Java Core для новичков: роадмап

Многие новички выбирают первый язык программирования по вакансиям в своём регионе. Они оценивают предложения, выписывают навыки для трудоустройства и иногда встречаются с непонятным термином Java Core.

Поясним для начинающих разработчиков: Java Core — это базовые знания по языку Java, которых достаточно для разработки простых программ. В статье мы расскажем, что это за знания и в каком порядке их необходимо осваивать.

Содержание

• Основы языка и настройка рабочего окружения
• Типы данных и переменные
• Операторы и выражения
• Управляющие конструкции
• Массивы
• Методы
• Исключения
• Следующий уровень
• Что дальше

Основы языка и настройка рабочего окружения

Java — это универсальный язык программирования, основанный на принципе write once, run anywhere (WORA). Это значит, что разработчики могут написать код один раз и запускать его на различных операционных системах. Благодаря этому Java подходит для создания корпоративных систем, компьютерных игр, мобильных приложений, веб-сервисов и многого другого.

За универсальность отвечает JVM — виртуальная машина Java. Она делает несколько преобразований: сначала переводит Java-код в промежуточный язык (байт-код), а затем формирует инструкции для операционной системы. Кроме этого, JVM управляет памятью, обеспечивает стабильное выполнение программ и гарантирует их безошибочную работу в различных окружениях.

Следующие разделы будут посвящены синтаксису Java Core. Перед его изучением мы рекомендуем познакомиться с особенностями языка Java, разобраться в устройстве виртуальной машины, установить комплект разработчика приложений (SDK) для выполнения программ и выбрать среду разработки (IDE) для написания кода.

Типы данных и переменные

Типы данных и переменные являются строительными блоками любого языка программирования, включая Java. Тип данных определяет, какие значения может принимать переменная и какие операции с ней можно выполнять.

В Java типы данных делятся на примитивные и ссылочные. Целые числа и логические значения (true и false) — это примеры примитивных типов данных. А вот массивы и объекты относятся к ссылочному типу.

Работа с типами данных и переменными важна для правильного хранения и манипулирования информацией. Для этого вам нужно понимать разницу между примитивными и ссылочными типами, уметь объявлять переменные, знать про область видимости, константы, а также разбираться в явном и неявном преобразовании типов.

Операторы и выражения

Операторы и выражения — это ключевые элементы программирования, позволяющие выполнять вычисления, сравнивать значения и управлять логикой программы. Они формируют основу всех алгоритмов и структур данных, обеспечивая взаимодействие между компонентами программы.

В Java операторы делятся на арифметические, логические, побитовые, операторы сравнения и присваивания. Выражения представляют собой комбинации переменных, значений и операторов, которые вычисляются до получения определённого результата. Рассмотрим несложный пример:

int a = 5;
int b = 10;
int sum = a + b;

• a + b — это выражение. Оно включает в себя комбинацию переменных a и b вместе с арифметическим оператором +.
• + — это арифметический оператор, который складывает значения переменных a и b.
• int sum = a + b; — это также выражение, которое присваивает результат вычисления a + b переменной sum.

Управляющие конструкции

Управляющие конструкции в Java — это элементы для контроля и управления ходом выполнения программы. За счёт них разработчики могут принимать решения на основе условий, выполнять повторяющиеся действия с помощью циклов и управлять последовательностью выполнения кода.

В Java к основным управляющим конструкциям относят различные условные операторы (if-else, switch), циклы (for, while, do-while), операторы управления выполнением (break, continue) и оператор возврата из методов (return).

Пример кода с несколькими простейшими управляющими конструкциями:

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        // Инициализируем переменную x со значением 10
        int x = 10;

        // Пример условной конструкции (if-else)
        if (x > 5) {
            System.out.println("x больше 5"); // Если x > 5, выводится одно сообщение
        } else {
            System.out.println("x меньше или равен 5"); // В противном случае выводится другое сообщение
        }

        // Пример цикла (for)
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("Итерация: " + i); // На каждой итерации выводится текущее значение переменной i
        }

        // Пример оператора прерывания выполнения (break)
        while (x > 0) {
            if (x == 5) {
                break; // Цикл while прервётся, если x достигнет значения 5
            }
            System.out.println("Значение x: " + x); // Выводится текущее значение x до прерывания
            x--;
        }
    }
}

Массивы

Массивы в Java — это структура данных, предназначенная для хранения множества однотипных элементов, таких как целые числа или строки. С их помощью можно создавать объёмные таблицы, матрицы, списки и другие структуры данных, а также легко получать доступ ко всему содержимому.

