Introdução à Programação Java

Introdução

Neste laboratório, exploraremos o conceito de linguagens de programação de alto nível, suas vantagens e como o Java funciona. Você aprenderá a escrever e executar seu primeiro programa Java, ganhando experiência prática com os fundamentos da programação Java.

Skills Graph

Compreendendo as Linguagens de Programação

As linguagens de programação são categorizadas em linguagens de alto nível e de baixo nível. Linguagens de baixo nível, como linguagem de máquina e linguagem assembly, são diretamente executáveis por computadores. Linguagens de alto nível, por outro lado, precisam de tradução para linguagens de baixo nível antes da execução.

Linguagens de alto nível oferecem diversas vantagens:

1. Programação mais fácil: O código é mais curto, mais legível e menos propenso a erros.
2. Portabilidade: O mesmo programa pode ser executado em diferentes máquinas com modificações mínimas.

Devido a esses benefícios, a maioria dos programas é escrita em linguagens de alto nível, com linguagens de baixo nível reservadas para aplicações específicas.

Existem dois métodos para traduzir linguagens de alto nível em linguagens de baixo nível:

1. Interpretação: Um interpretador lê e executa o código da linguagem de alto nível linha por linha.
2. Compilação: Um compilador traduz todo o programa de alto nível em código executável de uma só vez.

Java emprega uma abordagem híbrida, usando tanto compilação quanto interpretação:

1. O código-fonte Java é primeiro compilado em bytecode.
2. O bytecode é então interpretado e executado pela Java Virtual Machine (JVM).

Essa abordagem combina a portabilidade das linguagens interpretadas com os benefícios de desempenho das linguagens compiladas.

O que é um Programa?

Um programa é uma sequência de instruções que especifica como realizar um cálculo. Seja matemático ou simbólico, todos os programas são compostos por instruções que executam estas operações básicas:

1. Entrada (Input): Receber dados de várias fontes (teclado, arquivos, etc.).
2. Saída (Output): Exibir ou enviar dados para vários destinos (tela, arquivos, etc.).
3. Matemática: Realizar operações aritméticas.
4. Teste (Testing): Verificar condições e executar as instruções apropriadas.
5. Repetição (Repetition): Executar operações repetidamente, frequentemente com variações.

A programação envolve a divisão de tarefas complexas em subtarefas menores até que possam ser implementadas usando essas operações básicas.

Escrevendo Seu Primeiro Programa Java

Vamos criar seu primeiro programa Java, tradicionalmente conhecido como o programa "Hello, World!". Este programa simples exibe o texto "Hello, World!" na tela.

LabEx utiliza uma WebIDE online, semelhante ao VS Code, para escrever e executar programas Java.

Primeiro, precisamos criar um novo arquivo chamado Hello.java no diretório ~/project. Abra seu terminal e execute os seguintes comandos:

cd ~/project
touch Hello.java

Agora, abra o arquivo Hello.java em um editor de texto e insira o seguinte código:

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

Vamos analisar este programa:

1. public class Hello: Esta linha define uma classe chamada Hello. Em Java, todo programa deve ter pelo menos uma classe.
2. public static void main(String[] args): Este é o método principal (main method). É o ponto de entrada do seu programa Java. Quando você executa um programa Java, a execução começa no método main.
3. System.out.println("Hello, World!");: Esta linha imprime o texto "Hello, World!" no console. System.out é um objeto que representa a saída padrão, e println é um método que imprime uma linha de texto.

Compilando e Executando Seu Programa Java

Agora que escrevemos nosso programa Java, vamos compilá-lo e executá-lo. Java usa um processo de duas etapas:

1. Compilação (Compilation): Converter o código Java legível por humanos em bytecode.
2. Execução (Execution): Executar o bytecode usando a Java Virtual Machine (JVM).

Para compilar seu programa, use o comando javac seguido pelo nome do seu arquivo Java:

javac Hello.java

Este comando criará um novo arquivo chamado Hello.class no mesmo diretório. Este arquivo contém a versão bytecode do seu programa.

Para executar seu programa, use o comando java seguido pelo nome da sua classe (sem a extensão .class):

java Hello

Você deverá ver a saída:

Hello, World!

Se você encontrar algum erro, verifique novamente seu código em busca de erros de digitação e certifique-se de estar no diretório correto (~/project).

Entendendo a Estrutura do Programa Java

Vamos analisar mais de perto a estrutura do nosso programa Java:

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

1. public class Hello: Esta linha declara uma classe pública chamada Hello. Em Java, o nome da classe deve corresponder ao nome do arquivo (excluindo a extensão .java).

2. public static void main(String[] args): Esta é a declaração do método principal (main method). É o ponto de entrada do seu programa Java.

   • public: Esta palavra-chave torna o método acessível de fora da classe.
   • static: Esta palavra-chave significa que o método pertence à própria classe, não a nenhuma instância específica da classe.
   • void: Isso indica que o método não retorna nenhum valor.
   • main: Este é o nome do método. O tempo de execução Java procura por este método para começar a executar o programa.
   • String[] args: Isso declara um parâmetro que pode aceitar argumentos de linha de comando.

3. System.out.println("Hello, World!");: Esta linha imprime texto no console.

   • System é uma classe que fornece acesso aos recursos do sistema.
   • out é um membro estático da classe System, representando o fluxo de saída padrão.
   • println é um método da classe PrintStream (da qual out é uma instância) que imprime uma linha de texto.

Modificando Seu Programa Java

Agora que você entende a estrutura básica de um programa Java, vamos modificar nosso programa "Hello, World!" para torná-lo mais interativo. Criaremos um programa que solicita o nome do usuário e, em seguida, o cumprimenta.

Primeiro, vamos criar um novo arquivo chamado Greeting.java no diretório ~/project:

cd ~/project
touch Greeting.java

Agora, abra Greeting.java em um editor de texto e insira o seguinte código:

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();
    }
}

Vamos detalhar os novos elementos neste programa:

1. import java.util.Scanner;: Esta linha importa a classe Scanner, que usamos para ler a entrada do usuário.
2. Scanner scanner = new Scanner(System.in);: Isso cria um novo objeto Scanner que lê da entrada padrão (teclado).
3. System.out.print("Please enter your name: ");: Isso imprime um prompt para o usuário sem passar para uma nova linha.
4. String name = scanner.nextLine();: Isso lê uma linha de texto inserida pelo usuário e a armazena na variável name.
5. System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming.");: Isso imprime uma saudação que inclui o nome do usuário.
6. scanner.close();: Isso fecha o objeto Scanner para liberar recursos.

Agora, compile e execute seu novo programa:

javac Greeting.java
java Greeting

Quando solicitado, insira seu nome e você deverá ver uma saudação personalizada.

Resumo

Neste laboratório, você deu seus primeiros passos no mundo da programação Java. Você aprendeu sobre linguagens de programação de alto nível e suas vantagens, e como o Java combina compilação e interpretação para uma execução eficiente. Você escreveu, compilou e executou seu primeiro programa Java, a tradicional aplicação "Hello, World!". Você também criou um programa mais interativo que recebe a entrada do usuário e fornece uma saudação personalizada.

Esses conceitos e habilidades fundamentais formam a base da programação Java. À medida que você continua sua jornada, você construirá sobre esses fundamentos para criar aplicações mais complexas e poderosas. Lembre-se, a programação é uma habilidade que melhora com a prática, então não hesite em experimentar com seu código e tentar coisas novas.

Se você quiser saber mais sobre LabEx e como usá-lo, pode visitar nosso Centro de Suporte. Ou você pode assistir ao vídeo para aprender mais sobre LabEx.

Sua jornada na programação Java apenas começou. Continue praticando, continue aprendendo e aproveite o processo de se tornar um programador Java proficiente!