Pod pojmem programový výraz si lze představit (matematický) vzorec, kde dosazením hodnot získáme nějaký výsledek. Přesněji bychom mohli říci, že programový výraz ve zdrojovém kódu označuje literál, proměnnou, volání metody, nebo jejich kombinaci (spojovanou operátory) v souladu se syntaxí jazyka tak, aby jejich vyhodnocením za běhu programu vznikla hodnota. Pokud hodnotu výrazu přiřadíme do proměnné, vytvoříme příkaz, který se zakončuje středníkem (;).

Zápis hodnoty do proměnné se skládá ze dvou částí oddělených rovnítkem (=). Levá strana obsahuje název proměnné, do které chceme výsledek zapsat, při prvním použití se název proměnné uvádí datovým typem. Pravá část popisuje programový výraz odpovídajícího typu. Vedle přiřazovacích příkazů rozeznáváme ještě příkazy typu volání metod a příkazy jazyka.

Ve sloupci Kód následující tabulky najdeme vybrané ukázky výrazů a příkazů, ukázky bez středníku reprezentují výraz. Zalamování řádků (na pozici mezer) je pro kompilaci nevýznamné.

Výše uvedené příklady uvádějí jen vybraný seznam operátorů a jejich možných kombinací, další příklady najdeme v kapitole Programové výrazy a podrobnější výklad tématu třeba zde [22]. Výhodou primitivních typů je nízká paměťová náročnost a podpora operátorů (výrazů pro matematické a logické operace).

Připomeňme si, že typová konverze (zkráceně přetypování) je přeměna jednoho datového typu na druhý. V případech, kdy hrozí riziko ztráty informace původní hodnoty, je třeba použít přetypování explicitní (pomocí kulatých závorek), jinak lze hodnoty pořizovat přímo.

I když se objektům začneme věnovat až později, zmíníme už nyní, že každý primitivní datový typ má v jazyce Java svůj objektový ekvivalent, jeho název popisuje poslední sloupec v tabulce primitivních typů. Na rozdíl od primitivních typů se názvy objektových typů zapisují s velkým počátečním písmenem. Díky vlastnosti jazyka zvané autoboxing je možné ve zdrojovém kódu zapisovat hodnoty (výrazy) primitivních typů do typů objektových a naopak, potřebnou konverzi za nás doplní kompilátor jazyka Java automaticky. Autoboxing funguje i směrem opačným. Použití si ukážeme na několika jednoduchých příkladech.

Objektové ekvivalenty primitivních datových typů jsou neměnné objekty (anglicky immutable objects), což v důsledku znamená, že objekt reprezentující číslo 1 už nemůže (později) reprezentovat číslo 2. Souvislosti budou jasnější, až se dostaneme k atributům objektu.

Na realizaci programových (anglicky: software, dále jen SW) projektů se podílí celá řada lidí, kteří zastávají role od managerů, obchodníků, analytiků přes vývojáře, testery, administrátory až po konzultanty. Spuštění vývoje projektu závisí na řadě okolností a nezřídka začíná u obchodníků, kteří zprostředkují odhad výsledné ceny zakázky. Pokud cenu zákazník akceptuje, vývoj projektu projde postupně několika fázemi, které se označují souhrnným termínem životní cyklus projektu. Stručný popis těchto fází vypadá takto:

Přiřazení rolí projektu konkrétním lidem nemusí být vždy zcela jasně ohraničené a někdy jeden člověk zastává rolí více. Aby mohl tým efektivně spolupracovat, bývá užitečné vytvořit skupinu dokumentů – od soupisu požadavků zákazníka přes návrh řešení, testování a uživatelskou dokumentaci až po vymezení rozsahu technické podpory a záruk. Jedním z důležitých dokumentů této skupiny je analytický dokument, který obsahuje návrh tříd a jejich vzájemných vztahů. K jejich znázornění se využívají běžně prostředky jazyka UML (Unified Modeling Language) s několika typy diagramů. My si ukážeme jeden z nich, který se nazývá diagram tříd (anglicky class diagram).

Představme si na chvíli situaci, že dostaneme za úkol vybudovat elektronickou evidenci vozidel, a podívejme se, jak by mohl vypadat první návrh třídy pro popis automobilu.

Na obrázku vidíme barevný obdélník, který je dvěma linkami rozdělený na tři části. Barva obdélníku má jen estetický význam a běžně se používá také barva bílá. Podívejme se na popis atributů této třídy:

Návrh třídy Car sice není úplně dokonalý, ale zatím nám dobře poslouží k vysvětlování pojmů, a vylepšovat ho budeme později.

Horní část diagramu obsahuje název třídy. Názvy metod se skládají z malých a velkých písmen, cifer a několika dalších znaků, přitom název nesmí začínat cifrou, nemůže obsahovat znaky operátorů (matematických, logických), a nemůže tedy obsahovat mezery a jiné bílé znaky (do této skupiny patří i tabulátor a znak nového řádku). Názvy se nesmí shodovat s rezervovanými slovy jazyka Java [26] (jinak také klíčová slova, anglicky keywords), přitom velká a malá písmena jsou (pro odlišení názvu) významná, což znamená, že například název třídy Company se liší od názvu ComPany. Stejná pravidla platí také pro názvy atributů, metod a proměnných.

V jazyce Java se doporučuje názvy tříd uvádět velkým písmenem, pokud je název složený z více slov, použije se notace zvaná CamelCase (česky velbloudí notace), kde jsou jednotlivá slova oddělena velkým písmenem.

Programový objekt má své vlastnosti zvané atributy, které jsou deklarované především svým datovým typem a názvem (k viditelnosti se dostaneme později). Výčet atributů ve třídě je konečný (anglicky se nazývají: attributes, properties) a v diagramu se zakresluje do jeho prostřední části, datový typ každého z atributů lze volitelně uvést za jeho názvem odděleným dvojtečkou.

Metody jsou pojmenované části třídy, které obsahují algoritmy vyjádřené v programovacím jazyce. Použití metody se nazývá volání metody a zapisuje se jménem následovaným závorkami s případnými parametry metody. Zápis volání metody tak může připomínat zápis matematické funkce (například: y=sinus(x)) s dodatkem, že lze vytvářet také metody bez parametrů i bez návratových hodnot (příkladem může být třeba přechod tiskové hlavy na nový řádek dle vzoru: printNewLine(). Jedna třída může obsahovat více metod stejného jména, pokud se budou jejich parametry lišit počtem či typem. V takových případech hovoříme o přetížených metodách.

Výčet metod se uvádí ve spodní části obdélníku. Každý název metody reprezentuje určitou službu, přičemž tato metoda může dostávat vstupní parametry (argumenty metody), a může vracet právě jednu hodnotu (určitého typu). Smysl mohou mít i metody, které nedostanou žádný parametr, nebo nevracejí žádnou hodnotu. V těle metody lze pracovat jak s atributy objektu, tak i s parametry metody, a samozřejmě také s lokálními proměnnými. V případě práce s objekty lze volat jejich metody, nebo vytvářet objekty nové. Dokumentace uvádí především to, co má metoda dělat, konkrétní způsob implementace se často považuje za detail. Implementace metody však může mít zásadní vliv na rychlost provedení či paměťovou náročnost.

