java игры коды программы
Как написать свою змейку на Java за 15 минут
В предыдущей статье мы писали сапёра за 15 минут, теперь займёмся классической змейкой.
В этот раз нам снова понадобятся:
Подключение библиотек
В прошлый раз у многих возникли с этим вопросом проблемы, поэтому мне показалось уместным посвятить этому немного времени. Во-первых, выше я дал ссылку на скачивание архива с библиотеками, которые использую я, чтобы не было путаницы с версиями и вопросов, где найти что-то. Папку из архива требуется поместить в папку проекта и подключить через вашу IDE.
Во-вторых, у многих пользователей InteliJ IDEA возникли проблемы как раз с их подключением. Я нашёл в сети следующий видеогайд:
После того, как я сделал всё в точности по нему, у меня библиотеки подключились корректно и всё заработало.
Работа с графикой
С этой стороны наша задача мало отличается от той, что мы выполняли при написании Сапёра. Снова создаём класс GUI, который будет хранить и обновлять состояние всех графических элементов. Если точнее:
Как вы можете видеть, здесь я уже использовал несколько констант. Для них был создан отдельный класс Constants с public static полями. Вот он целиком:
Механика игры
Самое время поговорить о том, как наша змея будет, собственно, перемещаться. Вам наверняка доводилось видеть вывески, вокруг которых по кругу бегают огоньки? Разумеется, сами лампочки в них не перемещаются, просто каждый тик последняя гаснет, а первая зажигается. Таким же образом будет перемещаться и наша змея.
Пишем класс клетки
Добавляем геттер и сеттер для состояния клетки поля в GUI
Добавляем метод, создающий начальное поле в GUI
Главный управляющий класс
P.S. Исходники можно скачать здесь (архив всей папки проекта).
Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.
Перейти к регистрации
Пишем 2-d игру на Java #2
Доброго времени суток всем! Продолжение 1-ого урока (ссылка на первый).
Задачи
Начало
Приступим. Для начала создадим новый класс Player.java.
Создадим несколько переменных, типа int. Первая это x, вторая это y, и третья speed. Пускай они будут приватными, во избежание дальнейших ошибок(установите сразу им значения, x=0, y=0, speed = любая скорость, я буду ставить 2). Также, создадим три метода — getSpeed(), getX() и getY(). Они выглядят так:
Они будут возвращать нам текущие x и y координаты нашего игрока, а также скорость игрока.
Теперь, нам нужен метод, отвечающий за движение. Так его и назовем — move. Пока у нас нету слушателя клавиш, по этому, просто напишем:
Возвращаемся в наш класс Main.java и в нем, создаем объект нашего игрока:
Далее, в методе actionPerformed() пишем:
Теперь, у нас при каждом обновлении таймера будет двигаться игрок. Но сейчас мы это движение не увидим, т.к. координаты игрока мы нигде не используем. Сейчас я коротко объясню как происходит движение на экране. Двигается не сама картинка нашего игрока, а задний план, который имитирует движение игрока. Так что, переходим в метод paint() и там, вместо координат отрисовки, вписываем player.getX() и player.getY(). Должно выйти так:
Запускаем, и видим что наш фон двигается.
Теперь я объясню, что мы не совсем корректно сделали.
Мы должны иметь две отдельные координаты — координата карты и координата игрока. Для чего это нужно? Сейчас мы слой отрисовываем относительно координаты игрока. В дальнейшем, у нас появятся объекты, находящиеся на карте, и проверять, взаимодействует ли с ними игрок будет проще, имея координаты карты. Надеюсь, объяснил понятно, а теперь мы это реализуем.
По-хорошему, мы должны иметь отдельный объект, Universe (Вселенная) в котором и будет содержаться информация о нашей карте(время суток, координаты и т.п.). В последующих уроках мы это сделаем, а пока, просто добавим в классе игрока две новые переменные: mapX и mapY, и сразу установим им значения, 0 и 0. И, как в случае с x и y, создадим 2 getter’a.
Теперь подкорректируем наш метод move().
Напишем вместо x+=speed это:
И вернемся к методу paint и поменяем
Запускаем, и видим что ничего не поменялось. Это хороший знак, значит мы все правильно сделали.
Но мы видим, что картинка одна, и за ней остается след. И вот мы подошли к такой развилке. Мы можем создать игру, в которой мир будет постоянно расширяться, в зависимости оттого, в каком направлении идет игрок. Либо, сделать игру с определенного размера локацией, за пределы которой выйти нельзя, но локации смогут меняться. С какими проблемами я столкнулся, при создании этих двух вариантов. Если будем создавать игру без границ, то:
Хорошо, пока обойдемся без дополнительных слоев, создадим слушателя нажатий на клавиши.
В конструкторе класса Main.java допишем такую строку:
Некоторые могут спросить, почему мы используем метод «добавить слушателя», а добавляем адаптер? Просто адаптер позволяет не использовать все три метода класса слушателя, а допустим, как в нашем случае, мы реализуем в нем только два:
Первый метод отвечает за нажатие на клавишу, а второй за ее отпускание. Третий метод реагирует на короткое нажатие клавиши, а не задерживание её, как в первом методе. Теперь, чтобы у нас не получилась белеберда, и чтобы не усложнять себе жизнь, сделаем точно такие же два метода в классе игрока. И теперь в наших методах, находящихся в классе Main.java напишем:
Готово! Теперь у нас есть слушатель нажатий на клавиши. Давайте проверим его работоспособность, просто написав в каждом из методов в классе Player.java такую строку:
Запускаем программу, смотрим в нашу консоль, и нажимаем на клавиши.
Если при каждом нажатии на клавишу выписываются цифры в консоль, это означает что вы сделали все правильно. Не бойтесь, запоминать все эти клавиши не надо, за нас это уже сделал класс KeyEvent.
Теперь создадим энум, который будет отвечать за направление игрока. Для тех, кто не знает, энум, это такая переменная, которая может иметь несколько значений, которые мы заранее прописали. Создаем энум, под названием Direction. В него, через запятую, пишем такие значения: UP, DOWN, LEFT, RIGHT, NONE. Теперь, в классе Player создаем новую переменную типа Direction, которую назовем playerDirection (сразу поставьте значение Direction.NONE). Теперь, сделаем так, чтобы при нажатии соответствующих кнопок, направление игрока изменялось. Кстати, мы всегда будем работать с методами keyPressed и keyReleased из класса Player.java, в классе Main.java их не трогайте. Так вот, для начала, в методе keyPressed объявим переменную, типа int, которая равна e.getKeyCode(). Мы делаем это для удобства, чтобы в дальнейшем каждый раз не прописывать одно и то же. Так вот, дальше пишем:
Это условия, как будет меняться наше направление игрока в зависимости от нажатых клавиш.
Далее, изменим метод move. Он должен будет выглядеть так:
Для тех, кто не знает, switch это тоже самое что и if, только в более удобной форме. Запускаем программу, и любуемся!
На сегодня все. Опять же, оставляю весь код, для тех, кто запутался.
Создание игры на Java без сторонних библиотек.
Это не так сложно, как кажется.
Почему Java?
Ничего объективного я тут не скажу, а скажу лишь то, что я люблю этот язык, и мне нравится писать на нем. Да, на Java нет игр AAA-класса, но Java предоставляет огромные возможности, большое количество встроенных средств и быстроту написания кода.
IDE
Начнем с выбора IDE. Я являюсь фанатом Eclipse и посоветую вам его.
Если же почему-то вам он не понравился, вы можете использовать NetBeans, Intellij IDEA или командную строку и ваш любимый редактор.
JDK
И скачаем JDK последней версии: JDK
Скорее всего, проблем с установкой IDE у вас не возникнет, а если у вас 64-битная система, все же посоветую устанавливать 32-битный Eclipse, так как иногда бывают ошибки, и Eclipse у вас просто не запустится.
Под катом мы приступим к созданию игры.
Класс Game
Итак, создаем проект, в нем класс Game(попутно создав в нем точку входа). Данный класс должен наследовать класс Canvas и реализовать интерфейс Runnable:
Создадим переменную running типа Boolean, которая, как вы уже догадались будет показывать нам запущена ли игра, или нет.
Создадим функцию start() и в ней мы будем создавать новый поток и переводить running в true:
Создадим три функции — update(long delta), render() и init(). Я надеюсь что их значение вам понятно. В функции run() создадим главный игровой цикл, перед ним будем вызывать init(), а в нем самом render() и update(). Так же мы будем вычислять разницу между кадрами (delta time).
Пока поработаем над функцией render().
