Core Java. Лекция 2

Примитивные типы. Управление выполнением. Операторы. Массивы.

ponomarev@corchestra.ru

@inponomarev

Иван Пономарёв, КУРС/МФТИ

Reverse domain name notation

Современный интернет адрес: company.com/product (com — top level domain, company — домен внутри com).
Более логичный вариант: com.company/product — постоянное движение от общего к частному — проиграл на заре Интернета по историческим причинам.
Reverse domain name notation — ключевая идея для именования пакетов и библиотек в Java, основанная на уникальности и понятном владении доменными именами.

Пакеты (packages) в Java

Reverse domain notation + иерархическая система, которую можно модерировать внутри организации:
- edu.phystech.foo
- edu.phystech.foo.bar
Каждый .java-файл начинается с объявления пакета:
package edu.phystech.hello;
В корне пакета может быть файл package-info.java, не содержащий код, а только JavaDoc-описание над ключевым словом package.

Пакеты (packages) в Java

<Имя пакета>.<имя класса> задаёт полный идентификатор любого класса, доступного в исходном коде или через библиотеки (например, edu.phystech.hello.App)
Пакеты физически — это дерево папок: edu/phystech/hello. Таким образом, в папке edu возможны подпапки edu/phystech и edu/berkley.
Пакеты логически — это плоский список. Два разных пакета полностью независимы, даже если визуально один является «подпакетом» другого.

Структура репозитория Maven Central

Пример включения зависимости в Maven:

<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId> (1)
  <artifactId>commons-csv</artifactId> (2)
  <version>1.14.1</version> (3)
</dependency>

1	домен огранизации в reverse notation (https://commons.apache.org/)
2	имя проекта
3	версия релиза, например в формате semver (https://semver.org/)

То же самое в Groovy (Kotlin DSL):

implementation("org.apache.commons:commons-csv:1.14.1")

Reverse domain notation и Maven Central

Чтобы загрузить собственную библиотеку на Maven Central, нужно доказать владение доменом (например, прописав «магическое» значение в TXT-поле в DNS)
Благодаря давней и надёжной инфраструктуре защиты прав на доменные имена, мы гарантированы, что никто не опубликует библиотеку от имени Microsoft, Apple или Oracle.
Нет смысла «захватывать» красивые имена для библиотек или заниматься typosquatting-ом: у каждого своё пространство имён
Контраст с npm и PyPi: исчерпание «красивых» имён, typosquatting, проблемы с безопасностью. Зато — просто и изящно, в отличие от Java.

Создание проекта на Java/Maven с помощью Maven archetype

Проверьте mvn --version (по состоянию на осень 2026, Maven 3.9.x и Java 25.x)
Запустите

mvn archetype:generate \
    -DarchetypeGroupId=org.atp-fivt \
    -DarchetypeArtifactId=homework-quickstart \
    -DarchetypeVersion=3.0

Понадобится некоторое время, чтобы скачать и закешировать нужные библиотеки
Заполните groupId, (например, edu.phystech), artifactId ( например, homework1)
Примите значения по умолчанию для version и package
Исследуйте содержимое файла pom.xml и структуру папок. "Hello world" пример находится в App.java.
Запустите сборку с помощью mvn verify.

Превращение jar-файла в исполняемый jar-файл

<build><plugins>
     ...
     <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
        <version>3.4.2</version>
        <configuration> (1)
          <archive><manifest>
              <mainClass>edu.phystech.App</mainClass>
            </manifest></archive>
        </configuration>
      </plugin>

1	Plugin parameters

java -jar target\helloworld-1.0-SNAPSHOT.jar
Hello World!

Ключевые слова языка (keywords) [JLS26, 3.9]

abstract

continue

for

new

switch

assert

default

if

package

synchronized

boolean

do

goto

private

this

break

double

implements

protected

throw

byte

else

import

public

throws

case

enum

instanceof

return

transient

catch

extends

int

short

try

char

final

interface

static

void

class

finally

long

strictfp

volatile

const

float

native

super

while

_ (underscore)

Красным жирным — слова из языка C.