Obě spodní části diagramu jsou nepovinné a je možné uvést jen název třídy pro nějaký abstraktní návrh, v tom případě se oddělovače nezakreslují.

V předchozím odstavci jsme zmínili, že třída má své jméno a může mít i své vlastnosti a metody. Třída má však ještě jednu důležitou skupinu služeb, kterým se říká konstruktor, ten se však do diagramu nezapisuje. Na konstruktor lze nahlížet jako na speciální metodu, kterou se vytváří instance třídy. Také ve zdrojovém kódu se zápis konstruktoru podobá metodě s návratovým typem aktuální třídy – s tím rozdílem, že název metody se vynechá. Podobně jako metody třídy, i konstruktor může mít své parametry, přitom jedna třída může obsahovat i více konstruktorů, pokud se budou lišit počtem či typem. V takových případech hovoříme o přetížených konstruktorech. Když konstruktor ve zdrojovém kódu chybí, kompilátor jazyka doplní jeden bezparametrický konstruktor automaticky. Nový objekt se v kódu vytváří operátorem new, za kterým následuje název třídy s případnými parametry konstruktoru, které jsou zapsány v kulatých závorkách:

Teď se pokusíme přepsat grafický návrh třídy Car do zdrojového kódu jazyka Java. Protože nám teď půjde hlavně o strukturu kódu pro porovnání s diagramem, použijeme jen minimalistickou formu zápisu – což znamená, že tento kód lze přeložit kompilátorem. Kvůli stručnosti omezíme popis jen na první dva atributy třídy. Pro začátek oddělíme jednotlivé skupiny řádkovým komentářem, což je text uvedený dvěma lomítky, který se při dalším zpracování zdrojového kódu ignoruje. Obsah této třídy najdete v souboru Car.java ve složce přiloženého projektu s názvem Samples\src\test\java (na Linuxu jsou lomítka opačná: Samples/src/test/java). Pro úplnost dodejme, že JRE rozpoznává (při práci se soubory) oba dva druhy lomítek.

Při volání konstruktoru JRE vyhledá a obsadí volnou část operační paměti RAM novou instancí třídy daného typu Car a její referenci lze zapsat do proměnné stejného typu. Tuto referenci si můžeme představit třeba jako poštovní adresu nějakého obytného domu. Pokud někomu zkopírujeme adresu domu, jistě tím nevznikne nová stavba domu. Analogicky, pokud zkopírujeme referenci objektu do jiné proměnné, nevznikne tím nová instance třídy Car.

Protože už víme, že algoritmy se zapisují do metod, zapíšeme následující ukázku do metody createCar() nějaké (servisní) třídy, která nám vrátí objekt jednoho fiktivního automobilu.

Za zmínku stojí několik postřehů:

Statická metoda je metoda třídy, která nemá přístup k atributům ani metodám instance své třídy, může však používat další statické metody, nebo i statické atributy, což je pojem, který si vysvětlíme ještě v této kapitole. Ve zdrojovém kódu se metoda deklaruje modifikátorem static. Statické metody tedy mají význam v případech, kde není třeba kontext objektu, při běžném návrhu tříd se však preferují metody instance.

Podobně jako statické metody třídy existují i statické atributy třídy a také se označují modifikátorem static. Názvy statických atributů se podle konvence zapisují velkými písmeny a víceslovné názvy se oddělují znakem podtržítka (_). Takové atributy mají využití často jako konstanty primitivních typů nebo neměnných objektů (anglicky immutable objects). Typickým reprezentantem neměnných objektů je třída String, která neposkytuje žádnou metodu pro změnu svého obsahu. Neměnné objekty lze s výhodou bezpečně sdílet při zpracování v dalších metodách – včetně zpracování paralelního (souběžného).

Podrobnější popis zdrojového kódu třídy najdeme v kapitole První servlet.

Pojďme dál a představme si, že máme čtyři instance třídy Car naplněné daty. Pokud atributy každého objektu vypíšeme do jednoho řádku tabulky, získáme následující přehled:

V uvedené tabulce lze postřehnout rizika, která nám mohou zkomplikovat pozdější vyhledávání vozidel…

Můžeme sice namítnout, že odpovědnost za překlepy nese zapisovatel u klávesnice, ale problém naší datové nekonzistence to neřeší. Abychom takovým problémům předešli, rozšíříme datový model o další třídy.

Po zakreslení všech připomínek do původního diagramu může výsledek vypadat takto:

Podle diagramu připravíme nové třídy a upravíme také tu původní metodu pro vytvoření objektu jednoho auta. Podívejme se na výsledek…

Všimněte si, že v diagramu přibyla nová třída popisující typ energie automobilu (například benzin, nafta, elektřina z baterie). Může nás také zajímat, jak se zachová volání metody getName() v případě, že metoda getManufacturer() neposkytuje žádný přiřazený objekt. Volání metod na neexistujícím objektu vyvolá chybu při běhu programu, která předčasně ukončí provádění metody. Hodnota neexistujících objektů se v kódu popisuje klíčovým slovem null a je výchozí (anglicky default) hodnotou každého atributu třídy či pole v novém objektu. Přesněji bychom mohli říci, že tento případ vede k vyhození výjimky. Více informací o výjimkách (anglicky exceptions) se dozvíme v kapitole Výjimky.

Hodnotu null lze také zapisovat do proměnných, posílat do metody či použít při porovnání instancí. Přikládám několik příkladů použití.

Hodnotu null mohou obsahovat všechny objektové typy a pole, nikoliv však primitivní datové typy, které mají výchozí hodnotu 0 (nula, případně její ekvivalent). Ukázky kódu, ve kterých se předchází chybám tohoto typu včetně řešení následků, zmíníme později v kapitole o výjimkách.

Některé metody třídy mají význam pouze pro aktuální třídu a hodilo by se zabránit jejich veřejnému využití – na rozdíl od metod jiných , které by měly být dostupné všem. Z toho důvodu je možné přiřadit každé metodě takzvaný modifikátor, který deklaruje míru její viditelnosti ze strany objektů jiných tříd, přitom stejnými prostředky se deklaruje také viditelnost konstruktorů, atributů ale i celých tříd. Jak se viditelnost označuje v diagramu tříd? Znaménko minus (-) uvedené před atributem či metodou označuje lokální viditelnost, která omezuje použití pouze na metody své třídy a ve zdrojovém kódu se označuje klíčovým slovem private. Znaménko plus (+) označuje naopak veřejnou dostupnost, která se v kódu vyznačuje klíčovým slovem public. Protože přímý zápis do atributů objektu může ohrozit vnitřní datovou konzistenci objektu, bývají atributy obecně soukromé. V případě potřeby stačí jejich hodnoty zprostředkovat vhodnou metodou (pro zápis nebo čtení). Možná se nabízí otázka, jaký benefit vlastně mají tyhle soukromé metody? Jejich význam spočívá v tom, že takové metody lze snadno odstranit, přejmenovat, změnit jejich parametry či návratový typ – bez nutnosti upravovat důsledky takové změny v celém našem projektu, nebo i v projektech jiných, které jsou na tom našem závislé. Označení viditelnosti v diagramu je nepovinné a v této knize lze považovat všechny neoznačené atributy v diagramech za private a všechny neoznačené metody v diagramech za public.

Podívejme se na úplný přehled viditelností (včetně dvou nových), které jsou seřazeny od nejvíce omezujících směrem k volně přístupným. Každá další viditelnost v tabulce zahrnuje též všechny předchozí viditelnosti.

Vraťme se zpět k diagramu tříd evidence vozidel, popsanému v kapitole Vztahy mezi třídami. Mohlo by se zdát, že náš diagram je téměř hotový, ale do toho přijde zákazník, že by rád evidoval také motocykly a šlapací kola. Pro nás je to dobrá příležitost vysvětlit si dědičnosti tříd (anglicky inheritance).

Pro lepší představu o dědičnosti tříd je dobré začít hledáním odpovědí na otázky:

Pokud najdeme nějaké společné vlastnosti, přesuneme je do nové třídy, která bude reprezentovat společného předka. Kandidáti na přesun pak mohou být:

Novou třídu můžeme nazvat MotorVehicle, což značí obecné motorové vozidlo. Dále můžeme hledat společné vlastnosti bicyklu a motorových vozidel a shodu najdeme zřejmě v atributech:

Založíme tedy novou třídu s názvem RoadVehicle (silniční vozidlo). V původní třídě Car zbude pouze velikost kufru (trunkVolume), protože u ostatních vozidel tato vlastnost našeho zákazníka nezajímá. Pro bicykl založíme ještě třídu Bike, která může evidovat velikost rámu bicyklu (v palcích), a pro motorky založíme třídu Motorcycle, která nemusí obsahovat žádný přidaný atribut. Když všechny třídy zakreslíme do nového diagramu, výsledek může vypadat takto:

Pokud některá třída dědí vlastnosti (metody, atributy) některého rodiče, pak tohoto rodiče označí uzavřenou šipkou, kterou můžeme interpretovat slovem je. Všechna následující tvrzení jsou pravdivá:

Nadále však platí všechny původní vztahy (asociace):

Potomek třídy má tedy k dispozici všechny metody rodičů, pokud jsou typu public nebo protected. Potomek však může mít svoji vlastní implementaci stejné metody, pokud má metoda stejné jméno, vstupní parametry i návratový typ. V reálném životě si můžeme takové chování přiblížit na zjednodušeném ovládání automobilu: pro zrychlení používáme pedál plynu, pro zpomalení brzdu a pro změnu směru volant, řidiče však nemusí zajímat detailní funkce spalovacího motoru, brzdového systému či převodu pohybu volantu na natočení kol. Právě díky takové vlastnosti může řidič zpravidla používat automobily různých značek a výrobců bez větších problémů. Ukázku překrývání metody najdeme v kapitole Piškvorky s defenzivní strategií hry.

Teď nás může zajímat, jak se změní použití upravené třídy Car po zavedení dědičnosti. Jedna dobrá zpráva: z pohledu obsluhujícího kódu je použití třídy Car identické bez ohledu na to, kolik má rodičů a ve kterém předkovi metoda právě leží. Pro připomenutí zápisu a čtení se tedy můžeme vrátit k ukázkám zdrojového kódu v kapitole Vztahy mezi třídami, protože tento kód zůstane stejný. Při zavedení dědičnosti se nám však otevírají nové možnosti, seznam těch nejdůležitějších je tady:

Při zpracování nějakého algoritmu (v metodě třídy) se můžeme dostat do stavu, kdy neznáme postup dalšího zpracování. V takových případech nezbývá než zpracování předčasně ukončit. Často však potřebujeme ukončit celou hierarchii volání metod – a pro tento případ se používá technika vyhazování výjimek. K přerušení dojde zápisem operátoru throw následovaným objektem typu Throwable. Běžně se však používá nějaký potomek této třídy, jehož jméno lépe koresponduje s typem problému. Následuje ukázka zdrojového kódu, který vyhazuje výjimku:

Před zpracováním objektu typu Car chceme mít jistotu, že náš objekt je sestaven v souladu s dokumentací, a tak otestujeme vlastníka metodou getOwner(). Pokud vlastník chybí, pak pomocí klíčového slova throw vyhodíme instanci třídy IllegalStateException, čímž běh metody ukončíme. Objekt výjimky se propaguje ven z metody skrz všechny nadřazené metody (ze kterých byla naše metoda volána) – až do okamžiku zachycení výjimky. Každá metoda přitom může (někdy musí, viz dále) obsahovat seznam výjimek, které algoritmus může vyhazovat. Seznam výjimek se uvádí klíčovým slovem throws) a zapisuje se za argumenty metody (ohraničené kulatou závorkou). Pokud výjimku nezachytí kód stávající či žádné nadřazené metody, celá aplikace spadne (ukončí se s chybou). Ukázka zachycení výjimky následuje…

Každou výjimku lze zachytit, pokud se její instance vyhodí (operátorem throw uvnitř bloku try-catch). Teď se nabízí otázka: co by se stalo, kdybychom chybějícího vlastníka netestovali, a rovnou zavolali metodu car.getOwner().getSurname()? V okamžiku, kdy JRE zjistí požadavek na volání metody neexistujícího objektu (za běhu aplikace), vyhodí výjimku typu NullPointerException.

Výjimky jsou objekty podobné ostatním objektům jazyka Java, přitom jejich společným rodičem je třída Throwable. Jejich instance tedy vytváříme operátorem new, můžeme je zapisovat do proměnných, můžeme vytvářet své vlastní instance, a dokonce i vlastní třídy (jako potomky). Podívejme se na diagram zobrazující typovou hierarchii několika tříd ze standardní knihovny JRE, strukturu tříd lze ověřit v generované dokumentaci JavaDoc [5]. Třídy v diagramu vyznačené tmavší barvou označují takzvané kontrolované výjimky, které zmíníme za chvíli.

Popišme si základní typy výjimek:

Se znalostí diagramu tříd lze zachytávat pouze určité typy výjimek – včetně jejich podtypů. Vyhazování výjimek má zvýšené nároky na zpracování, a tak není doporučováno tímto mechanismem řídit běžné algoritmy.

Aby kompilátor jazyka Java mohl třídu bezpečně identifikovat, její název musí být jednoznačný. Pro eliminaci kolize stejných názvů tříd různých knihoven a dodavatelů se třídy ukládají do takzvaných balíčků (anglicky package). Balíčky mají stromovou strukturu, kde listy stromu jsou třídy jazyka Java.

Překreslením jabloně z kapitoly Stromová struktura dat do podoby prezentované editorem NetBeans bychom dostali dva nové pohledy na strom, kde kořen stromu má prázdný název, zápis tříd do kořene balíčků však nepatří mezi doporučovaná řešení. Do obrázků se vešlo znázornění pouze horní části stromu, zbývající část je analogická. Levý pohled připomíná běžnou adresářovou strukturu z nějakého správce diskových souborů, pro druhý pohled je typický výpis úplné cesty ke každé skupině tříd, které tvoří listy stromu. V integrovaném vývojovém prostředí NetBeans je možné si vybrat způsob zobrazení podle osobních preferencí. Třídy uložené v jednom balíčku musí mít unikátní název, přitom použití velkých a malých písmen v jeho názvu je významné. Balíčky však nemusí obsahovat jen třídy, ale (v případě potřeby) také různé textové šablony, soubory s jazykovými lokalizacemi. Takové soubory se nazývají obecně zdroje (anglicky resources). Pro jistotu připomínám, že v IDE zapisujeme třídy objektu, nikoli jejich instance, ty vznikají až při spuštění projektu.

Pro zajištění unikátních názvů balíčků se osvědčilo odvozovat názvy uzlů (u kořene stromu) od registrovaných internetových domén. Obecné doporučení pak zní: struktura balíčku se sestavuje z následujících částí:

Oddělovacím znakem je tečka, a protože uvedené pojmenování je pouze doporučení, v projektech pro vlastní potřebu si můžeme názvy balíčků vymyslet jinak. Úplné označení třídy žlutého listu by pak mohlo vypadat takto:

V ideálním případě by

Pokud pomineme (nedoporučované) ukládání tříd do kořene balíčků, platí, že název balíčku třídy ve zdrojovém kódu Java se uvádí jako první informace, která začíná klíčovým slovem package, a definice je zakončena středníkem. Následuje formální výčet všech tříd (včetně balíčků), které se vyskytují ve třídě bez názvu balíčků, k tomu slouží klíčové slovo import. Každý import se zapisuje na nový řádek, jejich pořadí je nevýznamné. Podívejme se na první řádky zdrojového kódu třídy Car:

V importech se mohou vyskytovat pouze třídy unikátního jména, v případě kolize stejných tříd z různých balíčků nezbývá než jednu skupinu doplnit názvem balíčku u definice třídy. Praktická ukázka deklarace balíčků a importu je v kapitole Hello, World!.

Pojem interface (česky rozhraní) definuje (v jazyce Java) veřejné metody objektu – včetně parametrů a návratových typů. Interface nemá vlastní konstruktor ani atributy, může však obsahovat veřejné statické konstanty a od verze Java 8 také výchozí implementaci metod. Rozhraní se zapisuje v Java kódu podobně jako běžné třídy, jen implementace metod může být prázdná (místo složených závorek s obsahem se uvede pouze středník). Na rozdíl od Java tříd proto nelze vytvářet jeho instance přímo, ale je vždy třeba nejdříve vytvořit nějakou třídu, která jeho chybějící metody implementuje. Zatímco každá třída může dědit pouze z jedné třídy, implementovat může hned několik rozhraní.

Třída, která rozhraní implementuje, pak uvede (v deklaraci třídy) klíčové slovo implements podle následujícího vzoru:

Implementované metody musí být vždy veřejné, viz kapitola o viditelnosti.

Při zmínce o rozhraní (anglicky interface) jsme se dozvěděli, že bez její implementace (konkrétně třídy) nelze vytvořit ani instanci. Pro zjednodušení některých zápisů umožnili autoři jazyka Java sestavovat třídy přímo na řádku zdrojového programu – podívejme se na ukázku sestavení třídy pomocí jednoho rozhraní s generickým typem String:

Pokud získáme proměnnou consumer, můžeme zavolat její metodu accept(), která předaný parametr buď zpracuje sama, nebo úkol deleguje na některou z metod hostitelské třídy. Pamatujme, že in-line třídy mají neomezený přístup také k soukromým metodám (i atributům) hostitele – viz kapitolu o viditelnosti metod. Protože zápis in-line tříd je stále poměrně pracný, vývojáři jazyka zapracovali od kompilátoru Java 8 zjednodušení, kde dojdeme ke stejnému výsledku jediným řádkem:

První závorka za rovnítkem označuje argument metody accept(), výraz za operátorem -> obsahuje implementaci metody. Pokud by metoda obsahovala více příkazů, je třeba ji obalit složeným závorkami. Aby kompilátor poznal, že má implementovat právě metodu accept(), musí interface obsahovat popis právě jedné metody. Pro úplnost doplňme, že rozhraní Java verze 8 mohou obsahovat ještě výchozí implementace metod, kterými se však tady zabývat nebudeme.

Lambda výrazy se často používají ve spojení s třídou Stream (zmíníme ji později), ukázku použití najdeme také v kapitole Bodové kreslení.

Knihovny v jazyce Java představují (zpravidla) skupinu zkompilovaných tříd, které pokrývají obvykle určitý tematický okruh řešení v souladu s dokumentací knihovny. Součástí takové knihovny bývá běžně dokumentace popisující použití důležitých tříd knihovny a jejich metod (včetně parametrů), chování, typické použití a další informace významné pro správné použití knihovny. Výhodou použití knihoven není jen úspora času vývojářů, ale i jednotný styl řešení, který vzniká akceptováním programového rozhraní knihovny, což vede k lepší orientaci ve zdrojovém kódu napříč různými projekty, pokud se v nich ty stejné knihovny také používají. Aby však nedocházelo ke konfliktům názvů tříd z různých knihoven, je důsledné využívání vlastností balíčků (z předchozí kapitoly) nezbytné.

Značné oblibě se pro svou snadnou dostupnost těší zejména osvědčené knihovny s licencí open‑source, uložené v repozitářích Mavenu. Mnoho užitečných tříd nabízí už základní knihovna, která je součástí JRE. Knihovny v projektech Maven se připojují pomocí takzvaných závislostí (anglicky dependences), které se zapisují do konfiguračních souborů formátu XML s názvem pom.xml. V repozitáři Maven je každá knihovna definována textovým identifikátorem skupiny (groupId), identifikátorem knihovny (artifactId) a číslem verze (version). Maven si při prvním sestavení našeho projektu stáhne z internetu (do našeho domovského adresáře) potřebné knihovny (závislosti), které zde zůstanou k dispozici pro případné pozdější využití. Reálnou ukázku připojení knihovny lze najít v kapitole Datový model HTML stránky.

Již dříve jsme zmínili, že řádkový komentář začíná dvojicí lomítek a končí koncem řádku. V jazyce Java se používají ještě víceřádkové komentáře, které začínají dvojicí znaků /* a končí znaky */, tyto komentáře nelze do sebe vnořovat.

JavaDoc jsou speciální víceřádkové komentáře určené pro generování technické dokumentace Java projektu ze zdrojového kódu. Popisovat lze samotné třídy, jejich atributy, metody (včetně parametrů a návratových typů), a dokonce i celé balíčky. Zápis se podobá víceřádkovým komentářům, pouze první hvězdička se zdvojí. Následuje ukázka použití JavaDoc nad metodou, která by měla vyhledávat automobil podle výrobního čísla motoru.

JavaDoc nad projektem lze sestavit příkazem Maven:

JavaDoc se generuje do souborového systému ve formátu HTML, kterému rozumí internetový prohlížeč.

Obrázek je pouze ilustrační, jeho obsah byl zkrácen pro potřeby tisku. V horní části stránky je hlavička s navigační lištou, která zobrazuje verzi Java a nabízí také pole pro vyhledávání tříd či balíčků. Pod ní je uvedeno označení modulu, jedná se o členění tematicky podobných balíčků a zdrojů do skupin pro snadnější distribuci aplikace. Balíčky byly zavedeny od verze Java 9, a v této knize s tímto pojmem pracovat nebudeme; podrobnější informace lze dohledat na internetu pomocí klíčových slov Java Platform Module System (JPMS). Následuje uvedení názvu balíčku, třídy a znázornění dědičnosti. Dále vidíme popis všech rozhraní, která třída implementuje. Na stránce pak najdeme detailní popis třídy, někdy i doporučené použití. Obrázek naznačuje také popis některých metod objektu, v reálné dokumentaci najdete informací mnohem více.

Připomeňme si, že objekt typu String reprezentuje neměnnou sekvenci znaků, a tak může obsahovat i běžná slova či věty. Tento objekt nabízí metody pro vyhledávání znaků či textů, metody pro slučování dvou objektů, na rozdíl od pole znaků však jednou sestavený objekt typu String nelze měnit. Požadavky na změnu obsahu pak řešíme sestavením nové objektu typu String, který lze vložit i do té stejné proměnné.

Výhodou datového typu pole je rychlost v kombinaci s poměrně příznivými paměťovými nároky, což platí zejména u polí primitivních typů. V praxi by se však občas hodilo, kdybychom nemuseli deklarovat počet prvků předem, ale velikost by se přizpůsobila dynamicky při vkládání prvků nových nebo odebírání prvků nepotřebných. Takové objekty jsou naštěstí součástí standardní Java knihovny, přičemž jejich možnosti definuje interface List. Zapamatujme si, že prvky objektu List jsou výhradně objekty (nebo i pole), nikoli však primitivní typy. V našich ukázkách se zaměříme pouze na implementaci ArrayList, která je rovněž součástí standardní knihovny.

Protože prvky třídy List jsou objekty (případně pole), mohou obsahovat také hodnotu null.

Další zajímavé rozhraní se jmenuje Map a my se teď zaměříme pouze na jeho implementaci TreeMap. Při zápisu hodnoty do objektu toho typu (a jejím čtení) můžeme shledat jistou podobnost s objekty typu List, jen místo celočíselných indexů se používají objekty zvané klíče. Pro efektivní fungování mapy musí mít tyto klíče schopnost rozpoznat své místo v hodnotové řadě. Tuto vlastnost garantuje rozhraní Comparable, jehož metoda dokáže vyhodnotit, který ze dvou klíčů má vyšší pozici nebo jedná-li se o klíče stejné hodnoty. Rozhraní Comaparable mají implementované všechny objektové ekvivalenty primitivních typů a třída String, proto můžeme jejich instance snadno použít jako klíč mapy. Pokud bychom potřebovali pro klíč využít nějaký vlastní objekt, stačí zmíněné rozhraní implementovat.

Podobně jako v případě listu, můžeme do mapy zapisovat i nedefinované hodnoty null, klíčem však musí být vždy existující objekt.

I když se může jevit implementace třídy List<> jako ideální nástroj pro zpracování skupinových dat, můžeme narazit na jeho limity. Hlavním faktorem nemusí být jen omezený počet prvků seznamu, ale i značná paměťová velikost jeho obsahu. Příkladem nevhodného použití může být hromadné zpracování fotografií, kde velikost každého obrázku může přesahovat 5 MB. Pod pojmem „zpracování“ si představme třeba zmenšování obrázku pro tvorbu náhledů. Pokud bychom chtěli umístit všechny obrázky do seznamu typu List, pravděpodobně by zpracování skončilo výjimkou na nedostatek paměti v počítači. Jak můžeme takový typ úlohy řešit lépe? Naznačme alespoň dvě cesty:

Objekt typu Stream (česky se překládá jako proud nebo datovod) si lze představit jako potrubí na datové objekty, do kterého můžeme připojovat (postupně) různé služby pro zpracování protékajících dat, mohou to být třeba filtry nebo funkce umožňující i změnu datového typu. Instalace takových služeb se provádí vkládáním servisních objektů (do Streamu), které pak požadovanou službu realizují. Zmíněné servisní objekty jsou nuceny implementovat rozhraní (interface) obvykle s právě jednou abstraktní metodou tak, aby pro jejich implementaci šlo využívat Lambda výrazy zmíněné dříve. Typ servisních metod určuje argument metody Streamu, který službu připojuje.

Objekt typu Stream data obsahovat nemusí, jeho přínosem je především poskytování programového rozhraní (API) pro dávkové zpracování dat, což lze využít i pro úsporu paměti. Do zdrojového kódu přináší Streamy stručnější a zpravidla lépe organizovaný zápis – zejména ve spojení s Lambda výrazy. Čtení zdrojového kódu Streamů však nemusí být pro začátečníka jednoduché, a z toho důvodu si tady ukážeme pouze jednoduché využití tohoto datového typu.

Praktické použití třídy Stream si lze prohlédnout a vyzkoušet v kapitole Programové výrazy. Je dobré o existenci třídy Stream vědět, ale pochopit správně celou její koncepci může zabrat nějaký čas, a tak řešené ukázky praktických příkladů (k této knize) tuto třídu neobsahují. Pro zájemce o další studium přikládám internetový odkaz [14].

Jazyk XML (z anglického Extensible Markup Language) nabízí sadu pravidel umožňujících zápis stromové struktury dat v textovém formátu. Jazyk se využívá nejen při tvorbě webových aplikací: pro svoji dobrou čitelnost a podporu mnoha knihoven (napříč technologiemi) našel řadu uplatnění i v dalších oblastech při zpracování dat. Pro popis uzlů stromu se používají XML elementy, které se zapisují v textu párovými značkami obsahujícími jméno elementu ohraničené špičatými závorkami.

S touto znalostí můžeme zkusit přepsat část struktury jabloně (z kapitoly Stromová struktura dat) do formátu XML, výsledek je zde:

Všechny elementy v jednom uzlu mohou mít shodný název – na rozdíl od tříd z jednoho balíčku. Každý element může obsahovat atributy, které se zapisují za název elementu (prvního z páru) v pořadí: název, rovnítko, hodnota v uvozovkách (jednoduchých či dvojitých), viz příklad: <apple color="red"/>.

Bílé znaky (mezery, tabulátor, odřádkování) umístěné mezi elementy jsou nevýznamné, a tak celý XML soubor může být zapsán na jediném řádku, pro lepší čitelnost se však každá nová úroveň elementů odsazuje (třeba mezerami). Prostor mezi elementy lze prokládat textem, pokud to má při zpracování smysl. Dokument formátu XML má několik speciálních znaků pro zápis (a čtení), které vyžadují zvýšenou pozornost, jejich popis je zde:

Pro potřeby strojového zpracování však často potřebujeme pevná pravidla obsahující seznam povolených elementů, jejich atributů (včetně datových typů) a také struktury celého dokumentu. Definice takových pravidel se dnes běžně popisují souborem s příponou XSD (z anglického XML Schema Definition), což je opět dokument formátu XML sestavený podle určitých pravidel.

Kontrola platnosti XML proti XSD dokumentu se využívá běžně před zahájením strojového zpracování (pomocí programových knihoven), v případech neshody pak dochází k přerušení dalšího zpracování dat. Pro kontrolu platnosti ručně sestaveného XML souboru lze vyžít nějaký specializovaný editor, který bývá označován zkratkou IDE (z anglického Integrated Development Environment).

Zbývá doplnit, že elementy mohou mít svůj jmenný prostor, který umožňuje sestavit XML soubor podle pravidel více XSD souborů. V této knize se jmenným prostorem pracovat (přímo) nebudeme, a nebudeme potřebovat ani žádné vlastní definice typu XSD. K tomuto pojmu se však ještě vrátíme v následující kapitole.

HTML jazyk (z anglického Hypertext Markup Language) se používá jako datový zdroj pro grafickou prezentaci informací v prostředí webového prohlížeče. Obsah souboru ve formátu HTML si můžeme představit jako XML soubor z předchozí kapitoly, který splňuje definici jazyka HTML popsanou ve formátu XSD, v takovém případě hovoříme o specifikaci jazyka XHTML. Výhodou takového pojetí je snadné využití standardních nástrojů XML dokumentů, jako jsou editory, validátory kódu a různé knihovny pro strojové zpracování dokumentu. Nevýhodou však jsou problémy způsobené různou mírou tolerance chyb internetových prohlížečů, protože některé prohlížeče zobrazují přijatelně i nevalidní XHTML, zatímco jiné prohlížeče mohou chybný kód interpretovat jinak, což uživatelé vnímají negativně bez ohledu na původ chyby.

Z toho důvodu se dnes více ujal novější formát HTML5, který akceptuje i různé odchylky proti XSD, a tím zlepšuje vzájemnou kompatibilitu internetových prohlížečů. Specifikace HTML5 nabízí také některé nové funkce (kreslení, přetažení a přehrávání videa) a umožňuje stručnější zápis hlavičky dokumentu. Vývojáři stránek HTML5 však mají i nadále k dispozici formát podporující XSD jako přísnější alternativu.

Ukázky v této knize mají sice správně párované značky elementů, přesto však využívají volnější specifikaci jazyka HTML5. Podívejme se na ukázku…

Začíná být zřejmé, že při tvorbě HTML stránky se bez popisu základních elementů neobejdeme, podívejme tedy na několik nejpoužívanějších:

Pro další studium lze použít třeba tento odkaz [20]. Je obecně doporučované, aby HTML kód tvořil především formální strukturu dokumentu, a výsledný grafický vzhled se dotváří spíše prostředky kaskádových stylů (CSS).

Kaskádové styly (anglicky Cascading Style Sheets) popisují, jak se mají HTML elementy zobrazovat. Často se jedná o velikost, barvu a tvar písma, rámečků, obrázků a dalších grafických objektů zobrazených na obrazovce nebo i v jiných médiích (tiskárna). Kaskádové styly lze s výhodou umístit do samostatného souboru, v HTML kódu se pak uvádí jen reference přes element hlavičky link…

Většina HTML elementů nabízí parametr class (nezaměňovat s pojmem Java class), jehož hodnoty se využívají při párování grafických stylů definovaných v souborech CSS.

Hlavička HTML stránky může obsahovat postupně odkazy i na několik různých CSS souborů. Pokud mají dva styly stejnou váhu, internetový prohlížeč použije vždy ten později definovaný styl. Použití CSS je však téma na samostatnou knihu a způsob jejich použití není zásadní pro porozumění obsahu této knihy. Styly dostupných HTML stránek lze studovat pomocí nástrojů internetového prohlížeče pro vývojáře. V prohlížeči Firefox zkusme otevřít první ukázku k této knize: levým tlačítkem klikněte na text nadpisu, pak vyskočí kontextové menu a v něm vyberme volbu Prozkoumat. Měli bychom spatřit obrazovku podobnou této:

Na pravé straně vidíte název barvy elementu h1, v tomto režimu lze styly také (dočasně) upravovat. Výchozí stránku obnovíte stiskem klávesy F5. V této knize se zaměříme především na strukturu HTML kódu a s dosavadními informacemi bychom si měli vystačit i v následujících příkladech. Pro další studium můžete použít třeba tento odkaz [21].

Pojem URL (z anglického Uniform Resource Locator) je jednořádkový řetězec, který slouží k adresování webových zdrojů, mezi něž patří zejména HTML stránky, CSS styly a obrázky. V URL je možné najít určitou podobnost s adresováním souborů na disku lokálního počítače, URL však podporuje některé další části, například parametry. Většina internetových prohlížečů zobrazuje aktuální URL ve své horní části, kde mají uživatelé možnost ji změnit. Velká a malá písmena mohou být významná. Na příkladu konkrétního URL si popíšeme důležité části, přitom je dobré vědět, že některé z nich jsou nepovinné.

Připomeňme si, že HTML stránky nabízí elementy typu odkaz umožňující načtení jiné HTML stránky pomocí adresy zvané URL. Adresování může být absolutní (obsahující celou URL), nebo relativní k aktuální HTML stránce. Stránku na stejné adrese lze odkazovat pouhým názvem (s volitelnými parametry). To je také případ adresování CSS souboru v předchozí kapitole pomocí parametru href.

Zdrojové soubory ukázkových příkladů jsou uloženy ve struktuře vhodné pro zpracování nástrojem Maven. Projekt typu Maven je tvořen souborem pom.xml, textovými soubory s příponou .java a případně dalšími soubory, jako jsou obrázky či další textové soubory různých formátů. Pro spuštění projektu využijeme příkaz nástroje Maven, který projekt sestaví pomocí celé řady dílčích kroků:

Příkazy nástroje Maven budeme vkládat prostřednictvím aplikace zvané emulátor znakového terminálu. Pojem znakový terminál představoval původně samostatné fyzické zařízení určené pro ovládání počítače pomocí klávesnice a textového černobílého monitoru. Textové příkazy se pro ovládání počítače využívají stále, ale dnes už se vkládají pomocí SW emulátoru znakového terminálu, který má v běžných grafických operačních systémech často podobu černého okna s bílými znaky. Místo, kam se příkazy zapisují, se označuje pojmem příkazový řádek a ten bývá označen blikajícím kurzorem, jednotlivé příkazy se potvrzují klávesou Enter. Potvrzený příkaz obecně nelze vrátit zpět. Emulátor znakového terminálu lze spustit (jako každou jinou aplikaci) z menu operačního systému:

Pokud jsme Java archiv rozbalili do kořenového adresáře našeho Maven projektu, můžeme použít i relativní cestu (například jen: jdk-11). Uživatelé Linuxu budou editovat soubor mvnw. Pro jiný postup instalace doporučuji řídit se instrukcemi výrobce.

Uživatelé Linuxu Xubuntu mohou také použít výše uvedený postup, anebo instalovat produkty z centrálního repozitáře příkazem:

Program si vyžádá pouze heslo k oprávnění instalace do systému, a pak nainstaluje Maven včetně závislosti na OpenJDK [4].

V textové konzoli se přepněte do adresáře projektu a ve Windows spusťte příkazy:

Na Linuxu je to velmi podobné, pouze úvodní lomítka budou opačná (./mvnw). Pokud je Maven v systému standardně instalovaný, příkaz se ještě zjednoduší na mvn (bez označení adresáře).

Zbývá spustit váš oblíbený internetový prohlížeč (například z menu operačního systému) a vložit do adresního řádku text http://localhost:8080/. Po otevření stránky by se měla zobrazit nabídka příkladů. Aplikaci lze ukončit v konzoli (terminálu) klávesami Ctrl-C, k ukončení však dojde také zavřením okna konzole (křížkem vpravo nahoře). V kořenovém adresáři projektu lze alternativně použít skript mvnw (místo mvn), který zavolá Maven stažený s projektem (za podmínky, že najde instalaci JDK).

Pokud vám internetový prohlížeč ukáže stránku odpovídající výše uvedenému obrázku, zbytek této kapitoly lze přeskočit. V opačném případě zvažte následující možnosti:

Pokud jsme vyčerpali výše uvedené rady a projekt stále neběží, můžeme (v případě silnějšího počítače) zkusit nainstalovat aplikaci pro tvorbu virtuálních počítačů zvanou VirtualBox, do které lze pak nainstalovat čistý Linux Xubuntu [17]. Právě v takovém prostředí byl výše uvedený postup opakovaně testován bez komplikací. Virtuální počítač běží v samostatném okně a výsledek může vypadat takto:

Z pohledu bezpečnosti procesy virtuálního počítače nijak neovlivňují původní hostitelský počítač a po jeho odstranění dojde také k odstranění celého jeho souborového systému. Při použití virtuálního počítače je třeba počítat vždy se ztrátou výkonu a s požadavkem dodavatele systému na platnou licenci. Protože instalace operačního systému do virtuálního počítače je však poměrně zdlouhavá a náš počítač nemusí vždy disponovat potřebným výkonem, zmíníme ještě krátce spuštění projektu ve virtualizačním kontejneru.

Virtualizační kontejner si lze představit jako lehký virtuální počítač, který běží (na našem počítači) s minimálními nároky na zdroje počítače, kde dochází ke spuštění prakticky okamžitě. Kontejner nemívá zpravidla grafické prostředí a ovládá se textovými příkazy – podobně jako v běžném znakovém terminálu. Programové vybavení kontejneru se zavádí pomocí příkazů uvedených v souboru Dockerfile. Pro kontejner je výhodné použít operační systém s otevřenou licencí. Tyto kontejnery nabývají na popularitě díky vysokému výkonu, dobré automatizovanosti, přenositelnosti aplikací a vlastnostem umožňujícím efektivnější využívání stávajících systémových prostředků.

Spuštění našeho Java projektu v takovém kontejneru si můžeme vyzkoušet v aplikaci zvané Docker_® [28]. Uživatelům systému Windows doporučuji ověřit nejdříve splnění technických požadavků na instalaci a po stažení instalačního programu ze stránek dodavatele pak postupovat doporučeným způsobem. Náš projekt pak spustíme (ze znakového terminálu) následujícím skriptem…

Uživatelé operačního systém Ubuntu (či jiné linuxové distribuce založené na systému Debian) spustí projekt skriptem, který chybějící Docker umí automaticky doinstalovat. Pro spuštění je třeba mít (v operačním systému) administrátorské oprávnění.

Spuštěný skript pak provede přibližně následující činnosti:

Popis dalších vlastností a řešení případných problémů spojených s použitím virtualizačního kontejneru přesahují bohužel rámec této knihy, pro další informace doporučuji využít dokumentaci na stránkách jeho výrobce [28].

Na vývoj aplikací se běžně používá grafické rozhraní, které nabízí editor s podporou doplňování kódu a s jeho barevným zvýrazňováním, dále integrovaný kompilátor, podporu spuštění aplikace, nástroje na vyhledávání chyb a krokování běžícího programu, a k tomu celou řadu dalších užitečných služeb. Aplikacím tohoto typu se říká integrované vývojové prostředí (anglicky Integrated Development Environment) a často se označuje zkratkou IDE. Podívejme se na některá nejpoužívanější, která lze použít bez licenčních poplatků i pro komerční účely. Každé z nich je multiplatformní (to znamená, že na různých operačních systémech se ovládá prakticky stejně), nabízí barevné zvýrazňování kódu či podporu doplňování zdrojového kódu, a každé má své příznivce na malých i velkých projektech.

Popis otevření a spuštění projektu ve vývojovém prostředí přesahuje rámec knihy, zájemcům doporučuji vyhledat na internetu vhodný návod pro vybraný produkt.

Prvním naším úkolem bude vypsat (prostředky jazyka Java) jednoduchý text „Hello, World!“ do internetového prohlížeče ve formátu HTML, jeho kód by mohl vypadat takto…

Pro nás to znamená vytvořit třídu (potomka třídy HttpServlet) s překrytou metodou doGet(request, response), která bude zapisovat HTML kód (uvedený výše) do internetového prohlížeče – prostřednictvím objektu PrintWriter získaného z argumentu response. Nová třída se může jmenovat třeba HelloWorldServlet, podívejme se na diagram tříd:

V diagramu vidíme dva zeleně vyznačené datové typy, které třída HttpServlet používá (anglicky use) v metodě doGet(), jinými slovy lze také říct, že třída HttpServlet je na nich závislá. Jeden typ reprezentuje žádost o zpracování (anglicky request) a druhý jeho odpověď (anglicky response). Jejich vztah k servletu je vyznačen přerušovanou čárou zakončenou otevřenou šipkou. Nové typy se nazývají rozhraní (anglicky interface), a tímto anglickým výrazem se označuje také hlavička (stereotyp) grafického prvku.

Náš první servlet sice splnil zadání, jeho nevýhodou je však značná náchylnost k překlepům při sestavování výsledného HTML kódu, chyby pak mohou způsobovat nestandardní chování výsledné stránky. Zápis textu komplikuje také vkládání speciálních HTML znaků do textové části stránky a je vhodné ošetřit také korektní zobrazení znaků s diakritikou. Protože však hledání a následné opravy rutinních chyb nebývá příliš zábavné, poohlédneme se po nějakém řešení, které by nám zmíněné starosti ušetřilo. Jedním z řešení může být sestavení datového modelu popisujícího strukturu HTML stránky, jehož obsah lze převést (automatizovaně) do textového formátu i se všemi formálními náležitostmi jazyka HTML. Dobrá zpráva je, že třídu potřebnou pro sestavení takového modelu nemusíme psát od nuly, ale využijeme volně dostupnou knihovnu z repozitáře Maven s licencí Apache License, version 2.0, vhodnou pro soukromé i komerční použití bez poplatku.

Pro implementaci dalších úkolů použijeme webový modul knihovny Ujorm [23], který poskytuje třídu Element pro modelování stromu HTML elementů pomocí Java metod (API). Přínosem této třídy je též jednoduché použití: jakmile totiž získáme kořenový element modelu, pro sestavení zbytku HTML stránky už stačí znát pouze tři metody:

Třída Element nabízí ještě přechystané metody pro zápis vybraných HTML elementů, jako je například: nadpis, odstavec, formulář, tabulka a několik dalších. Za výhodu lze považovat, že chyby při sestavení modelu odhalí už kompilátor, platnost použitých HTML elementů však zůstává nadále na odpovědnosti vývojáře. Knihovna pomáhá řešit některé problémy s kompatibilitou CSS stylů v prohlížečích, nastavuje správnou kódovou stránku pro zápis textu s diakritikou a omezuje dočasné ukládání stránek v internetovém prohlížeči (cache), nezbytné pro dynamické překreslování stránek. Podívejme se nyní na zjednodušený diagram třídy Element.

Je užitečné vědět, že výchozí (defaultní) implementace je obálka nad třídou PrintWriter, a tak všechny texty zapsané do elementu se posílají rovnou do writeru. Metoda close() pak uzavře otevřené elementy a vyprázdní buffer. Výhodou takového řešení je dobrá performance a minimální paměťová náročnost při sestavování objemných stránek. Pokud však potřebujeme plnohodnotný paměťový model, lze ho aktivovat změnou konfigurace při sestavení kořenového elementu. Význam to může mít v případech, kdy se chystáme doplňovat do modelu dodatečně (zpětně) nějaké další elementy. Sestavení původních elementů přitom zůstane beze změny. Pomocí konfigurace lze změnit také znaky pro odsazování vnořených elementů, zalamovat řádky, změnit národní lokalizaci obsahu, znakovou sadu a několik dalších vlastností. K dispozici je také podpora uživatelského formátování datových typů, výchozí implementace používá metodu toString().

Podívejme se nyní, jak se změní implementace metody doGet(). Na první pohled lze pozorovat absenci textových literálů s HTML elementy. Všimněme si také drobné změny v importech tříd a také parametru anotace @WebServlet – dostal novou hodnotu pro odlišnou URL adresu servletu.

Java verze 7 (a vyšší) nabízí alternativní způsob uzavírání objektů, pokud implementují rozhraní Closeable. Využívá se k tomu programová konstrukce try určená pro zachytávání výjimek, a protože právě tohle rozhraní implementuje i třída Element, dojde při ukončení bloku try automaticky k uzavření elementu deklarovaného v hlavičce tohoto příkazu. Tělo metody doGet() bude po úpravě vypadat takto…

Do hlavičky nového (vnořeného) bloku try() lze vkládat potomky kořenového elementu, a protože taková forma odsazování programového kódu připomíná formátovaný HTML dokument, v dalších příkladech budeme preferovat právě tohle řešení.

V této kapitole využijeme předchozí servlet k prezentaci Java výrazů s jejich výsledky. Výrazy však nebudeme zapisovat do HTML modelu přímo, ale prostřednictvím pomocného objektu (typu WebPrinter), který nám bude doplňovat také pořadové číslo výrazu a datový typ výsledku. Implementace této třídy nebude předmětem našeho zkoumání, zájemci si ji mohou prohlédnout ve staženém projektu. Tematicky podobné skupiny příkladů jsou zapsané v samostatných metodách s jediným argumentem typu WebPrinter. Podívejme se na ukázku volání jedné takové metody; volání ostatních je analogické.

Zkrácená ukázka implementace výrazů nám připomene základní operace s primitivními datovými typy. První argument metody write() obsahuje testovaný výraz (nebo proměnnou), druhý argument obsahuje jeho popis.

Zmíněný kód zobrazí v prohlížeči část tabulky, která začíná pořadovým číslem 16…

První sloupec tabulky zobrazuje pořadové číslo výpisu, druhý výsledek výrazu, třetí sloupec výsledný datový typ a poslední sloupec obsahuje (zpravidla) zdrojový kód výrazu. Ve zdrojovém kódu můžete narazit na příkaz printer.writeEmptyLine(), jehož cílem je pouze grafické oddělení řádků. Všechny ukázky najdete v přiložených příkladech, v případě nejasností kolem metod objektů doporučuji dokumentaci JavaDoc [5].

Řešenou úlohu můžeme doplňovat svými vlastními programovými výrazy podle libosti, prostor pro vlastní experimenty je značný.

Naším dalším úkolem bude zobrazit v tabulkovém formátu výsledky, které mohou pocházet například z nějakého měření. Prezentovaná data nám bude poskytovat metoda, která bude vracet (pro začátek) konstanty zapsané ve zdrojovém kódu. Strukturu tabulky vyznačíme HTML elementem table, v rámci tohoto elementu se vyznačují řádky elementem tr (zkratka z anglického výrazu table row) a každý řádek má své buňky, které se vyznačují elementem td (z anglického výrazu table detail) a jejich hodnoty se zapisují jako text tohoto elementu. Protože chceme všechny hodnoty v tabulce zarovnat doprava, připojíme do HTML stránky CSS styl, který byl za tímto účelem už vytvořen. Zápis tabulky o dvou řádcích a třech sloupcích by pak vypadal takto:

Začněme třeba metodou, která bude poskytovat data tabulky. Protože tabulka je dvourozměrná, hodí se připravit data ve struktuře dvourozměrného pole objektů. Zkrácená ukázka kódu může vypadat takto…