Как написать свою 2048 на Java за 15 минут
Как написать свою 2048 на Java за 15 минут
В предыдущих статьях этой серии мы уже писали сапёра и змейку, а теперь попробуем написать десктопный клон игры 2048.
Нам, как обычно, понадобятся:
FAQ по опыту предыдущих статей
В: Вы что! Это большой проект, за 15 минут такое нельзя накодить!
О: Разумеется, чтобы придумать всё это и написать, у меня ушёл целый вечер и даже немножко ночи. Но прочитать статью и, скопировав из неё код, запустить работающую игру (при этом понимая, что происходит) вполне реально и за 15 минут.
В: Зачем тянуть ради такого простого проекта LWJGL? Гвозди микроскопом!
О: Вся работа с отображением вынесена в два с половиной метода в 2 интерфейса. Вы можете реализовать их на чём хотите, мне же удобнее на LWJGL.
В: А почему код выкладываете архивом? На гитхаб нужно!
О: Да, теперь весь проект выложен на GitHub.
В: У меня не получается подключить твою эту LWJGL! Что делать?
О: В прошлые разы у многих возникли с этим вопросом проблемы, поэтому мне показалось уместным посвятить этому немного времени.
Во-первых, выше я дал ссылку на папку с библиотеками на GitHub, которые использую я, чтобы не было путаницы с версиями и вопросов, где найти что-то. Папку из архива требуется поместить в папку проекта и подключить через вашу IDE.
Во-вторых, у многих пользователей InteliJ IDEA возникли проблемы как раз с их подключением. Я нашёл в сети следующий видеогайд:
После того, как я сделал всё в точности по нему, у меня библиотеки подключились корректно и всё заработало.
В: А почему на Java?
О: На чём бы я не написал, можно было бы спросить «Почему именно на X?». Если в комментариях будет реально много желающих увидеть код на каком-то другом языке, я перепишу игру на нём и выложу (только не Brainfuck, пожалуйста).
С чего начать?
Создаём игровое поле
Всё наше поле – матрица чисел и методы, позволяющие их изменять (геттеры и сеттеры). Договоримся только, что пустую ячейку мы будем обозначать числом 0. Выглядеть этот класс будет так:
Создаём в поле первые две ячейки
Совсем очевидно, что нам нужно просто вызвать два раза метод создания одной ячейки.
Заметьте, я не пишу вызов одного метода два раза. Для программистов существует одна максима: «Существует только два числа: один и много». Чаще всего, если что-то нужно сделать 2 раза, то со временем может возникнуть задача сделать это и 3, и 4 и куда больше раз. Например, если вы решите сделать поле не 4х4, а 10х10, то разумно будет создавать не 2, а 10 ячеек.
Теперь постараемся решить вопрос – как в матрице создать ячейку вместо одного из нулей? Я решил пойти по такому пути: мы выбираем случайные координаты, и если там находится пустая ячейка, то создаём новую плитку там. Если там уже есть плитка с числом, то пытаемся создать в следующей клетке (двигаемся вправо и вниз). Обратите внимание, что после хода не может не быть пустых клеток, т.к. ход считается сделанным, когда клетки либо переместились (т.е. освободили какое-то место), либо соединились (т.е. клеток стало меньше, и место снова высвободилось).
Реализуем пользовательский ввод
Отсюда нам нужно запомнить только, какие интерфейсы (графический и клавиатурный модули) нам нужно создать и какие методы в них определить. Если не запомнили – не волнуйтесь, ворнинги вашей IDE особо забыть не дадут.
Интерфейсы для клавиатурного и графического модулей
Так как многим не нравится, что я пишу эти модули на LWJGL, я решил в статье уделить время только интерфейсам этих классов. Каждый может написать их с помощью той GUI-библиотеки, которая ему нравится (или вообще сделать консольный вариант). Я же по старинке реализовал их на LWJGL, код можно посмотреть здесь в папках graphics/lwjglmodule и keyboard/lwjglmodule.
Интерфейсы же, после добавления в них всех упомянутых выше методов, будут выглядеть следующим образом:
Графический модуль
Клавиатурный модуль
Метод логики
Вполне понятно, что если было определено направление сдвига, то нужно произвести в этом направлении сдвиг – в этом вся суть игры. Также, если сдвиг произвести удалось, необходимо создать новую ячейку. Направление для нового сдвига должно снова стать неопределённым – до следующего пользовательского ввода.
