مبانی برنامه‌نویسی جاوا

در این ویدئو، من از واژه «تابع» به صورت متناوب با «متد» استفاده می‌کنم (به خاطر عادت - در جاوا، متدها در زبان‌های دیگر تابع نامیده می‌شوند).این آموزش به اصول نوشتن و فراخوانی متدها می‌پردازد. ما مثال‌هایی از متدهایی که یک مقدار را برمی‌گردانند، آرگومان می‌گیرند و متدهایی که صرفاً یک عملیات انجام می‌دهند که به هیچ مقدار برگردانده‌شده یا آرگومان‌هایی نیاز ندارند، نشان می‌دهیم.چرا از متدهای اضافی استفاده کنیم وقتی می‌توانیم همه‌چیز را داخل متد main قرار دهیم؟ متدها امکان انتزاع، استفاده آسان مجدد از کد و استفاده از دامنه (scope) را فراهم می‌کنند.من از این آموزش کاملاً راضی نیستم و ممکن است در آینده آن را دوباره انجام دهم. اگر قسمت‌هایی به‌خصوص گیج‌کننده برای شما وجود دارد، به من اطلاع دهید تا بتوانم در صورت تکرار، واضح‌تر باشم.

در این آموزش، اصول حوزه (scope) را توضیح می‌دهم. یک متغیر که خارج از هر متدی با کلمه کلیدی static اعلام شده است به عنوان متغیر کلاسی شناخته می‌شود و برای تمام متدهای کلاس در دسترس است (متغیرهای بدون کلمه کلیدی static به عنوان متغیرهای نمونه شناخته می‌شوند و در آموزش‌های آینده که به برنامه‌نویسی شیء‌گرا می‌پردازیم، پوشش داده خواهند شد). یک متغیر که درون یک متد اعلام شده است محلی به آن متد است و تنها تا زمانی که آن متد به پایان برسد وجود دارد. این متغیر به طور مستقیم برای دیگر متدهای کلاس در دسترس نیست.

این آموزش تقریباً همه چیزهایی را که باید درباره‌ی دستورهای if در جاوا بدانید، پوشش می‌دهد. نوع دیگری از دستور که کمتر رایج است و عملکرد مشابهی را فراهم می‌کند، به نام دستور switch وجود دارد که من به‌طور مختصر آن را در یک آموزش آینده زمانی که کاربرد عملی‌اش را داشته باشیم، بررسی خواهم کرد. متأسفم بابت ویرایش‌های زیاد. می‌خواستم مدت زمان ویدیو تحت ۱۵ دقیقه‌ی یوتیوب باشد تا مجبور نشوم آن را به دو قسمت تقسیم کنم.

در این آموزش، به سه نوع اصلی حلقه در جاوا می‌پردازیم: حلقه while، حلقه do-while و حلقه for. همچنین دباگر معرفی می‌شود. این ابزار به ما اجازه می‌دهد تا ببینیم جاوا چگونه حلقه‌ها را اجرا می‌کند. یک فرم دیگر از حلقه for وجود دارد که به‌عنوان اختصاری برای تکرار بر روی هر عنصر در یک مجموعه شناخته می‌شود و در آینده پوشش داده خواهد شد. شما می‌توانید عملکرد مشابهی را با استفاده از چیزی به نام بازگشت (recursion) نیز به دست آورید، که در آینده به آن پرداخته خواهد شد.

در این آموزش، من نحوه‌ی ایجاد و استفاده از اشیاء را با مثال نشان می‌دهم. ما از یک شیء JFrame برای ایجاد یک پنجره استفاده می‌کنیم و یک شیء JLabel به آن اضافه می‌کنیم. شما باید احتمالاً اضافه کنید: window.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // اطمینان از اینکه برنامه هنگامی که پنجره را می‌بندیم پایان یابد) همچنین ذکر می‌کنم که رشته‌ها در واقع اشیاء هستند (به عنوان راحتی، جاوا به ما اجازه می‌دهد که رشته‌ها را با استفاده از یک مقدار رشته‌ای، یعنی متنی در داخل نقل قول، ایجاد کنیم). شما می‌توانید از اشیاء از طریق آنچه که به آن رابط (interface) می‌گویند استفاده کنید، به عبارت دیگر، متدهایی که آنها برای ما به عنوان کاربران شیء قابل مشاهده می‌کنند. شما می‌توانید تمام متدهای موجود را از طریق ویژگی کمک کدنویسی Eclipse با تایپ نام متغیر شیء و سپس "." مشاهده کنید (شما می‌توانید با فشار دادن ctrl + space نیز کمک کدنویسی را فعال کنید).

در این آموزش یاد می‌گیریم که چگونه از کلاس‌هایی که ایجاد می‌کنیم، اشیاء را نمونه‌سازی کنیم. ما درباره‌ی متغیرهای نمونه، روش‌های نمونه و سازنده‌ها یاد می‌گیریم. همچنین، روش‌های دسترسی (getter) و تنظیم (setter) معرفی و به عنوان یک شیوه‌ی خوب برنامه‌نویسی تشویق می‌شوند. مُعدّل ایستا (static) نیز توضیح داده می‌شود. به‌طور معمول، متغیرهای نمونه را خصوصی می‌سازید وقتی‌که روش‌های عمومی دسترسی/تنظیم به عنوان بخشی از رابط (interface) ارائه می‌شوند، اما هنوز در این مجموعه به اصلاح‌کننده‌های دسترسی پرداخته نشده است. شما همچنین می‌توانید متد اصلی (main) را به کلاس شخص (Person) منتقل کرده و برنامه مربوط به این آموزش را در یک فایل نگه دارید، اما من فکر کردم بهتر است مفهوم را با جداسازی کلاس شخص از متد اصلی منتقل کنم.

در این آموزش به تفاوت بین نوع‌های مقدار (پریمیتیو) و نوع‌های مرجع (اشیاء) می‌پردازیم. پریمتیوها به صورت مقدار منتقل می‌شوند، بنابراین زمانی که به یک متد ارسال می‌شوند، شما در حال دستکاری داده‌های اصلی نیستید، بلکه یک کپی از آن داده‌ها را تغییر می‌دهید. از سوی دیگر، اشیاء به صورت مرجع منتقل می‌شوند، بنابراین شما این امکان را دارید که اشیاء را از طریق آن مرجع در داخل متدها تغییر دهید.

در این آموزش، اصلاح‌کننده‌های دسترسی در جاوا توضیح داده می‌شوند. در حال حاضر، عمومی و خصوصی باید مفهوم‌دار باشند. دسترسی محافظت‌شده و پیش‌فرض معرفی می‌شود، اما تا زمانی که بسته‌ها و وراثت بررسی نشوند، به‌طور کامل درک نخواهند شد. به عنوان یک بهترین روش، من توصیه می‌کنم از اصلاح‌کننده خصوصی تا حد امکان استفاده کنید. این کار مانع از دستکاری داده‌ها توسط کاربران کلاس‌های شما، از جمله خود شما، می‌شود و از فراخوانی متدهایی که فقط قرار بوده است متدهای کمکی داخلی کلاس باشند، جلوگیری می‌کند. همچنین تعداد کارهایی که به عنوان یک کاربر می‌توانید با یک شیء از آن نوع انجام دهید را کاهش می‌دهد، بنابراین یادگیری یا به خاطر سپردن نحوه استفاده از آن را آسان‌تر می‌کند. شما باید به‌خصوص از قابل دسترسی مستقیم متغیرهایتان خودداری کنید. مزیت استفاده از متدها برای تنظیم مقادیر به متغیرهایتان این است که می‌توانید بررسی خطا را داخل آن متدها قبل از تخصیص مقدار انجام دهید. به عنوان مثال، منطقی نیست که بخواهید سن یک نفر را به یک مقدار منفی تنظیم کنید، بنابراین می‌توانید آزمایش کنید که آیا مقدار منفی به setAge() منتقل شده است و به‌طور مناسب با آن برخورد کنید.

در این آموزش، یاد می‌گیریم که چگونه بسته‌ها را ایجاد و درون هم قرار دهیم. ما تمامی کلاس‌های موجود خود را به یک بسته جدید منتقل خواهیم کرد و از این و سایر بسته‌ها در آینده برای منظم نگه‌داشتن کلاس‌های خود استفاده خواهیم کرد. من به یک نمای سلسله‌مراتبی برای بسته‌ها تغییر می‌کنم، اما اگر ترجیح می‌دهید، می‌توانید نمای مسطح را حفظ کنید. همچنین نشان می‌دهم که چگونه استفاده از بسته‌ها با استفاده از یک مثال از نام کلاس کاملاً مشخص به جای وارد کردن، از تعارض نام‌ها جلوگیری می‌کند. Modifiers دسترسی پیش‌فرض و محافظت‌شده به‌طور مختصر مورد بحث قرار می‌گیرند، زیرا آنها به دسترسی کلی بسته مربوط می‌شوند.

در این آموزش، من ساختارهای داده را معرفی می‌کنم و یاد می‌گیریم چگونه از یکی از ابتدایی‌ترین ساختارها، آرایه، استفاده کنیم. به روش‌های مختلفی که می‌توانیم یک آرایه را مقداردهی اولیه کنیم، چگونگی تنظیم مقادیر برای عناصر آرایه، چگونگی دریافت مقادیر از عناصر آرایه و چگونگی تکرار بر روی یک آرایه با استفاده از حلقه‌ها می‌پردازیم. حتماً به یاد داشته باشید که ایندکس آرایه از ۰ شروع می‌شود، بنابراین اگر یک آرایه با اندازه ۱۰ ایجاد کنید، ایندکس‌ها ۰ تا ۹ خواهند بود. آخرین عنصر همیشه در ایندکس اندازه - ۱ قرار دارد. این مقدمه به هیچ وجه جامع نیست - هنوز چیزهای بیشتری برای یادگیری در مورد آرایه‌ها وجود دارد، اما باید شما را با دیدن و آزمایش آرایه‌ها آشنا کند.

در این آموزش، نحوه ساخت ثابت‌ها در جاوا با استفاده از شناسه نهایی بر روی متغیرها را توضیح می‌دهم. بر اساس یک قاعده، ثابت‌ها با حروف بزرگ نوشته می‌شوند و کلمات با زیرخط‌ها از هم جدا می‌شوند. معمولاً می‌خواهید ثابت‌ها را ایستا (static) کنید زیرا معمولاً مقادیر آن‌ها در نمونه‌های مختلف تغییر نمی‌کند. استفاده از شناسه ایستا همچنین به شما این امکان را می‌دهد که بدون ایجاد هیچ نمونه‌ای از متغیر استفاده کنید. علاوه بر این، معمولاً ایمن است که ثابت‌های خود را با قابلیت دسترسی عمومی (public) تعریف کنید، زیرا اعمال شناسه نهایی باعث می‌شود متغیر فقط خواندنی باشد.

در این آموزش، من یک ویژگی قدرتمند از برنامه‌نویسی شی‌گرا را معرفی می‌کنم: وراثت. وراثت به شما اجازه می‌دهد که یک کلاس متغیرها و متدهای کلاس دیگر را "به ارث ببرد". این به بازاستفاده از کد کمک می‌کند، زیرا کد مشترک به کلاس‌های والد منتقل می‌شود. همچنین به نگه‌داشتن کلاس‌های شما سبک و قابل مدیریت کمک می‌کند. همه اشیا در جاوا از کلاس Object ارث می‌برند. یک چیزی که در این ویدئو به آن اشاره نکردم، مفهوم سلسله‌مراتب وراثت است. به عنوان مثال، با وجود اینکه کلاس Child از کلاس Parent ارث می‌برد، کلاس Parent هنوز از کلاس Object ارث می‌برد، بنابراین سلسله‌مراتب کامل به صورت زیر است: Object - Parent - Child بنابراین Child "یک نوع" Parent است و همچنین "یک نوع" Object نیز هست.

در این آموزش، ما به یادگیری وراثت ادامه می‌دهیم و به بررسی روش‌های بازنویسی می‌پردازیم. از نظر فنی، بازنویسی روش‌ها مختص وراثت نیست، اما بعد از چند ویدیو بیشتر در مورد آن یاد خواهیم گرفت. شما می‌توانید روش‌های به ارث برده شده را با ایجاد یک روش با همان امضا که به ارث برده شده است (همان نام، نوع بازگشتی و پارامترها) بازنویسی کنید. یا می‌توانید از کمک کد اکلیپس برای این کار استفاده کنید، همان‌طور که در این ویدیو انجام می‌دهم. شما می‌توانید از کلمه کلیدی super برای ارجاع به نمونه کلاس پایه استفاده کنید و آن را برای تماس با روش‌ها یا دسترسی به متغیرها به کار ببرید. این برای زمانی که نیاز دارید یک روش را بازنویسی کنید تا عملکرد اضافی اضافه کنید، به جای اینکه آن را کاملاً جایگزین کنید، مفید است. نشانه @Override به عنوان یک یادداشت شناخته می‌شود، اختیاری است و لزومی ندارد که در حال حاضر در مورد آن یاد بگیرید.

در این آموزش، بر درک ما از وراثت با معرفی کلاس‌های انتزاعی و متدهای انتزاعی بنا می‌گذاریم. یک کلاس انتزاعی کلاسی است که صرفاً برای گسترش وجود دارد. شما نمی‌توانید یک نمونه از یک کلاس انتزاعی ایجاد کنید. یک کلاس انتزاعی ممکن است متدهای انتزاعی داشته باشد. متدهای انتزاعی هیچ پیاده‌سازی ارائه نمی‌دهند. آن‌ها فقط امضای متد (نوع بازگشتی، نام و پارامترها) را ارائه می‌دهند. هر کلاسی که سپس کلاس انتزاعی را گسترش می‌دهد باید پیاده‌سازی را برای هر متد انتزاعی که به ارث می‌برد ارائه دهد (مگر اینکه آن کلاس نیز انتزاعی باشد). نکته مهم دیگر از این ویدیو این است که نوع یک متغیر، رابط کاربری شیء‌ای را که به آن اشاره می‌کند تعیین می‌کند (اینکه می‌توانید با آن چه کار کنید). به عنوان مثال، اگر ما به Player به عنوان نوع GameObject اشاره کنیم، نمی‌توانیم هیچ متد خاصی مربوط به Player را روی آن نمونه فراخوانی کنیم (مگر اینکه آن را به Player تبدیل کنیم). این موضوعی است که احتمالاً در آموزش‌های آینده بیشتر با آن روبه‌رو خواهیم شد.