Null and Boolean Literals

null

true

false

Contextual Keywords

var var = 42;

(Java 9)
open     module      requires    transitive    exports
opens    to          uses        provides      with

(Java 10)
var

(Java 14)
yield    record

(Java 15)
sealed   non-sealed  permits

(Java 21)
when

/**
 * This is the first sample program in Core Java Chapter 3
 * @version 1.01 1997-03-22
 * @author Gary Cornell
 */
public class FirstSample
{
  public static void main(String[] args)
  {
  /*multiline
  comment*/
  System
    .out //single-line comment
    .println("We will not use 'Hello, World!'");
  }
}

Типы

Value
- Примитивные
  - byte, short, int, long
  - char
  - float, double,
  - boolean
Reference
- Массивы
- Объекты
- null, будь он неладен

Целочисленные типы

Type

Storage

Range

byte

1 byte

–128 to 127

short

2 bytes

–32,768 to 32,767

int

4 bytes

–2,147,483,648 to 2,147,483, 647

long

8 bytes

–9,223,372,036,854,775,808 to 9,223,372,036,854,775,807

Разновидности целочисленных литералов

Long 100L
Underscores 1_000_000
Hexadecimal 0xCAFEBABE
Binary 0b0101
Octal 010

Типы с плавающей запятой

Type

Storage

Range

float

4 bytes

Approximately ±3.40282347E+38F (6–7 significant decimal digits)

double

8 bytes

Approximately ±1.79769313486231570E+308 (15 significant decimal digits)

Литералы для типов с плавающей запятой

2.998e8
1.0 (1.)
3.14F
0x1.0p-3 (0.125, 2 в минус третьей степени)
Double.POSITIVE_INFINITY
Double.NEGATIVE_INFINITY
Double.NaN

Осторожней с плавающей запятой!

System.out.println(2.0 - 1.1) выводит 0.8999999999999999
НИКОГДА НЕ СЧИТАЙТЕ ДЕНЬГИ DOUBLE-ОМ!
System.out.println(2.0 / 0.0) выводит 'Infinity` (но 2 / 0 — divizion by zero)
System.out.println(0.0 / 0.0) выводит 'NaN`
Сравнение с бесконечностью и NaN не работает, надо проверять с помощью Double.isNaN, Double.isInfinite.
strictfp

Приводимость числовых типов

Явное приведение типов

double x = 9.997F; //float в double неявно
int nx = (int) x; //9
nx = (int) Math.round(x); //10

Тип `char`

16 bit
code unit in the UTF-16 encoding
Не всегда целый символ (хотя почти всегда)!
Осторожней с Unicode, используйте String

Литералы `char`

'ы'
'\u03C0' (греческая π)
'\'' (escaped single quote)
Ловушка Unicode Escape: // Look inside c:\users

Строковые литералы

String s = "Hello, world!";

//Before Java 13
String txt =
      "Some\n" +
      "  Nested\n" +
      "    Text\n" +
      "  Is\n" +
      "Here\n";

Some
  Nested
    Text
  Is
Here

Text Blocks (Java 13+)

    String txt = """
      Some
        Nested
          Text
        Is
      Here
      """;

//Максимальное число пробелов впереди убрано:
Some
  Nested
    Text
  Is
Here

Escape sequences

Escape sequence

Name

Unicode Value

\b

Backspace

\u0008

\t

Tab

\u0009

\n

Linefeed

\u000a

\r

Carriage return

\u000d

\"

Double quote

\u0022

\'

Single quote

\u0027

\\

Backslash

\u005c

\s

intentional whitespace (Java 13+)

\<line-terminator>

line continuation (Java 13+)

Тип `boolean`

true и false
В отличие от C и многих других языков, целые числа не сводятся автоматически к boolean
Избегаем ошибок вида if (x = 0) {…

Определение переменных и их область видимости

// декларация
double salary;
int vacationDays;
long earthPopulation;
boolean done;

// не очень приветствуется
int i, j;

// технически можно, но . . .
int суммаНДФЛ;

Инициализация переменных

int vacationDays;
System.out.println(vacationDays); //COMPILATION ERROR
  // variable not initialized

Возможные способы инициализации:

int vacationDays;
vacationDays = 12;

int vacationDays = 12;

Ключевое слово `final` (константы)

final используется в двух смыслах:
- запрещает изменять значение
- запрещает переопределять методы/классы

final int a;
...
a = 42; // инициализация

...
a = 43; // compilation error:
  // variable a might already have been initialized

Область видимости

Место определения: класс, метод, блок
Нет ничего за пределами класса («глобальных» переменных)!

int n;
. . .
{
  int k;
  int n; // Error--can't redefine n in inner block
  . . .
} // k is only defined up to here

Вывод типов (type inference) при создании переменных (Java 10+)

var i = 1; // i is of int type

Вывод типов

//BEFORE JAVA 10
URL codefx = new URL("http://codefx.org");
URLConnection connection = codefx.openConnection();
Reader reader = new BufferedReader(
    new InputStreamReader(connection.getInputStream()));

//AFTER JAVA 10
var codefx = new URL("http://codefx.org");
var connection = codefx.openConnection();
var reader = new BufferedReader(
    new InputStreamReader(connection.getInputStream()));

Арифметические операторы

Арифметические: +, -, *, /, %
Деление работает как целочисленное, если оба аргумента целочисленные
Унарные + и -.

