Создание игры на Java без сторонних библиотек, часть первая
Введение и подготовка
Привет хаброжители. Данный пост является «рерайтом» моего поста для песочницы. На этот раз я постараюсь охватить больше тем, чем тогда.
Почему Java?
Ничего объективного я тут не скажу, а скажу лишь то, что я люблю этот язык, и мне нравиться писать на нем. Да, на Java нет игр AAA-класса, но Java предоставляет огромные возможности, больше кол-во встроенных средств и быстроту написания кода.
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.
И скачаем JDK последней версии: JDK 7u4
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().
Вам наверное уже не терпится запустить и попробовать, но не спешите. Мы должны создать фрейм и добавить наш холст на него. Заодно и объявим три переменных.
Примерно вот так выглядит наш класс Game сейчас.
Класс Sprite
Создадим новый класс Sprite. Поскольку этот класс небольшой, я сразу приведу весь его код с комментариями:
Сразу же проверим работоспособность. Возьмем эту картинку и скопируем ее в папку с нашим классом Sprite. Добавим функцию getSprite() в класс Game(временно).
Добавим нашу картинку в папку assets(папку создать в корне проекта), саму папку надо добавить в build path.
Далее создаем переменную hero типа Sprite. В функции init() инициализируем ее. В Функции render() рисуем:
Input
Для обработки инпута мы создадим класс, наследующий KeyAdapter:
Тут же и объявим две переменных в шапке класса Game:
Внутри класса KeyInputHandler создадим две функции:
Теперь в функции init() добавим следующее:
Создадим переменные x и y для героя(так как пока что мы еще не написали класс Entity). Сделаем чтобы герой всегда рисовался на этих координатах.
А теперь в функции update() будем проверять нажаты ли клавиши и изменять x-координату.
Пишем 2d-игру на Java
Доброго времени суток всем!
В этой статье будет описываться создание 2D игры на Java. Сразу предупреждаю, вы должны хотя бы базово знать язык Java, поскольку на подробное объяснение каждой строки у меня нету времени. И очень прошу вас, не списывать просто код, а пытаться понять что означает каждая строка, и писать со смыслом. И еще, я использую Eclipse, но вы можете использовать любой IDE.
Задача:
Я планирую создать игру, напоминающую шутер с видом от 3 лица.
Начало:
Для начала создадим проект. Назовем его «Just game». И сразу создаем класс Display.java. В него пишем:
Теперь разберемся, что мы сделали.
мы создаем рамку, которая и будет отображаться при запуске нашей игры
устанавливаем операцию, которая будет происходить при нажатии на крестик. EXIT_ON_CLOSE — выйти из программы
устанавливаем нашей рамке максимальные размеры, убираем декорации(кнопки свернуть, закрыть, уменьшить/увеличить и т.п.), т.е. делаем игру на весь экран. Если вы хотите, чтобы игра не была бы на весь экран, то используйте:
— делаем рамку видимой
Только не забудьте, все настройки рамки надо писать до того, как вы сделаете её видимой
Ну чтож, теперь нажимаем «Run» и пробуем запустить нашу игру. Если все написано правильно, у вас не должны возникать ошибки и должно появиться пустое, серое окно.
Серое окно… Как скучно… Давайте создадим что-нибудь поинтереснее.
Создадим новый класс, под названием «Main». Main класс у нас будет являться панелью, которую мы вставим в рамку, по этому он должен расширять JPanel. (Для тех, кто не знает, расширять пишется как extends после названия класса)
Возвращаемся в класс Display и после настроек рамки, но перед установлением её видимости, пишем:
Вы спросите — «Ну и зачем мы это сделали?». Представьте себе картину. Эта картина и является конечная наша игра. А теперь представьте рамку. Без ничего внутри, просто пустую рамку. На ней ничего нельзя нарисовать, она бесполезна. Для этого, мы вставили в картину пустой лист, на котором программа в дальнейшем может рисовать картину. На этом закончим наше лирическое отступление и вернемся к классу Main.
Нам нужно осуществить отрисовку, по этому мы должны добавить метод paint. Для этого пишем:
Ну и для начала, можем написать внутри этого метода отрисовку линии. Для этого пишем:
Теперь запускаем программу, и видим:
Давайте отрисуем какую-нибудь картинку. Например эту:
Для начала, нам нужно указать путь к картинке. Для этого не в методе paint, пишем:
(предварительно надо в наш проект скинуть картинку и назвать ее 2.png)
После этого удаляем строчку отрисовки линии, а вместо нее в метод paint пишем:
Разберемся поближе с методом drawImage, так как мы будем часто его затрагивать.
drawImage(картинка которую мы будем рисовать, которую мы объявили раннее, координата X с которой будет рисоваться картинка, координата Y с которой будет рисоваться картинка, paint);
Отдельно хочу поговорить о параметре paint. Лучше всего оставляйте его null. Я только однажды сталкивался, когда мне нужно было использовать paint. Это было когда я отрисовывал текст, и задавал ему размер шрифта. Но советую не лезть туда и использовать null.
Теперь запускаем программу, и видим:
Чего-то она маленькая, не правда ли? Давайте научимся увеличивать её размеры. Добавляем к drawImage() параметры так, чтобы вышло:
Что мы сейчас добавили? Эти два параметра растягивают картинку, до координат 1920 и 1080. Получается, что картинка на весь экран. Давайте запустим программу и это проверим.
Ну наконец-то. Теперь мы умеем любые картинки растягивать на весь экран. Но вот проблема. Метод paint вызывается только один раз. И как же его обновлять постоянно? Для этого существует очень полезная вещь — таймер. Давайте создадим его.