Вы могли заметить, что мы часто используем enum Direction для определения направления. Т.к. его используют различные классы, он вынесен в отдельный файл и выглядит так:
Давай уже серьёзно. Как нам сдвинуть это чёртово поле?
Так как этот магический метод с алгоритмом должен будет по сути вернуть два объекта (новую линию и boolean, который будет говорить о наличии изменений в ней), создадим в начале класса Main для такого результата обёртку:
Самое сердце программы. Метод shiftRow()
Если подумать, то вам предстоит решить задачку — как за наименьшее (линейно зависящее от количества поступающих данных) время произвести с рядом чисел следующие последовательные операции: (1) если в ряде есть нули, их необходимо удалить, (2) если любые два соседних числа равны, то вместо них должно остаться одно число, равное сумме двух равных чисел. И (3) — если число получено через пункт (2), оно не может совмещаться с другими числами.
Если представить себе алгоритм таким образом, то придумать линейное решение будет гораздо легче. Вот какой алгоритм должен получиться:
При этом нам необходимо хранить место в возвращаемом массиве, на которое необходимо произвести запись.
А вот как он выглядит в виде кода:
Наслаждаемся результатом
P.S. Ещё раз напомню, что исходники готового проекта доступны на GitHub.
Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.
Перейти к регистрации
Быстрый старт с Java: от знакомства до вашей первой игры
Эта статья рассчитана на новичков в программировании. Её цель — объяснить азы языка Java (классы, методы, компиляция, байт-код, JVM, переменные, условия, циклы, импорт). Этот материал поможет:
Java Development Kit (JDK)
В строку поиска Google вводим запрос: “jdk 8 download”, первая же строка поисковой выдачи даст нам ссылку на страницу загрузки на сайте oracle.com. Листаем вниз, щёлкаем по радио-кнопке “Accept License Agreement”, соглашаясь с лицензией, и выбираем пакет в колонке “Download”, который соответствует вашей операционной системе и её разрядности (32/64). Для скачивания потребуется регистрация на сайте (нужно будет указать логин и e-mail). Скачиваем и устанавливаем. На этапе выбора пакетов и папки JDK рекомендуется отказаться от Public JRE и сократить имя папки до “jdk1.8”.
Счастливым обладателям Windows потребуется также настройка системных переменных. Как их найти: Панель управления → Система → Дополнительные параметры системы → Вкладка «Дополнительно» → кнопка «Переменные среды», второе окошко сверху. В нем надо создать переменную JAVA_HOME и изменить (дополнить) Path (для этого используются кнопки «Создать» и «Изменить». Значение для переменной JAVA_HOME содержит путь к папке JDK. Переменную Path дополняем значением %JAVA_HOME%\bin. Обратите внимание, что список путей разделяется точкой с запятой (;). Инструкция есть также на сайте Oracle.
JDK содержит много утилит, но нам потребуется только компилятор (javac) и виртуальная машина Java — JVM (java).
Проверить правильность установки и настройки можно в командной строке (на Windows: Win + R → cmd) или в терминале (Linux, Mac), набрав следующие команды:
В качестве альтернативы можно использовать онлайн-JDK вместе с редактором, например на сайте Repl.it.
Написание кода
Писать исходный код можно в любом текстовом редакторе. А компиляцию и запуск проводить в командной строке (терминале). Но удобнее будет работать в редакторе с подсветкой синтаксиса и плагином, автоматизирующим компиляцию и запуск.
Для Windows хорошим выбором будет Notepad++ с плагином NppExec. Для Linux и Мас существуют другие текстовые редакторы, например Atom или Geany. Подробно об их настройке можно прочитать в статье «Пишем код на Java и Go в текстовом редакторе».
Hello, world!
При изучении нового языка писать программу, выводящую «Hello, world!», — это традиция. Она возникла в 1978 году, с выходом в свет книги «Язык программирования С» Брайана Кернигана и Денниса Ричи.
Код начинается с ключевого слова class. Java-программы состоят из классов — это «кирпичики» приложения. В реальных приложениях их могут быть десятки, сотни и тысячи. Затем пишется имя класса — HelloWorld. Имена классов принято писать в стиле CamelCase (все слова слитно, каждое с заглавной буквы). Классам, как и другим сущностям — методам, полям и переменным — рекомендуется давать мнемонические, «говорящие» имена.