Сдвиги

5

0000 … 0000 0101

5 << 1 == 10

0000 … 0000 1010

5 >> 1 == 2

0000 … 0000 0010

-5

1111 … 1111 1011

Дополнительный код (two’s complement), инверсия и добавление 1.

-5 << 1 == -10

1111 … 1111 0110

-5 >> 1 == -3

1111 … 1111 1101

старший (знаковый) бит сохраняется

-5 >>> 1 == 2147483645

0111 … 1111 1101

старший (знаковый) бит заполняется нулём

Не перемудрите со сдвигами!!

5 >> 32 == ?

Не перемудрите со сдвигами!!

5 >> 32 == 5

для int используются только 5 младших бит второго операнда (0..31),
для long используются только 6 младших бит второго операнда (0..63)

Побитовые операторы

&, |, ^, ~

Операторы сравнения

<, <=
>, >=
==, !=
instanceof

Булевские операторы

Без короткого замыкания: &, |, ^, ! (вместо тильды — восклицательный знак!)
С коротким замыканием &&, ||.

x != 0 && 1 / x > x + y // no division by 0

Оператор присвоения

int x;
System.out.println(x = 42); //печатает 42

Пример использования:

while ((n = readValue()) != null)
  ... //делаем что-то с n

Пре/пост инкремент/декремент, присвоение с изменением

a++, ++a
a--, --a
+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=, >>>=
ВНИМАНИЕ: может показаться, что эти операции атомарны. Но это не так.

Тернарный оператор

x < y ? x : y

Операторы в порядке убывания приоритета

Operators

Associativity

[] . () (method call)

Left to right

! ~ ++ -- + (unary) - (unary) () (cast) new

Right to left

* / %

Left to right

+ -

Left to right

<< >> >>>

Left to right

< <= > >= instanceof

Left to right

== !=

Left to right

Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)

Operators

Associativity

&

Left to right

^

Left to right

|

Left to right

&&

Left to right

||

Left to right

//У конъюнкции выше приоритет, чем у дизъюнкции, поэтому
a || b && c
// есть по сути
a || (b && c)

Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)

Operators

Associativity

? :

Right to left

= += -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= >>>=

Right to left

//Since += associates right to left, the expression
a += b += c
//means
a += (b += c)
//That is, the value of b += c
// (which is the value of b after the addition)
//is added to a.

А как же оператор «запятая»?

А его нет!
Можно несколько statement-ов перечислить через запятую в блоке for(…) (дань уважения языку C):

double r;
for (int i = 0; i < 10; i++, r = Math.random()) {

}

Массивы

Из любого типа можно построить массив данного типа.
Длина массива может быть определена в runtime, но после создания не может быть изменена.
Массив аллоцируется в куче и передаётся по ссылке.
Массивы проверяют тип данных (ArrayStoreException) и границы (ArrayIndexOutOfBoundsException) в run-time.
Правда жизни: скорее всего, вы не будете использовать массивы в современном коде.

Декларирование и инициализация массива

Два варианта:
- int[] a
- int a[] — совместимая с языком C декларация, но не делайте так в Java!
Инициализация:
- int[] a = new int[100];
- int[] a = {1, 3, 5};
- анонимный массив: foo(new int[] {2, 4, 6});

Массивы объектов — это массивы ссылок

Date[] dates = new Date[3];

dates[0] = new Date(1, 1, 2023);
dates[1] = new Date(2, 2, 2024);
dates[2] = dates[1];

Flattened arrays для value-типов (Valhalla, Java 28+)

LocalDate[] dates =
  (LocalDate[]) ValueClass
  .newNullRestrictedNonAtomicArray(
    LocalDate.class, 3,
    LocalDate.now());

boolean isFlat =
  ValueClass.isFlatArray(dates); //true

LocalDate[100_000] before Valhalla: (24 LocalDate object + 4 ref) * 100 000 = 2 800 000 bytes, 100 000 allocations.
Flattened LocalDate[100_000]: (8 flattened LocalDate) *100 000 = 800 000 bytes, zero allocations.

Массивы передаются по ссылке

int[] luckyNumbers = smallPrimes;
luckyNumbers[5] = 12; // теперь smallPrimes[5] тоже 12

luckyNumbers = Arrays.copyOf(luckyNumbers, 2 * luckyNumbers.length);
//теперь luckyNumbers это отдельный массив
//и он стал в два раза длиннее

Массивы ковариантны

 String[] a = new String[1];
 //компилируется. ведь строка это объект,
 //и потому почему б не считать массив строк массивом объектов?
 Object[] b = a;
 //runtime ArrayStoreException
 b[0] = 5;

(Всё это страшно не совместимо с дженериками и коллекциями, которые пытаются ловить ошибки типов во время компиляции, но об этом речь впереди.)

«Многомерные» массивы

На самом деле их нет, но есть массивы массивов

int[][] magicSquare =
{
 {16, 3, 2, 13},
 {5, 10, 11, 8},
 {9, 6, 7, 12},
 {4, 15, 14, 1}
};

/* magicSquare[1][2] == ?? */

Треугольные матрицы

double[][] odds = new double[ROWNUM][];
for (int n = 0; n < ROWNUM; n++)
  odds[n] = new int[n + 1];

for (int n = 0; n < ROWNUM; n++)
 for (int k = 0; k <= n; k++){
   /* compute lotteryOdds*/
   . . .
   odds[n][k] = lotteryOdds;
 }

Конструкция `if`

if (yourSales >= target)
  performance = "Satisfactory";

`if` + block

if (yourSales >= target)
{
  performance = "Satisfactory";
  bonus = 100;
}

`if` + block + `else`

if (yourSales >= target) {
  performance = "Satisfactory";
  bonus = 100 +
    0.01 * (yourSales - target);
} else {
  performance = "Unsatisfactory";
  bonus = 0;
}

`else` группируется с ближайшим `if`

/* Форматирование бывает обманчиво:
лучше добавить фигурные скобки!!*/

if (x <= 0)
  if (x == 0)
    sign = 0;
else
  sign = -1;

Цепочки `else if`

if (sales >= 2 * target) {
 performance = "Excellent";
 bonus = 1000;
} else if (sales>=1.5*target) {
 performance = "Fine";
 bonus = 500;
} else if (sales >= target) {
 performance = "Satisfactory";
 bonus = 100;
} else {
 fireThisPerson();
}

`switch`

Полностью совместим с классическим switch в языке C, но имеет мощные расширения. Пожалуй, наиболее сильно переработанная синтаксическая конструкция из унаследованных из C.

switch (choice)
{
  case 1:
    . . .
    break;
  case 2:
    . . .
    break;
  default:
    . . .
    break;
}

`switch`-`case` особенности:

Используя "C-style" switch, не забываем break-и (утилиты типа Checkstyle напоминают), иначе выполняем всё до конца switch, как в C!
Обычный switch бывает: по целому, по char-у, по String-у (Java 7+), по enum-у.
Бывает также switch c pattern matching (Java 21+), о котором мы расскажем в других лекциях.

Switch statements/expressions in Java 14+: no Fallthrough

Expression

Statement

int numLetters = switch(day) {
 case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
 case TUESDAY -> 7;
 case THURSDAY, SATURDAY -> 8;
 default -> 9;
}

switch(day) {
 case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY ->
  numLetters = 6;
 case TUESDAY -> {
  logger.info("Tuesday");
  numLetters = 7;
 }
 case THURSDAY, SATURDAY ->
  numLetters = 8;
  //Need not be exhaustive:
  //no WEDNESDAY
}

Switch statements/expressions in Java 14+: with Fallthrough

Expression

Statement (Good Old C-style Switch)

int numLetters = switch(day) {
  case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY:
    yield 6;
  case TUESDAY:
    logger.info("Tuesday");
    yield 7;
  case THURSDAY:
    logger.info("Thursday");
  case SATURDAY:
    yield 8;
  default:
    yield 9;
}

switch(day) {
  case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY:
    numLetters = 6;
    break;
  case TUESDAY:
    logger.info("Tuesday");
    numLetters = 7;
    break;
  case THURSDAY:
    logger.info("Thursday");
  case SATURDAY:
    numLetters = 8;
    break;
  default:
    numLetters = 9;
}

Цикл `while`: то же, что и в C

while (balance < goal) {
 balance += payment;
 double interest =
  balance * interestRate / 100;
 balance += interest;
 years++;
}
System.out.println(
 years + " years.");

`do while`: цикл с постусловием

do {
  balance += payment;
  double interest =
    balance * interestRate / 100;
  balance += interest;
  years++;
  // print current balance
  // ask if ready to retire and get input
} while (input.equals("N"));

Правда жизни: do-while бывает нужен очень, ОЧЕНЬ редко.

