جاوا چیست؟ راهنمای ساده برای مبتدی ها

امروزه، به ویژه از زمانی که یک بیماری همه گیر مرگبار در جهان به وجود آمده است، اینترنت و تلفن های هوشمند به بخشی جدایی ناپذیر زندگی ما تبدیل شده اند. ما تقریبا برای تمام کارهای روزمره از تلفن هایمان استفاده می کنیم. قبلا از مراکز خرید خرید می ‌کردیم، در بانک‌ ها صف می ‌کشیدیم و در آژانس‌ها سفرمان را برنامه ریزی می کردیم. اما اکنون، می توانیم همه این کارها را در خانه هایمان با استفاده از گوشی های هوشمند انجام دهیم. همه اینها به دلیل یک زبان برنامه نویسی سطح بالا به نام جاوا امکان پذیر شده اند.

جاوا چیست؟

جاوا یک زبان برنامه نویسی شی گرا (OOP) است که در اینترنت استفاده می شود. جاوا زبان سطح بالایی است که خواندن و درک آن نیز آسان است. با استفاده از آن، توسعه ‌دهندگان می ‌توانند یک بار بنویسند و در هر کجا اجرا کنند به این معنی که کد جاوای کامپایل‌ شده روی تمام پلتفرم ‌های سازگار با جاوا بدون نیاز به کامپایل مجدد اجرا می ‌شود.

تاریخچه جاوا

جیمز گاسلینگ و سان مایکروسیستمز زبان برنامه نویسی جاوا را در سال 1991 اختراع کردند. جیمز در هنگام ایجاد این زبان یک شعار داشت: «یک بار بنویس. همه جا اجرا کن.» آنها ابتدا نام این زبان را اوک (Oak) به معنای بلوط گذاشتند زیرا بیرون دفتر گاسلینگ یک درخت بلوط وجود داشت. بعدها این نام را به Green و سپس به Java Coffee تغییر دادند که از قهوه اندونزی الهام گرفته و در نهایت در سال 1995 به جاوا خلاصه شد.

جاوا در چه مواردی استفاده می شود؟

جاوا به طور گسترده در کنسول های وب، رابط کاربری گرافیکی، برنامه های کاربردی وب و موبایل، توسعه بازی، سیستم های جاسازی شده و برنامه های دسکتاپ استفاده می شود. جدای از اینها، جاوا برای توسعه نرم افزار هم استفاده می شود. این زبان در رایانه ها و دستگاه های تلفن همراه و حتی دستگاه های الکترونیکی مانند تلویزیون، تهویه مطبوع، ماشین لباسشویی و غیره هم کاربرد دارد. فرم های ثبت نام آنلاین، برنامه های بانکی و خرید از طریق اینترنت به دلیل جاوا امکان پذیر هستند.

جاوا مبتنی بر چیست؟

جاوا بر اساس C و C++ است. اولین کامپایلر جاوا توسط Sun Microsystems توسعه داده شد و با استفاده از چند کتابخانه از C++ به زبان C نوشته شد. فایل های جاوا با استفاده از یک کامپایلر که مفسر جاوا اجرا می کند به فرمت کد بیت تبدیل می شوند. کد جاوا روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا می شود.

نسخه های جاوا

سه نسخه از جاوا وجود دارد. برنامه نویسان می توانند هر یک از این نسخه ها را بر اساس برنامه ای که می خواهند بسازند یاد بگیرند.

• Java Standard Edition– شامل کتابخانه های اصلی مانند java.lang ، java.util و غیره است.
• Java Enterprise Edition– شامل APIهای جاوا مانند JMS، EJB، JSPs/servlets و غیره است.
• Java Micro Edition- این نسخه برای برنامه نویسی جاوا در تلفن های همراه، ست تاپ باکس ها (مبدل یا گیرنده دیجیتال)، گوشی های دستی و غیره استفاده می شود.