После имени в фигурных скобках записывается тело класса. Оно может содержать поля, методы и другие классы. Поля хранят данные. Они подобны переменным, однако в Java это несколько иная сущность. Методы содержат набор команд или код. Имена методов (как и полей, переменных) принято писать в стиле camelCase, со строчной буквы.
В нашем классе только один метод — main(). Он особенный, его часто называют стартовым. Когда виртуальная машина Java получает класс для исполнения, она ищет в нём метод main. Если находит — выполняет код, который содержит метод. Если нет — выдаёт сообщение об ошибке. Важно, чтобы метод main() имел строго определённую сигнатуру: был публичным (public), статическим (static), не возвращающим никакого значения (void), с параметром в виде массива строк (String[] args). В противном случае виртуальная машина его просто не найдёт.
Наш метод main() содержит лишь одну строку, которая выводит в консоль текст «Hello, world!».
Перед компиляцией сохраняем написанный код в файл. Имя файла должно соответствовать имени класса с точностью до регистра символов (Java — регистрозависимый язык). Затем открываем командную строку (или терминал) и вызываем сначала компилятор (javac), а потом виртуальную машину JVM (java).
После компиляции возникнет бинарный файл HelloWorld.class, содержащий байт-код. Имя этого файла (без расширения) передаётся как параметр при вызове виртуальной машины. В результате видим строку «Hello, world!» — это результат выполнения программы.
Переменные
Переменные хранят данные (числа, строки, логические значения и другие). Они похожи на коробочки: надписи на них — это имя и тип переменной, а внутри находится значение. При этом возможны две операции:
В Java перед использованием переменную нужно обязательно объявить, указав тип и имя, поскольку Java — язык со строгой и статической типизацией. Попытка использовать переменную без объявления приведёт к ошибке компиляции. По типу переменные могут быть простыми (числа, символы, логические значения) или ссылочными (массивы, строки, любые другие объекты). В Java есть восемь простых типов (byte, int, short, long, float, double, boolean, char) и бесконечное количество ссылочных.
В примере ниже мы видим объявление двух переменных целого типа (int). Причём переменная second инициируется при объявлении. Затем переменной first присваивается результат выражения, в котором присутствует переменная second. В результате выполнения программы в консоль будут выведены значения обеих переменных: 35 и 10.
Проверка условий
Любой язык программирования высокого уровня позволяет изменять порядок выполнения программы в зависимости от заданного условия. В Java для этого используется конструкция if. После этого ключевого слова в скобках записывается логическое выражение, затем в фигурных скобках — группа команд. Если результат логического выражения — true (истина), то эта группа команд выполняется, если false (ложь) — нет.
Результат этого примера — строка “i = 10” в консоли, так как результат логического выражения (проверка на равенство) будет true.
Циклы
Циклы предназначены для повторения группы команд. Java позволяет использовать два вида циклов:
Запустив этот пример, мы увидим в консоли колонку чисел от 0 до 4. Это результат работы классического цикла for со счётчиком. В круглых скобках три параметра цикла, разделённые точкой с запятой: объявление и инициализация счётчика, проверка условия продолжения цикла, действие после каждой итерации. В фигурных скобках — тело цикла. В нашем случае это команда, выводящая значение счётчика i в консоль.
Когда будем писать игру, используем циклы while и do-while — там и увидим их работу на практике. Пока достаточно сказать, что их синтаксис проще for, а тело цикла повторяется до тех пор, пока логическое выражение в круглых скобках после while возвращает true.
Пример ниже иллюстрирует вторую форму цикла for — без счётчика. Такой вариант удобен при переборе элементов массива или списка.
Импорт и использование классов
Один из важных принципов программирования — DRY: Don’t Repeat Youself (не повторяйся). Разработчик должен уметь использовать то, уже создано, отлажено и работает.
Java поставляется с набором packages (пакетов). Они содержат скомпилированные классы, сгруппированные по тематике. На неё указывает имя пакета: java.io, java.util, java.net и так далее.
В игре нам потребуется случайное число от 0 до 9. Писать генератор случайных чисел незачем, так как в пакете java.util есть готовый класс Random. Чтобы использовать класс из пакета, его нужно импортировать. Строки с директивами импорта располагаются в самом начале файла класса.
Создадим объект на основании класса, чтобы можно было вызвать нужный метод. Слева от знака присваивания (=) объявляем ссылочную переменную (объект) random типа Random. Справа создаём объект с помощью директивы new.
Вызываем метод через точку после имени объекта: random.nextInt(10). Цифра 10 ограничивает диапазон генерируемых чисел (от 0 до 9). В результате получим строку из 30 случайных чисел. Запустите программу несколько раз и обратите внимание, что последовательность чисел не повторяется.
Игра «Угадай число»
Мы узнали достаточно, чтобы написать игру «Угадай число». В ней компьютер «загадывает» целое число от 0 до 9, а человек должен угадать его — есть три попытки.
Создадим класс GuessTheNumber с методом main(), импортируем нужные нам классы и добавим соответствующие объекты. Класс Scanner обеспечит чтение чисел с консоли (System.in — консоль).
Объявим и инициируем три переменные: счётчик попыток count, для чтения числа с консоли — guess, для хранения загаданного числа — number.
Опишем основной игровой цикл, используя while. В цикле запрашиваем число с консоли, сравниваем с загаданным. В случае несовпадения выводим подсказку и увеличиваем счётчик попыток на 1.
Тело цикла while повторяется, пока логическое значение в скобках возвращает true. Таким образом наш цикл будет повторяться, пока значение счётчика попыток меньше 3 и число не отгадано. Обратите внимание на конструкцию, которая позволяет выбрать одно из двух значений согласно условию в скобках. Это тернарный оператор. Если условие в скобках true, то возвращается значение слева от двоеточия, если false — справа.
Остаётся добавить строку с выводом результата игры (победа или проигрыш) после цикла — тут снова используется тернарный оператор. Текст работающей программы выглядит так:
Сохраняем программу в файл GuessTheNumber.java, компилируем (javac), вызываем JVM (java) — и пробуем выиграть у компьютера.
Добавим заключительный штрих: используя цикл do-while, позволим пользователю повторять сеанс игры без перезапуска программы. В приведённом ниже коде комментарий нужно заменить на соответствующий фрагмент из предыдущей программы. Попробуйте сделать это самостоятельно.
Обратите внимание, что тело цикла do-while повторяется на тех же условиях, что и тело цикла while: логическое выражение в скобках должно быть true.
Заключение
На всякий случай прилагаю мой telegram — @biblelamp. Если вас заинтересовала тема, рекомендую почитать «Java-программирование для начинающих» Майка МакГрата и «Изучаем Java» Кэти Сьерра и Берт Бейтс. В следующих статьях мы продолжим начальное изучение Java на примере создания других игр. Следите за блогом!
Другие статьи из серии «Быстрый старт с Java»:
Если язык Java вас заинтересовал — приглашаем на факультет Java-разработки. Если ещё не совсем уверены — посмотрите истории успеха наших Java-выпускников:
Эта статья рассчитана на новичков в программировании. Её цель — объяснить азы языка Java (классы, методы, компиляция, байт-код, JVM, переменные, условия, циклы, импорт). Этот материал поможет:
Java Development Kit (JDK)
В строку поиска Google вводим запрос: “jdk 8 download”, первая же строка поисковой выдачи даст нам ссылку на страницу загрузки на сайте oracle.com. Листаем вниз, щёлкаем по радио-кнопке “Accept License Agreement”, соглашаясь с лицензией, и выбираем пакет в колонке “Download”, который соответствует вашей операционной системе и её разрядности (32/64). Для скачивания потребуется регистрация на сайте (нужно будет указать логин и e-mail). Скачиваем и устанавливаем. На этапе выбора пакетов и папки JDK рекомендуется отказаться от Public JRE и сократить имя папки до “jdk1.8”.
Счастливым обладателям Windows потребуется также настройка системных переменных. Как их найти: Панель управления → Система → Дополнительные параметры системы → Вкладка «Дополнительно» → кнопка «Переменные среды», второе окошко сверху. В нем надо создать переменную JAVA_HOME и изменить (дополнить) Path (для этого используются кнопки «Создать» и «Изменить». Значение для переменной JAVA_HOME содержит путь к папке JDK. Переменную Path дополняем значением %JAVA_HOME%\bin. Обратите внимание, что список путей разделяется точкой с запятой (;). Инструкция есть также на сайте Oracle.