Циклы `for`

Снова всё то же, что и в C (по сути, сокращение цикла while):

for (int i = 1; i <= 10; i++)
  System.out.println(i);

И даже, хотя оператора «запятая» нет, можно так (но не нужно):

for (int i = 1; i <= 10; i++, j++)
  System.out.println(i);

Видимость переменной цикла

for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
. . .
}
// i no longer defined here

int i;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
. . .
}
// i is still defined here

Использование `break` и `continue`

Прерывание цикла целиком:

while (years <= 100) {
  balance += payment;
  double interest = balance * interestRate / 100;
  balance += interest;
  if (balance >= goal) break;
  years++;
}

Переход к следующему циклу:

Scanner in = new Scanner(System.in);
while (sum < goal) {
  System.out.print("Enter a number: ");
  n = in.nextInt();
  if (n < 0) continue;
  sum += n; // not executed if n < 0
}

У нас нет `goto`, но есть метки для `break` и `continue`!

Scanner in = new Scanner(System.in); int n;
read_data: while (. . .) { // <<<label is here!
  . . .
  for (. . .) {
    System.out.print("Enter a number >= 0: ");
    n = in.nextInt();
    if (n < 0)
      break read_data;
      // break out of read_data loop
    . . .
   }
}
if (n < 0) {
  // deal with bad situation
} else {
  // carry out normal processing
}

Core Java. Лекция 2

Примитивные типы. Управление выполнением. Операторы. Массивы.

Reverse domain name notation

Пакеты (packages) в Java

Пакеты (packages) в Java

Структура репозитория Maven Central

Reverse domain notation и Maven Central

Создание проекта на Java/Maven с помощью Maven archetype

Превращение jar-файла в исполняемый jar-файл

Ключевые слова языка (keywords) [JLS26, 3.9]

Null and Boolean Literals

Contextual Keywords

Комментарии

Типы

Целочисленные типы

Разновидности целочисленных литералов

Типы с плавающей запятой

Литералы для типов с плавающей запятой

Осторожней с плавающей запятой!

Приводимость числовых типов

Явное приведение типов

Тип char

Литералы char

Строковые литералы

Text Blocks (Java 13+)

Escape sequences

Тип boolean

Определение переменных и их область видимости

Инициализация переменных

Ключевое слово final (константы)

Область видимости

Вывод типов (type inference) при создании переменных (Java 10+)

Вывод типов

Арифметические операторы

Сдвиги

Не перемудрите со сдвигами!!

Не перемудрите со сдвигами!!

Побитовые операторы

Операторы сравнения

Булевские операторы

Оператор присвоения

Пре/пост инкремент/декремент, присвоение с изменением

Тернарный оператор

Операторы в порядке убывания приоритета

​Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)​

​Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)​

А как же оператор «запятая»?

Массивы

Декларирование и инициализация массива

Массивы объектов — это массивы ссылок

Flattened arrays для value-типов (Valhalla, Java 28+)

​Массивы передаются по ссылке​

​Массивы ковариантны​

«Многомерные» массивы

Треугольные матрицы

Конструкция if

if + block

if + block + else

else группируется с ближайшим if

Цепочки else if

switch

switch-case особенности:

Switch statements/expressions in Java 14+: no Fallthrough

Switch statements/expressions in Java 14+: with Fallthrough

Цикл while: то же, что и в C

do while: цикл с постусловием

Циклы for

Видимость переменной цикла

Использование break и continue

У нас нет goto, но есть метки для break и continue!

Тип `char`

Литералы `char`

Тип `boolean`

Ключевое слово `final` (константы)

Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)

Операторы в порядке убывания приоритета (продолжение)

Массивы передаются по ссылке

Массивы ковариантны

Конструкция `if`

`if` + block

`if` + block + `else`

`else` группируется с ближайшим `if`

Цепочки `else if`

`switch`

`switch`-`case` особенности:

Цикл `while`: то же, что и в C

`do while`: цикл с постусловием

Циклы `for`

Использование `break` и `continue`

У нас нет `goto`, но есть метки для `break` и `continue`!