با هر یک از مقادیر value۱ تا valueN مقایسه می شود. با هر کدام از آن ها که برابر بود دستورات مربوط به آن مقدار را انجام می دهد و به دیگر به مقایسه ادامه نمی دهد. البته اگر دستور break در انتهای دستورات هر مقدار نوشته نشود باز هم به مقایسه ادامه می دهد. اگر expression با هیچ یک از مقادیر برابر نبود دستورات default اجرا می شود. برای نمونه فرض کنید می خواهیم با توجه به شماره روز اسم آن را چاپ کنیم :

public class switch_sample { public void main(String[] args) { int Day = ۲; switch (Day) { case ۱: System.out.print("saturday"); break; case ۲: System.out.print("sunday"); break; case ۳: System.out.print("monday"); break; case ۴: System.out.print("tuesday"); break; case ۵: System.out.print("wednesday"); break; case ۶: System.out.print("thursday"); break; case ۷: System.out.print("friday"); break; default: System.out.print("Invalid Number !"); } } }

دستور switch را نیز می توان به صورت تو در تو استفاده کرد و فقط باید به محدوده هر switch با توجه به آکولاد های آن توجه کنید.

در جلسه ی قبل راجع به متغیرها صحبت کردیم. چند نکته ی مهم را فراموش کردم که در این جلسه مطرح می کنم. ۱. در صورتی که بخواهید یکی از کاراکترهای جدول زیر را به یک کاراکتر اختصاص دهید، باید آن را با یک Back slash بنویسید. مثلا اگر می‌خواهید به کاراکترِ a مقدارِ " را بدهید باید عبارتِ زیر را تایپ کنید:

char a = “\””;

۲. برای این که از رشته یا String در جاوا استفاده کنید، کافی است از کلاسِ از پیش تعریف شده‌ی String استفاده کنید. یعنی برای تعریفِ یک رشته با محتوای "Hi, Iím a string literal" کافی است عبارت زیر را بنویسید:

String str = “Hi, Iím a string literal”;

یا اگر می‌خواهید در پایانِ رشته‌ی خود یک خط به پایین بروید (یعنی یک Enter در پایانِ رشته بخورد)، طبقِ نکته ی ۱، کافی است عبارتِ زیر را بنویسید:

String str = “Hi, Iím a string literal\n”;

اما می رسیم به بحثِ اصلی این جلسه که عملگرها هستند.
در جاوا پنج عملگرِ محاسباتی داریم که در جدول زیر می‌بینید:

قطعا اگر یک بار هم برنامه نویسی کرده باشید کار با این عملگرها را بلد هستید، به همین خاطر مثالی برای استفاده از این ها را نمی زنم. آخرِ این جلسه یک مثالِ کلی که همه ی مباحثِ متغیرها و عملگرها را شامل شود، خواهیم داشت. فقس یک نکته راجع به این‌که ۳ / ۴ = ۰ شده است بگویم. علت این اتفاق این است که دو عددِ ۳ و ۴ هر دو صحیح هستند و خود به خود، کامپایلر جاوا پاسخِ این دو را صحیح می کند.
اما عملگرهای دیگری که در جاوا هستند، عملگرهای اختصاص یا Assignment هستند. در جدول زیر لیست آن ها را مشاهده می کنید.

برای این که کار با این عملگرها را بشناسید، فرض کنید یک متغیر a را می خواهید با ۱ جمع کنید. در شرایطِ عادی شما از عبارتِ x = x + ۱ استفاده می کردید ولی در جاوا می توانید از x += ۱ هم استفاده کنید. تفاوتِ عمل‌گرهای x++ و ++x در این است که در حالتِ اول ابتدا در معادله‌ای که داریم x گذاشته می شود و سپس مقدار آن افزایش می یابد ولی در حالتِ دوم ابتدا مقدارِ x افزایش پیدا می کند و بعد در معادله گذاشته می شود. مثال زیر این را روشن تر می کند. فرض کنید عبارت های زیر را در برنامه ی جاوای خود بنویسیم:

int x = ۳; int y = (++x) + ۲; int z = (x++) + ۲;

پس از اجرای عبارت های فوق، مقدارِ y برابر با ۵ خواهد بود و مقدارِ z برابر با ۴.
در جاوا عمل‌گرهای مقایسه به شکل زیر هستند.

این عمل‌گرها هم احتیاج به توضیح ندارند. توضیحاتِ لازم در جدول بیان شده است.
عملگرهای دیگری که در این بخش به آن می‌پردازیم، عملگرهای منطقی هستند. این عملگرها و معنای هر یک در جدول زیر بیان شده است.

بعید است معنای عملگرهای منطقی را ندانید ولی برای احتیاط در جدول زیر معانی عمل گر ها را مشخص کرده ام.

بحثِ عمل‌گر های دودویی می‌ماند و ترتیبِ اجرای عمل گرها. ترتیب را در جلسه ی بعد خواهیم گفت، ولی عمل گرهای دودویی تخصصی تر از آن هستند که برای یک برنامه نویس معمولی مورد نیاز باشند. در صورتی که نیاز شد، حتما اطلاع دهید تا در جلساتِ بعدی توضیح دهیم. اما فقط یک مثال می‌ ماند که قولِ آن را داده بودیم.
مثال:
فرض کنید معلمی می خواهد نمره ی امتحانی شاگردانش را افزایش دهد. فرض کنید این معلم چهار شاگرد دارد و به این ترتیب نمرات را افزایش می دهد که به هر یک از شاگردانش به اندازه ی ۲۰ درصدِ فاصله ی نمره اش تا ۲۰، نمره اضافه می کند. یعنی اگر نمره ی فردی ۱۰ باشد، نمره اش پس از افزایش ۱۲ خواهد شد. برنامه ی زیر این کار را برای چهار شاگردِ وی انجام می دهد.
(توجه کنید که عبارت هایِ

عبارت هایی هستند که در کنسول عبارتی را چاپ می کنند. با این توضیح شما باید تقریبا کدِ زیر را بفهمید. این طور نیست؟)

public class GradeIncreaser { public static void main(String[] args) { double GradeOfAli = ۱۲; double GradeOfMehdi = ۱۹; double GradeOfHadi = ۱۷; double GradeOfMohammad = ۱۸; GradeOfAli += ( ۲۰ - GradeOfAli)*.۲; GradeOfMehdi = GradeOfMehdi + .۲*( ۲۰ – GradeOfMehdi); GradeOfHadi = GradeOfHadi*.۸ + ۴; GradeOfMohammad *= .۸; GradeOfMohammad += ۴; System.out.println("The following data have been calculated by GradeIncreaser.\n"); System.out.println("Grade of Ali before increasing equals to ۱۲ \n and after increasing is " + GradeOfAli + ".\n"); System.out.println("Grade of Mehdi before increasing equals to ۱۹ \n and after increasing is " + GradeOfMehdi + ".\n"); System.out.println("Grade of Hadi before increasing equals to ۱۷ \n and after increasing is " + GradeOfHadi + ".\n"); System.out.println("Grade of Mohammad before increasing equals to ۱۸ \n and after increasing is " + GradeOfMohammad + ".\n"); } }

این برنامه را اجرا کنید. پاسخی مشابه زیر خواهید دید.

The following data have been calculated by GradeIncreaser. Grade of Ali before increasing equals to ۱۲ and after increasing is ۱۳.۶ Grade of Mehdi before increasing equals to ۱۹ and after increasing is ۱۹.۲ Grade of Hadi before increasing equals to ۱۷ \ and after increasing is ۱۷.۶ Grade of Mohammad before increasing equals to ۱۸ and after increasing is ۱۸.۴