پرکاربردترین نسخه جاوا Java SE (Java Standard Edition) است. اکثر برنامه ها به این نسخه نیاز دارند.

مفهوم و ویژگی های جاوا

مفاهیم جاوا

مفاهیم اساسی در جاوا ویژگی های برنامه نویسی شی گرا (OOPs) آن هستند. OOP با ارائه مفاهیم زیر توسعه نرم افزار و برنامه کاربردی و همچنین تعمیر و نگهداری را آسان می کند.

• شی (Object): شی عنصر یا موجودی است که حالت و رفتار دارد. به عنوان مثال، سگ را می توان یک شی دارای رنگ، نژاد، نام و رفتارهایی مانند پارس کردن و خوردن در نظر گرفت.
• کلاس (Class): یک کلاس مجموعه ای از چندین شی است و می توانید از آن برای ایجاد هر تعداد شی که دوست دارید استفاده کنید. از کلاس ها برای سازماندهی کد استفاده می شود، درست مانند نحوه تقسیم میوه ها، سبزیجات و … در بخش های مختلف یک سوپرمارکت.
• Constructor  ممکن است شبیه یک روش به نظر برسد، اما اینطور نیست. نام آن با نام کلاس یکی است و هیچ مقداری بر نمی گرداند.
• Inheritance  مفهومی است که در آن یک کلاس خصوصیات و رفتارهای کلاس والد را به دست می آورد.
• Polymorphism  فرآیند انجام یک کار واحد به روش های مختلف است و به برنامه نویسان اجازه می دهد از یک کلمه برای معانی متفاوت در زمینه های مختلف استفاده کنند.
• Abstraction Abstraction  در جاوا برای مخفی کردن جزئیات داخلی و نمایش جزئیات ضروری استفاده می شود.
• Encapsulation  بسته بندی کد و داده ها با هم در یک واحد (مانند یک کپسول) به عنوان کپسولاسیون یا Encapsulation شناخته می شود. کلاس جاوا نمونه ای ازEncapsulation است.

ویژگی های جاوا

جاوا دارای چندین کیفیت و ویژگی است، از جمله:

• نحو ساده ای که درک و یادگیری آن بسیار آسان است
• زبان جاوا قوی است
• خطاهایی را که در زبان های C و C++ رخ می دهند حذف می کند
• جاوا از ویژگی هایی مانند جمع آوری زباله و مدیریت استثنا تشکیل شده است
• به عنوان یک زبان قابل حمل، می تواند روی هر پلتفرمی اجرا شود
• جاوا امن است و می تواند چند وظیفه را انجام دهد
• جاوا به سرعت C و C++ نیست، اما عملکرد بالاتری نسبت به هر زبان دیگری ارائه می دهد

اکنون که ویژگی های مختلف جاوا را مورد بحث قرار دادیم، اجازه دهید اجزای مختلف آن را ببینیم.

اجزای جاوا

سه جزء اصلی که در زبان برنامه نویسی جاوا وجود دارند عبارتند از:

1-JVM : Java Virtual Machine یا JVM یک جزء مستقل از پلتفرم است که محیطی را برای اجرای برنامه های جاوا فراهم می کند. بنابراین، JVM کد را بارگذاری می‌ کند، کد را اعتبارسنجی می‌ کند، کد را اجرا می‌کند و زمان اجرا را فراهم می کند.

2- JRE : Java Runtime Environment یا JRE محیطی را ایجاد می کند که فایل های جاوا را می توان در آن اجرا کرد.Java Runtime Environment یک بسته نرم افزاری است که شامل JVM به همراه کتابخانه های کلاس جاوا و بارگذار کلاس جاوا می باشد.

3-JDK :  Java Development Kitیا JDK ابر مجموعه ای از JRE است و یک محیط توسعه نرم افزار است که برای توسعه برنامه ها و اپلت های جاوا استفاده می شود. JDK شامل یک JVM خصوصی و چند منبع دیگر برای تکمیل توسعه برنامه جاوا است.

مفاهیم Java OOPs

چهار مفهوم اصلی برنامه نویسی شی گرا (OOP) عبارتند از:

1- انتزاع (Abstraction)

انتزاع به معنای نشان دادن جزئیات مربوطه و پنهان کردن تمام جزئیات داخلی است. در مثال زیر، برای پذیرش دانش آموزی در کالج، جزئیات مربوطه خواسته شده نام، آدرس، نام والدین و نمرات دبیرستان بوده است. جزئیاتی مانند ورزش، غذا، یا فیلم مورد علاقه مرتبط نیستند.

2- کپسولاسیون (Encapsulation)

کپسولاسیون شبیه کپسول است. کل کد و همه داده ها در یک واحد به هم متصل می شوند. همه متدها و متغیرها تحت یک نام کلاس ذخیره می شوند و همان شی کلاس می تواند از آن استفاده کند.

3- Polymorphism

Polymorphism به این معنی است که یک کار به روش های مختلف انجام می شود. یک تابع برای کارهای مختلف استفاده می شود. در مثال زیر، Method draw()  را می توان در مکان های مختلف برای کشیدن اشکال مختلف مانند مثلث، مستطیل یا دایره استفاده کرد.

4- Inheritance

هنگامی که یک کلاس ویژگی های کلاس های دیگر را به ارث می برد، به عنوان Inheritance شناخته می شود. همیشه یک سوپرکلاس و یک زیر کلاس وجود دارد. زیر کلاس ویژگی هایی را از سوپرکلاس به ارث می برد. در مثال زیر، حیوان یک سوپرکلاس است که دارای ویژگی‌های eat()  و sleep() است. گروه های فرعی خزندگان، پستانداران و انسان این ویژگی ها را به ارث می برند.

چگونه جاوا را یاد بگیریم؟

جاوا یکی از پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی است احتمالا به این دلیل که همه کاره، قابل اعتماد و سازگار است. بنابراین، اگر می خواهید به صورت حرفه ای کار برنامه نویسی را شروع کنید، بهتر است جاوا را نادیده نگیرید:

• کار خود را با یادگیری اصول برنامه نویسی جاوا (متغیرها، انواع داده ها، دستورات شرطی، آرایه ها، حلقه ها، توابع) شروع کنید.
• موضوعات پیشرفته مانند برنامه نویسی شی گرا، کلاس انتزاعی، رابط جاوا، مجموعه ها، کلاس های انتزاعی، هندلینگ استثنایی و کلاس های بسته بندی را یاد بگیرید.
• برنامه نویسی را به طور منظم تمرین کنید.
• مقالات و مستندات جدید در جاوا را بخوانید تا به روز بمانید.

اکنون این پرسش مطرح می شود: آیا به گواهی جاوا نیاز دارم؟

برخی از کارفرمایان برای گواهینامه ها ارزش زیادی قائل هستند. دریافت گواهینامه به شما کمک می کند تا در حرفه خود رشد کنید و درآمد بیشتری داشته باشید.

چهار نوع سطح گواهینامه وجود دارد:

• Oracle Certified Associate (OCA)
• Oracle Certified Professional (OCP)
• Oracle Certified Expert (OCE)
• Oracle Certified Master (OCM)

هر کدام که برایتان مناسب است را انتخاب کنید. هدف اصلی آزمون های Oracle Java Certification این است که دانش و توانایی های شما در مشاغل آینده در صنعت جاوا را آزمایش کنند.

برنامه Hello World در جاوا

خروجی:

دو عدد را بدون استفاده از متغیر موقت عوض کنید

خروجی:

نتیجه گیری

تقریبا هر چیزی که در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم با جاوا مرتبط است. زبان برنامه نویسی جاوا همچنان یکی از برترین فناوری ها در صنایع است و تقاضای کار آن به میزان قابل توجهی بالاست. توصیه می کنیم هرچه زودتر جاوا را یاد بگیرید و حرفه خود را در آن شروع کنید.