JDK содержит много утилит, но нам потребуется только компилятор (javac) и виртуальная машина Java — JVM (java).
Проверить правильность установки и настройки можно в командной строке (на Windows: Win + R → cmd) или в терминале (Linux, Mac), набрав следующие команды:
В качестве альтернативы можно использовать онлайн-JDK вместе с редактором, например на сайте Repl.it.
Написание кода
Писать исходный код можно в любом текстовом редакторе. А компиляцию и запуск проводить в командной строке (терминале). Но удобнее будет работать в редакторе с подсветкой синтаксиса и плагином, автоматизирующим компиляцию и запуск.
Для Windows хорошим выбором будет Notepad++ с плагином NppExec. Для Linux и Мас существуют другие текстовые редакторы, например Atom или Geany. Подробно об их настройке можно прочитать в статье «Пишем код на Java и Go в текстовом редакторе».
Hello, world!
При изучении нового языка писать программу, выводящую «Hello, world!», — это традиция. Она возникла в 1978 году, с выходом в свет книги «Язык программирования С» Брайана Кернигана и Денниса Ричи.
Код начинается с ключевого слова class. Java-программы состоят из классов — это «кирпичики» приложения. В реальных приложениях их могут быть десятки, сотни и тысячи. Затем пишется имя класса — HelloWorld. Имена классов принято писать в стиле CamelCase (все слова слитно, каждое с заглавной буквы). Классам, как и другим сущностям — методам, полям и переменным — рекомендуется давать мнемонические, «говорящие» имена.
После имени в фигурных скобках записывается тело класса. Оно может содержать поля, методы и другие классы. Поля хранят данные. Они подобны переменным, однако в Java это несколько иная сущность. Методы содержат набор команд или код. Имена методов (как и полей, переменных) принято писать в стиле camelCase, со строчной буквы.
В нашем классе только один метод — main(). Он особенный, его часто называют стартовым. Когда виртуальная машина Java получает класс для исполнения, она ищет в нём метод main. Если находит — выполняет код, который содержит метод. Если нет — выдаёт сообщение об ошибке. Важно, чтобы метод main() имел строго определённую сигнатуру: был публичным (public), статическим (static), не возвращающим никакого значения (void), с параметром в виде массива строк (String[] args). В противном случае виртуальная машина его просто не найдёт.
Наш метод main() содержит лишь одну строку, которая выводит в консоль текст «Hello, world!».
Перед компиляцией сохраняем написанный код в файл. Имя файла должно соответствовать имени класса с точностью до регистра символов (Java — регистрозависимый язык). Затем открываем командную строку (или терминал) и вызываем сначала компилятор (javac), а потом виртуальную машину JVM (java).
После компиляции возникнет бинарный файл HelloWorld.class, содержащий байт-код. Имя этого файла (без расширения) передаётся как параметр при вызове виртуальной машины. В результате видим строку «Hello, world!» — это результат выполнения программы.
Переменные
Переменные хранят данные (числа, строки, логические значения и другие). Они похожи на коробочки: надписи на них — это имя и тип переменной, а внутри находится значение. При этом возможны две операции:
В Java перед использованием переменную нужно обязательно объявить, указав тип и имя, поскольку Java — язык со строгой и статической типизацией. Попытка использовать переменную без объявления приведёт к ошибке компиляции. По типу переменные могут быть простыми (числа, символы, логические значения) или ссылочными (массивы, строки, любые другие объекты). В Java есть восемь простых типов (byte, int, short, long, float, double, boolean, char) и бесконечное количество ссылочных.
В примере ниже мы видим объявление двух переменных целого типа (int). Причём переменная second инициируется при объявлении. Затем переменной first присваивается результат выражения, в котором присутствует переменная second. В результате выполнения программы в консоль будут выведены значения обеих переменных: 35 и 10.
Проверка условий
Любой язык программирования высокого уровня позволяет изменять порядок выполнения программы в зависимости от заданного условия. В Java для этого используется конструкция if. После этого ключевого слова в скобках записывается логическое выражение, затем в фигурных скобках — группа команд. Если результат логического выражения — true (истина), то эта группа команд выполняется, если false (ложь) — нет.
Результат этого примера — строка “i = 10” в консоли, так как результат логического выражения (проверка на равенство) будет true.
Циклы
Циклы предназначены для повторения группы команд. Java позволяет использовать два вида циклов:
Запустив этот пример, мы увидим в консоли колонку чисел от 0 до 4. Это результат работы классического цикла for со счётчиком. В круглых скобках три параметра цикла, разделённые точкой с запятой: объявление и инициализация счётчика, проверка условия продолжения цикла, действие после каждой итерации. В фигурных скобках — тело цикла. В нашем случае это команда, выводящая значение счётчика i в консоль.
Когда будем писать игру, используем циклы while и do-while — там и увидим их работу на практике. Пока достаточно сказать, что их синтаксис проще for, а тело цикла повторяется до тех пор, пока логическое выражение в круглых скобках после while возвращает true.
Пример ниже иллюстрирует вторую форму цикла for — без счётчика. Такой вариант удобен при переборе элементов массива или списка.
Импорт и использование классов
Один из важных принципов программирования — DRY: Don’t Repeat Youself (не повторяйся). Разработчик должен уметь использовать то, уже создано, отлажено и работает.
Java поставляется с набором packages (пакетов). Они содержат скомпилированные классы, сгруппированные по тематике. На неё указывает имя пакета: java.io, java.util, java.net и так далее.
В игре нам потребуется случайное число от 0 до 9. Писать генератор случайных чисел незачем, так как в пакете java.util есть готовый класс Random. Чтобы использовать класс из пакета, его нужно импортировать. Строки с директивами импорта располагаются в самом начале файла класса.
Создадим объект на основании класса, чтобы можно было вызвать нужный метод. Слева от знака присваивания (=) объявляем ссылочную переменную (объект) random типа Random. Справа создаём объект с помощью директивы new.
Вызываем метод через точку после имени объекта: random.nextInt(10). Цифра 10 ограничивает диапазон генерируемых чисел (от 0 до 9). В результате получим строку из 30 случайных чисел. Запустите программу несколько раз и обратите внимание, что последовательность чисел не повторяется.
Игра «Угадай число»
Мы узнали достаточно, чтобы написать игру «Угадай число». В ней компьютер «загадывает» целое число от 0 до 9, а человек должен угадать его — есть три попытки.
Создадим класс GuessTheNumber с методом main(), импортируем нужные нам классы и добавим соответствующие объекты. Класс Scanner обеспечит чтение чисел с консоли (System.in — консоль).
Объявим и инициируем три переменные: счётчик попыток count, для чтения числа с консоли — guess, для хранения загаданного числа — number.
Опишем основной игровой цикл, используя while. В цикле запрашиваем число с консоли, сравниваем с загаданным. В случае несовпадения выводим подсказку и увеличиваем счётчик попыток на 1.
Тело цикла while повторяется, пока логическое значение в скобках возвращает true. Таким образом наш цикл будет повторяться, пока значение счётчика попыток меньше 3 и число не отгадано. Обратите внимание на конструкцию, которая позволяет выбрать одно из двух значений согласно условию в скобках. Это тернарный оператор. Если условие в скобках true, то возвращается значение слева от двоеточия, если false — справа.
Остаётся добавить строку с выводом результата игры (победа или проигрыш) после цикла — тут снова используется тернарный оператор. Текст работающей программы выглядит так:
Сохраняем программу в файл GuessTheNumber.java, компилируем (javac), вызываем JVM (java) — и пробуем выиграть у компьютера.
Добавим заключительный штрих: используя цикл do-while, позволим пользователю повторять сеанс игры без перезапуска программы. В приведённом ниже коде комментарий нужно заменить на соответствующий фрагмент из предыдущей программы. Попробуйте сделать это самостоятельно.
Обратите внимание, что тело цикла do-while повторяется на тех же условиях, что и тело цикла while: логическое выражение в скобках должно быть true.
Заключение
На всякий случай прилагаю мой telegram — @biblelamp. Если вас заинтересовала тема, рекомендую почитать «Java-программирование для начинающих» Майка МакГрата и «Изучаем Java» Кэти Сьерра и Берт Бейтс. В следующих статьях мы продолжим начальное изучение Java на примере создания других игр. Следите за блогом!
Другие статьи из серии «Быстрый старт с Java»:
Если язык Java вас заинтересовал — приглашаем на факультет Java-разработки. Если ещё не совсем уверены — посмотрите истории успеха наших Java-выпускников: