Introduction à la programmation Java

Introduction

Dans ce laboratoire (lab), nous explorerons le concept des langages de programmation de haut niveau, leurs avantages et le fonctionnement de Java. Vous apprendrez à écrire et à exécuter votre premier programme Java, en acquérant une expérience pratique des bases de la programmation Java.

Skills Graph

Comprendre les langages de programmation

Les langages de programmation sont classés en langages de haut niveau et en langages de bas niveau. Les langages de bas niveau, tels que le langage machine et le langage assembleur, sont directement exécutables par les ordinateurs. Les langages de haut niveau, en revanche, doivent être traduits en langages de bas niveau avant d'être exécutés.

Les langages de haut niveau offrent plusieurs avantages :

1. Programmation plus facile : Le code est plus court, plus lisible et moins sujet aux erreurs.
2. Portabilité : Le même programme peut s'exécuter sur différentes machines avec des modifications minimales.

En raison de ces avantages, la plupart des programmes sont écrits en langages de haut niveau, les langages de bas niveau étant réservés à des applications spécifiques.

Il existe deux méthodes pour traduire les langages de haut niveau en langages de bas niveau :

1. Interprétation : Un interpréteur lit et exécute le code en langage de haut niveau ligne par ligne.
2. Compilation : Un compilateur traduit tout le programme en langage de haut niveau en code exécutable d'un coup.

Java utilise une approche hybride, combinant à la fois la compilation et l'interprétation :

1. Le code source Java est d'abord compilé en bytecode.
2. Le bytecode est ensuite interprété et exécuté par la Machine Virtuelle Java (Java Virtual Machine - JVM).

Cette approche combine la portabilité des langages interprétés avec les avantages de performance des langages compilés.

Qu'est-ce qu'un programme?

Un programme est une séquence d'instructions qui spécifie comment effectuer un calcul. Que ce soit des calculs mathématiques ou des opérations symboliques, tous les programmes sont composés d'énoncés qui effectuent ces opérations de base :

1. Entrée : Recevoir des données de diverses sources (clavier, fichiers, etc.).
2. Sortie : Afficher ou envoyer des données à diverses destinations (écran, fichiers, etc.).
3. Mathématiques : Effectuer des opérations arithmétiques.
4. Test : Vérifier des conditions et exécuter les instructions appropriées.
5. Répétition : Exécuter des opérations à plusieurs reprises, souvent avec des variations.

La programmation consiste à décomposer des tâches complexes en sous-tâches plus petites jusqu'à ce qu'elles puissent être implémentées à l'aide de ces opérations de base.

Écrire votre premier programme Java

Créons votre premier programme Java, traditionnellement appelé le programme "Hello, World!". Ce programme simple affiche le texte "Hello, World!" à l'écran.

LabEx utilise un WebIDE en ligne, similaire à VS Code, pour écrire et exécuter des programmes Java.

Tout d'abord, nous devons créer un nouveau fichier appelé Hello.java dans le répertoire ~/project. Ouvrez votre terminal et exécutez les commandes suivantes :

cd ~/project
touch Hello.java

Maintenant, ouvrez le fichier Hello.java dans un éditeur de texte et entrez le code suivant :

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

Décortiquons ce programme :

1. public class Hello : Cette ligne définit une classe nommée Hello. En Java, chaque programme doit avoir au moins une classe.
2. public static void main(String[] args) : C'est la méthode principale (main method). C'est le point d'entrée de votre programme Java. Lorsque vous exécutez un programme Java, l'exécution commence dans la méthode main.
3. System.out.println("Hello, World!"); : Cette ligne affiche le texte "Hello, World!" dans la console. System.out est un objet qui représente la sortie standard, et println est une méthode qui affiche une ligne de texte.

Compiler et exécuter votre programme Java

Maintenant que nous avons écrit notre programme Java, compilons-le et exécutons-le. Java utilise un processus en deux étapes :

1. Compilation : Convertir le code Java lisible par l'homme en bytecode.
2. Exécution : Exécuter le bytecode à l'aide de la Machine Virtuelle Java (Java Virtual Machine - JVM).

Pour compiler votre programme, utilisez la commande javac suivie du nom de votre fichier Java :

javac Hello.java

Cette commande créera un nouveau fichier appelé Hello.class dans le même répertoire. Ce fichier contient la version bytecode de votre programme.

Pour exécuter votre programme, utilisez la commande java suivie du nom de votre classe (sans l'extension.class) :

java Hello

Vous devriez voir la sortie suivante :

Hello, World!

Si vous rencontrez des erreurs, vérifiez votre code pour les fautes de frappe et assurez-vous que vous êtes dans le bon répertoire (~/project).

Comprendre la structure d'un programme Java

Examinons de plus près la structure de notre programme Java :

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

1. public class Hello : Cette ligne déclare une classe publique nommée Hello. En Java, le nom de la classe doit correspondre au nom du fichier (sans l'extension.java).

2. public static void main(String[] args) : C'est la déclaration de la méthode principale (main method). C'est le point d'entrée de votre programme Java.

   • public : Ce mot clé rend la méthode accessible depuis l'extérieur de la classe.
   • static : Ce mot clé signifie que la méthode appartient à la classe elle - même, et non à une instance spécifique de la classe.
   • void : Cela indique que la méthode ne renvoie aucune valeur.
   • main : C'est le nom de la méthode. Le runtime Java recherche cette méthode pour commencer l'exécution du programme.
   • String[] args : Cela déclare un paramètre qui peut accepter des arguments passés en ligne de commande.

3. System.out.println("Hello, World!"); : Cette ligne affiche du texte dans la console.

   • System est une classe qui fournit l'accès aux ressources système.
   • out est un membre statique de la classe System, représentant le flux de sortie standard.
   • println est une méthode de la classe PrintStream (dont out est une instance) qui affiche une ligne de texte.

Modifier votre programme Java

Maintenant que vous comprenez la structure de base d'un programme Java, modifions notre programme "Hello, World!" pour le rendre plus interactif. Nous allons créer un programme qui demande le nom de l'utilisateur puis le salue.

Tout d'abord, créons un nouveau fichier appelé Greeting.java dans le répertoire ~/project :

cd ~/project
touch Greeting.java

Maintenant, ouvrez Greeting.java dans un éditeur de texte et entrez le code suivant :

import java.util.Scanner;

public class Greeting {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("Please enter your name: ");
        String name = scanner.nextLine();

        System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming.");

        scanner.close();
    }
}

Décortiquons les nouveaux éléments de ce programme :

1. import java.util.Scanner; : Cette ligne importe la classe Scanner, que nous utilisons pour lire les entrées de l'utilisateur.
2. Scanner scanner = new Scanner(System.in); : Cela crée un nouvel objet Scanner qui lit depuis l'entrée standard (le clavier).
3. System.out.print("Please enter your name: "); : Cela affiche une invite pour l'utilisateur sans passer à la ligne suivante.
4. String name = scanner.nextLine(); : Cela lit une ligne de texte saisie par l'utilisateur et la stocke dans la variable name.
5. System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming."); : Cela affiche un message de bienvenue incluant le nom de l'utilisateur.
6. scanner.close(); : Cela ferme l'objet Scanner pour libérer des ressources.

Maintenant, compilez et exécutez votre nouveau programme :

javac Greeting.java
java Greeting

Lorsque vous recevez l'invite, entrez votre nom, et vous devriez voir un message de bienvenue personnalisé.

Résumé

Dans ce laboratoire, vous avez franchi vos premiers pas dans le monde de la programmation Java. Vous avez appris les langages de programmation de haut niveau et leurs avantages, ainsi que la manière dont Java combine la compilation et l'interprétation pour une exécution efficace. Vous avez écrit, compilé et exécuté votre premier programme Java, l'application traditionnelle "Hello, World!". Vous avez également créé un programme plus interactif qui prend en compte les entrées de l'utilisateur et offre un message de bienvenue personnalisé.

Ces concepts et compétences fondamentales constituent la base de la programmation Java. Au fur et à mesure de votre progression, vous allez vous appuyer sur ces bases pour créer des applications plus complexes et puissantes. N'oubliez pas que la programmation est une compétence qui s'améliore avec la pratique, alors n'hésitez pas à expérimenter avec votre code et à essayer de nouvelles choses.

Si vous souhaitez en savoir plus sur LabEx et comment l'utiliser, vous pouvez visiter notre Centre d'assistance. Ou vous pouvez regarder la vidéo pour en savoir plus sur LabEx.

Votre parcours dans la programmation Java ne fait que commencer. Continuez à vous entraîner, continuez à apprendre et profitez du processus pour devenir un programmeur Java compétent!