Java notes

Перечисления

Это набор именованных констант. Таким образом мы можем заменить непонятные цифры (1, 2, 4) или буквы ("E", "W", "N", "S") и сделать код более стабильным.

Определяются они с помощью ключевого слова enum, после которого идёт имя, и, в фигурных, скобках перечиляются значения.

Перечисления в Java могут также хранить собственные переменные и методы. Для этого надо создать enum конструктор и добавить его вызов к значениям.

image-20220406232807870

Бесконечности

Часто алгоритмы, в частности перебор и сортировка массивов, требуют числа, которые могут быть меньше или больше абсолютно любого другого числа.

И такие числа есть — NEGATIVE_INFINITY и POSITIVE_INFINITY. Их имеют все классы, которые наследуются от Number.

Главной особенностью является то, что эти числа больше/меньше не только других чисел, но и себя.

image-20220406233018882

Аннотации

По сути своей аннотации — это метаданные объектов структуры класса и самого класса, который в дальнейшем обрабатывается.

Аннотации бывают встроенными, а также можно создать свои, но самые ключевые из них это Target и Retention.

Target принимает один или несколько типов, которым можно привязать дочернюю аннотацию. Получить их можно из ElementType.

Retention же обозначает на каком уровне будет находится и обрабатываться аннотация. Всего их три: RUNTIME, CLASS и SOURCE

image-20220406233129117

Рефлексии

Рефлексия — это механизм, который позволяет получить данные из структуры классов, методов и полей.

Сам же механизм рефлексии позволяет обрабатывать типы, отсутствующие при компиляции, но появившиеся во время выполнения программы.

Рефлексия и наличие логически целостной модели выдачи информации об ошибках дает возможность создавать корректный динамический код.

image-20220406233210570

Дженерики

Дженерики — это невероятно важная часть языка Java, которую вы используете повсеместно. Их суть в обобщении типов, тем самым делая классы и методы гибкими.

Использовать дженерики можно в классах и методы. Обозначаются они стрелочными скобками и именем типа (примеры вы можете увидеть выше).

По сути дженерики это лишь синтаксический сахар, поскольку в скомпилированном коде они не отличимы от обычного преобразования типов.

image-20220406233304166

Кортежи

Часто бывает ситуация, когда надо вернуть из метода несколько объектов одного разного типа. На этот случай придуманы кортежи.

В Java кортежи реализованы интерфейсом Cortege и имплементированы классом CortageChain. Чтобы хранить в нём данные, достаточно с помощью дженериков задать типы и присвоить им значения.

Важной особенностью кортежей является возможность выстраивать цепочки, например так:

Cortege>>

image-20220406233350103

Stream Filter

Метод Stream::filter позволяет отфильтровывать значения из набора данных.

Синтаксис: .filter(object -> condition)

Работает он предельно просто: он проходит по каждому элементу из массива и проверяет его с помощью лямбды object -> condition. Если результат равен true, значение оставляем в массиве.

image-20220406233426277

Интерфейсы

В чём разница между абстрактными классами и интерфейсами?

С первого взгляда эти два объекта выполняют одну и тоже функцию — планирование классов. Однако не всё так очевидно.

Абстрактные классы — это такие же обычные классы, но некоторые их методы можно «оставить на потом». Другими словами метод объявленный ключевым словом abstract не надо реализовывать, он будет реализован в дочерних объектах.

Интерфейсы же являются описанием структуры методов класса, которые нужно реализовать. В интерфейсах нельзя объявлять переменные.

image-20220406233522476

Implements и extends

Одной из основных догм в ООП является наследование. В Java можно наследовать как и классы, так и интерфейсы, но делается это по-разному.

Ключевое слово extends привязывает к классу родительский класс и только один. В своё время ключевое слово implements привязывает к классу один или несколько интерфейсов, которые класс должен реализовать.

image-20220406233643075

Ключевые типы и их классы

Структура языка Java сильно завязана на ООП. По этой причине, практически всё с чем вы взаимодействуете в Java — объект.

Даже привычные для всех типы int, float, char и так далее — это всё сокращения объекта. Другими словами, их легко можно заменить соответствующими им классами: Integer, Float и Character.

Однако, у сокращений типов есть одна особенность — они не могут быть null.

image-20220406233726041

map и flatMap

Для перевода значений Stream существуют два метода: map и flatMap. В чём же в них разница?

Метод map перевод одно входящие значение строго в одно выходное. Другими словами если переводить массив new int[10] в тип double[], то получится массив длинной 10, не больше и не меньше.

flatMap же не имеет таких ограничений и на выходе может выдавать несколько значений или вообще ничего не возвращать. В основном он нужен для изменения размерности массивов.

image-20220406233805655

Инструмент StreamAPI

Думаем, любой программист наслышан о том, как просто можно обрабатывать списки в таких языках, как Python.

Java тоже не обделена подобными особенностями, а в частности — она имеет SteamAPI. Это некий набор объектов и методов, которые позволяют обрабатывать списки.

image-20220406233841866

System.arraycopy

Невероятно полезный и часто используемый метод. Суть в чём: он копирует данные из одного массива в другой с учётом индексации.

Ситаксис:

System.arraycopy(source, from, root, dest, len);

В результате метод копирует значения из source[from] по source[from + len] и вставляет их в массив root в позицию dest.

image-20220406233929102

Массив vs Список

В основном вы будете работать с массивами — наборами данных определённой длины. В Java они имеют Си-подобный синтаксис и являются очень быстрыми в работе.

Однако, фиксированная длина часто стреляет в ногу программистам, так как не все данные являются статическими. В таких случаях, им на помощь приходят List-ы. Они позволяют создавать динамические наборы данных, также предоставляя некоторые методы для их обработки.

image-20220406234006531

Строки в Java

По своей сути, строки — это массив символов char, обёрнутый в класс String. Такая обёртка позволяет обрабатывать строку всеми возможными методами: split, join, trim и другими.

Особенность строк Java в том, что они — ссылочные и неизменяемые. Это позволяет оптимизировать занимаемую память строкой.

image-20220406234043207

Время

Для работы с датами и временем, у нас, в пакете java.util, есть класс Date.

При создании экземпляра с пустым конструктором вы получаете время и дату, которая сейчас. Если же вам надо считать всё из строки, воспользуйтесь классом SimpleDateFormat и его методом parse().

После вы можете редактировать объект, добавлять значения, отбавлять или переводить всё в строку.

image-20220409153006202

Базы данных

Для этого в Java есть универсальный драйвер, который может работать с реляционными базами данных (Oracle, MySQL). Называется он JDBC.

Java Database Connectivity позволяет нам:

• Создавать соединения с БД. • Создавать и выполнять SQL выражений. • Просматривать и менять полученные записи.

Но, стоит отметить, что перед использованием вам всё равно придётся добавлять зависимости для работы с нужной базой данных.

image-20220417121701004

ООП

Основные принципы ООП

Инкапсуляция — возможность пользователю класса не задумываться, как механика реализована внутри. Вам не нужно знать, как работает электричество, если вы хотите просто включить лампочку.

Наследование — позволяет создавать новые классы на основе уже существующих. Таким образом можно менять поведение или добавлять новый функционал.

Полиморфизм — возможность объектов с разной спецификацией иметь различную реализацию. Человек, собака и кошка могут есть, но делают это по разному.

image-20220417121857906

NullPointerException

Эта ошибка появляется, если значение не задано какой-то переменной, а мы пытаемся получить доступ к их параметрам.

К сожалению, null могут принимать все ссылочные типы. Это массивы, классы и даже строки. Но вот числа никогда не будут null (поскольку это не ссылочные типы).

Что с этим делать? Достаточно просто добавить проверку на null и что-то делать с этим (выбрасывать ошибку или задавать значение по умолчанию).

image-20220417121942697

Интерфейс Comparable

Помимо обычных коллекций, в Java существуют Sorted... коллекции. Их значения автоматически сортируются в натуральном порядке.

Для реализации такой сортировки тип значения должен имплементировать интерфейс Comparable. Он сравнивает два объекта и возвращает "разницу" между ними в виде числа.

В дальнейшем это разница будет использованная для сортировки значений в коллекции.

image-20220420222017838

Особенность RuntimeException

Зачастую Java "заставляет" программиста обрабатывать потенциальную ошибку в коде.

Сделать это можно двумя способами: окружить опасный код конструкцией try...catch или объявить о возможной ошибке в сигнатуре метода.

Однако RuntimeException обрабатывать вовсе не обязательно. Обоснованно это тем, что все исключения унаследованные от RuntimeException предполагают появление причины ошибки извне кода.

image-20220420222220382

String.join

Метод String.join склеивает все входящие в него строки, вставляя между ними разделитель.

Синтаксис: String.join(String delimiter, String... strings)

image-20220427214159702

Концепция JDBC

Баз данных на SQL-основе существует очень много. К примеру самые популярные из них: SQLite, MySQL и PostgreSQL.

Набор пакетов JDBC предлагает обобщить все эти базы данных, предоставляя общий API. Он предустановлен в JDK и находится в пакете java.sql.

Для подключения к определённой базе данных нужно установить драйвер и указать его в коде как показано выше.

image-20220427214437419

Записи Record

Часто некоторые классы созданы лишь для хранения и передачи данными между другими классами. Зачастую это просто набор публичных полей с модификатором final и конструктор, в котором задают им значения.

Для более упрощённого создания таких классов в JDK 15 появилось новое ключевое слово record. По своей сути, это синтаксический сахар для метода описанного выше.

image-20220503121006994

Ветвление switch

В Java существует два основных типа ветвлений скрипта: if...else и switch. Первый тип проверят некое условие и если оно верно — выполняет код.

В свою очередь switch получает на вход проверяемое значение и сравнивает его с перезаписанными данными. Если какой-то случай case совпадает, то JVM выполняет соответствующий код.

Отличительной особенностью switch есть то, что все его условия статические и компилируются сразу в байткод.

image-20220512223453063

foreach в Java

Перебирать объекты через индекс не всегда бывают удобно, не говоря уже о том, что не все коллекции индексируемые.

Для решения это проблемы была придумала конструкция for(T object : iterable). В такой конструкции на каждой итерации из коллекции iterable будет получен объект object.

Объект iterable обязательно должен имплементировать интерфейс Iterable.

image-20220512223538215

Вектор в Java

До появления системы Collections в Java часто использовался класс Vector — старый аналог нынешнего ArrayList.

Основным отличием вектора от списка в распределении динамической памяти. При добавлении нового элемента в вектор он пересоздаёт массив с данными, прибавляя 1 к длиннее. В свою очередь, список умножает длину на 2.

Из этого можно сделать вывод: векторы меньше расходуют память, но требуют большего времени для добавления элемента

image-20220512223622013

Конструкция do...while

Эта конструкция встречается редко на практике, но знать её нужно. Описать её можно как дополнение к привычному всем while(condition).

Суть в чём: сначала в блоке do{...} пишется код, а после вызывается while(condition). В результате обязательно выполнится код в блоке do, а после начнётся цикл while.

image-20220512223715871