У каждого элемента массива есть номер — индекс. Сам массив имеет фиксированный размер, который указывается при создании. Позже добавлять или удалять элементы не получится. Массивы перебирают, сортируют, фильтруют, используют для реализации алгоритмов и других операций.

Для примера создадим массив и выведем в консоль один из элементов:

// Объявим массив и выделим память под три элемента типа int
int[] arr0 = new int[3];
arr0[0] = 1; // Присвоим первому элементу значение 1
arr0[1] = 2; // Присвоим второму элементу значение 2
arr0[2] = 3; // Присвоим третьему элементу значение 3

// Вывод в консоль второго элемента массива arr0 (индекс = 1)
System.out.println(arr0[1]); // Выведет: 2

Методы

Методы в Java — это функции, которые предназначены для выполнения определённых повторяющихся действий. Они помогают структурировать программу, разбивая код на небольшие и логически связанные части. Напишем метод calculateSum, чтобы складывать два разных числа:

public int calculateSum(int a, int b) {
    return a + b;
}

Мы создали метод один раз и теперь можем использовать его с разными аргументами. Не нужно повторно писать функцию для сложения двух чисел:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Вызов метода calculateSum с аргументами 5 и 3
        int result = calculateSum(5, 3);
        
        // Вывод результата сложения на экран
        System.out.println("Результат сложения: " + result); // Результат: 8
    }

    // Метод для вычисления суммы двух целочисленных аргументов
    public static int calculateSum(int a, int b) {
        return a + b; // Возвращаем сумму a и b
    }
}

Для работы с методами разработчик должен освоить синтаксис объявления метода, правила его вызова и порядок взаимодействия с возвращаемыми значениями. Это если коротко.

Исключения

Исключения — это языковые конструкции для отлавливания и обработки ошибок, которые могут возникать в процессе выполнения кода. Добавляя исключения, вы можете избежать аварийного завершения работы программы.

Исключения бывают проверяемыми (checked) и непроверяемыми (unchecked). Непроверяемые исключения возникают в ситуациях, когда сбой происходит в непредвиденном месте. Например, если вы поделите число на ноль, то программа завершит работу и выведет ошибку ArithmeticException:

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		int x = 0;
		/* На этом моменте программа завершится и выбросит исключение java.lang.ArithmeticException */
		System.out.println(0 / 0);
	}
}

В случаях с проверяемыми исключениями компилятор знает о ситуациях, в которых может произойти ошибка. Допустим, программа пробует найти файл на компьютере или установить соединение с сервером. В любой момент может произойти сбой, из-за чего файл не будет найден, а сервер окажется недоступен. Чтобы мы, как разработчики, могли на это отреагировать, нам нужно явно обработать такие исключения и заключить код в специальные языковые конструкции try/catch. Посмотрим на примере, как это выглядит:

import java.io.*;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		
		// Указываем путь к файлу
		File file = new File("c:/file.bin");
		
		   /* Этот код не скомпилируется, если не обработать исключение FileNotFoundException */
		try{
		      // Читаем файл 
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader(file));
        
		}
		catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
			}
	}
}

При необходимости вы можете обрабатывать несколько исключений и создавать собственные.

Следующий уровень

Предыдущие разделы касались основ Java Core. Теперь, чтобы двигаться дальше, рекомендуем познакомиться с объектно-ориентированным программированием (ООП), коллекциями, работой с файлами и потоками данных. Это более сложные и объёмные темы, но благодаря им вы сможете начать разрабатывать надёжные и масштабируемые Java-приложения.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это популярный способ разработки программ, в котором всё построено вокруг объектов. Объекты удобно представлять в виде кубиков лего, каждый из которых выполняет свои задачи и умеет взаимодействовать с другими. Такой подход позволяет писать гибкий, структурированный и легко поддерживаемый код.

Коллекции в Java — это однородные группы элементов, которые вы можете сравнить с автомобилями на парковке или монетами в кошельке. Для работы с коллекциями есть множество инструментов, которые объединены в Java Collections Framework. Коллекции позволяют добавлять, удалять, сортировать, обрабатывать данные и выполнять множество других операций для управления ими. О коллекциях в Java мы подготовили отдельную статью.

Читайте также:

Готовимся к собеседованию: что нужно знать о коллекциях в Java

Работа с файлами в Java включает чтение и запись данных, управление директориями, обработку ошибок и использование потоков данных для эффективной работы с большими объёмами информации.