Premiers pas en Java, chaînes de caractères, tableaux, boucles

Pour les deux premiers TPs, on va utiliser Java de la même façon que l'on utilise Python, plutôt que de la même façon que l'on utilise C, donc on va exécuter directement les fichiers Java plutôt que les compiler puis les exécuter, on fera cela quand on sera plus grand.
La commande

         java --enable-preview HelloWorld.java
     

permet de compiler le fichier HelloWorld.java en mémoire puis de l'exécuter.
Par convention en Java, les noms des fichiers doivent être constitués de mots accolés (ici, "Hello" et "World") dont la première lettre est une majuscule et finir par l'extension ".java".
Dans un premier temps, nous allons écrire des petits programmes permettant de se familiariser avec la notion de méthodes en Java (plus ou moins l'équivalent des fonctions de C, on verra la différence un peu plus tard).

On souhaite maintenant écrire un programme un peu plus compliqué qui calcul la somme d'un tableau d'entiers et affiche cette somme. Pour tester, vous utiliserez deux tableaux, le premier ayant les valeurs 1, 2, 4 et le second les valeurs 2, 6, 8, 10, 23, -2, 14, 21, 17.
Bien sûr, on va faire les choses proprement et pas mettre tout le code dans le main() mais découper en méthodes.

Écrire un programme qui demande deux nombres à l'utilisateur et affiche la somme des deux nombres.
En Java, il existe une méthode readln(text) qui affiche le texte pris en paramètre, attend que l'utilisateur saisisse une chaine de caractères au clavier et renvoie cette chaine de caractères en valeur de retour (comme input() en Python).

On souhaite écrire un programme calculant la distance entre deux points.
Voici un exemple d'exécution que l'on souhaite obtenir :

      $ java Distance 3 4
      x=3, y=4
      distance Point[x=0, y=0] Point[x=3, y=4] = 5.0
    

On récupère deux entiers en paramètre du programme, on crée deux points (0, 0) et (3, 4) et on affiche la distance entre ses deux points.

1. En Java, la méthode main() peut prendre en paramètre un tableau de chaine de caractère (String[]). Ce tableau contient les chaines de caractères passées en paramètre du programme. Contrairement au C, le premier paramètre est bien le premier paramètre et pas le nom de l'exécutable.
   Dans le fichier Distance.java, écrire une méthode main qui regarde que le programme ait bien deux paramètres (sinon il faut afficher un message d'erreur) et vérifie que ces deux paramètres sont bien des entiers.
   Note: on ne sait pas encore afficher sur la sortie d'erreur (l'équivalent de STDERR en C), donc on va écrire sur la sortie standard avec println pour l'instant.


2. Ajouter à votre programme un record qui représente un Point avec une coordonné x et une coordonné y (de type entier).
   Où doit-on déclarer le record ?
   Modifier votre programme pour créer un Point avec les deux valeurs envoyées en paramètre du programme.


3. Écrire une méthode distance qui renvoie un flottant (c'est pas float par défaut en Java !) correspondant à la distance entre deux points (p1 et p2).
   Modifier votre main pour afficher la distance entre le point créer précédemment et le Point en (0,0).
   Note: les méthodes mathématiques sont rangées dans la classe java.lang.Math


4. Cela marche, mais le code n'est pas terrible, en effet, en Java, on préfère ranger chaque méthode dans le record (ou la classe) qui lui correspond, c'est plus facile pour la retrouver (et les environments de developement (IDE) que l'on utilisera un peu plus tard, vont même faire de la complétion automatique), or dans notre exemple, distance n'est pas rangée dans le record Point.
   Il y a deux façons de "ranger" une méthode dans un record en Java, soit-on crée une méthode d'instance, soit-on crée une méthode statique. Une méthode statique est une méthode où l'on ajoute le mot clé static devant et que l'on accède par le nom de la classe, comme IO.println ou Integer.parseInt, dans notre cas, Point.distance(p1, p2). Une méthode d'instance est une méthode dont le premier paramètre est forcément nommé this (l'équivalent du self de Python) et que l'on accède sur un objet, dans notre cas, p1.distance(p2).
   Déplacer la méthode distance dans le record Point sous forme de méthode static et modifier votre main pour que le programme fonctionne.


5. En fait, si la méthode a pour premier paramètre, un type qui est le même que le record (ici, que Point), alors on va préférer en Java déclarer la méthode distance comme une méthode d'instance plutôt qu'une méthode statique (moins de caractère à taper, meilleure découverte par les IDEs, et le polymorphisme quand on sera plus grand).
   Pour voir la différence entre une méthode statique et une méthode d'instance, on va déclarer distance2 comme une méthode d'instance et recopier le contenu de la méthode distance dans cette nouvelle méthode d'instance distance2. Une méthode d'instance n'a pas le mot clé static devant, son premier paramètre doit s'appeler this (et pas autre chose !).
   Créer la méthode d'instance distance2 et modifier votre main pour utiliser distance2.


6. On peut améliorer un peu le code de deux façons :
   • Il n'est pas nécessaire de déclarer le premier paramètre this, le compilateur sait que c'est une méthode d'instance donc il peut l'ajouter tout seul.
   • On peut remplacer "this.x" par "x" (et pareil pour "y"), car lorsque le compilateur voit un nom de variable qu'il ne connait pas, il regarde si la variable est déclarée comme champ/attribut au-dessus.
   
   Simplifier votre code.
   Note: Et oui, cela fait bizarre d'avoir une méthode (d'instance) où l'on écrit un paramètre, mais en fait, il y en a deux, mais on s'y habitue très bien :)

Cet exemple a pour but de montrer les différences de performances entre un programme en C et le même en Java.
Comme on va faire des tests de vitesse par rapport à du code C, pour cet exemple, on va compiler le code Java (avec javac) avant de l'exécuter, de la même façon qu'en C.

Comment peut-on expliquer la différence de vitesse ?