(20 это частота с которой обновляется таймер, this- где выполнять метод при обновлении таймера
Это мы должны вписать сразу после строки определения класса, т.е. после:
Также, надо дополнить строку определения класса таким образом:
После прописывания этой строки, у вас название класса должно подчеркнуться красным. Чтобы это исправить, в самом конце класса добавьте метод:
Этот метод будет выполняться при обновлении таймера. В него мы должны написать repaint(); чтобы при каждом обновлении таймера у нас все элементы бы стирались, и нарисовывались заново.
Дальше, мы должны запустить таймер. Для этого, создаем конструктор класса Main и в него пишем:
После этого, можете не запускать программу, ведь в ней ничего не изменится. Давайте заменим текстуру домика на нормальную текстуру карты. Её вы можете нарисовать сами, либо скопировать у меня пробную:
Размер картинки может быть любой, все равно её размер будет подгоняться прямо в программе. Ах да, разрешения компьютеров могут быть разные, так что добавим-ка в конструктор такие вещи:
И перед конструктором добавим:
И сходим еще в класс Display.java и там немного изменяем метод frame.add:
Таким образом, наша рамка будет передаваться в класс Main.java. Переходим в этот класс, и там где у нас метод paint() меняем строку drawImage() на:
Таким образом, теперь наша игра будет отрисовывать картинку на весь экран, в независимости от его разрешения. Запускаем:
На сегодня все. Оставляю код, для тех, кто запутался:
Игра на чистой Java от новичка, для новичков
Я начинающий программист на Java, и путь мой пройден тысячами.
Сначала идет долгий и мучительный выбор Самой Правильной Книги, затем первый восторг от работы перепечатанных из нее листингов программ. Затем осознание растущей крутости и профессионализма. Падение в яму собственного ничтожества, при попытке написать что-то самостоятельно. И долгий путь наверх.
В моем случае Самой Правильной Книгой стал двухтомник «Java. Библиотека профессионала.» за авторством Кея Хорстманна и Гари Корнелла, а самой первой книгой, которая открыла дверь в мир Java – Яков Файн «Программирование на Java для детей, родителей, дедушек и бабушек».
Чтобы закрепить пытающиеся разбежаться знания, которые упорно пытались остаться на страницах Умных Книжек, а не в голове, я решил написать простую игру. Основная задача была в том, чтобы писать без применения сторонних библиотек.
Общая идея (не моя, а взята из флеш-игры Chain Rxn)
На прямоугольном игровом поле, в зависимости от уровня, появляется некоторое количество шариков, которые носятся по нему, с разной скоростью, отражаясь от стенок. Игрок нажимает курсором мыши, на игровом поле, и в точке нажатия возникает растущий шарик, который увеличивается до заданного радиуса. По истечении определенного времени, Остальные шарики, если сталкиваются с ним, останавливаются, увеличиваются в размерах, и также уменьшаются и исчезают.
Для каждого уровня определенная цель – сколько шариков должно быть «выбито».
Реализация.
Для начала был создан интерфейс GameConstants, в который были размещены все основные константы. Для всех классов было указано implements GameConstants:
Затем был создан класс Ball. У каждого объекта данного класса, есть свой набор координат по осям x и y, переменные dx и dy, в которых записывается приращение координаты в единицу времени (по сути — скорость), значения радиуса и приращения радиуса, а также цвет и уникальный идентификатор. Идентификатор пригодится позже, когда будем отслеживать столкновения.
Также у каждого шарика есть переменная inAction характеризующая его текущее состояние, а именно 0 — до столкновения, 1 — столкновение и рост, 2 — жизнь и уменьшение размера.
Еще в класс добавлен таймер, назначение которого — отслеживать время «жизни» шарика, начиная с того момента, как был достигнут максимальный размер. По истечении времени указанного в вышеприведённом интерфейсе (LIFETIME), приращение размера станет отрицательным, и по достижении нулевого размера объект будет удален.
В функции moveBall, отслеживается положение шарика, и его размер. Для этого, к координате, прибавляется величина скорости, которая в приведенном ниже классе BallGame, задается как случайная величина, а к значению базового радиуса добавляется его приращение (задается равным нулю).
Класс BallComponent наследует JPanel, и отвечает за отрисовку непосредственно игрового поля.Также в нем создается список, в который помещаются объекты типа Ball, и ведется счет. По истечении времени жизни объекта, он удаляется из списка.
Далее, в лучших традициях учебных примеров их Хорстманна и Корнелла был создан основной класс BallGame, который из которого вызывался класс BallGameFrame():
Класс BallGameFrame, наследующий JFrame, создает внешнюю оболочку для игрового поля, то есть отвечает за размещение элементов, отработку слушателей событий мыши, вывод информационных сообщений. А также он содержит функцию startGame(), вызываемую по щелчку мыши. Данная функция запускает поток, в котором крутится бесконечный игровой цикл.
Класс BallRunnable, в котором происходит основное действие.
Обратите внимание, что вывод сообщений на экран происходит в отдельном потоке. Подробнее об этом можно прочитать в Хорстманне, глава 14 «Многопоточная обработка», раздел «Потоки и библиотека Swing».
С каждым уровнем увеличивается общее количество шариков, и цель (сколько нужно выбить). Изначально я сделал, так, чтобы игроку нужно было сначала выбить много шариков (например 8 из 10), но тестирующим это показалось скучно, и игру забрасывали. Поэтому, я решил постепенно повышать градус неадеквата уровень сложности.
Официальный рекорд — 86 уровень. Сам автор прошел максимум до 15 уровня.
Засим позвольте откланяться. Жду советов, критики и поддержки.
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().
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: