در سری مطالب آموزش جاوا قصد داریم شما کاربران عزیز را با این زبان برنامه‌نویسی آشنا کنیم. قبل از شروع ابتدا کمی در مورد این دوره آموزشی صحبت می‌کنیم، تا شما متوجه شوید که در این دوره قرار است که چه چیزهایی یاد بگیرید. لطفا در ادامه همراه ما باشید تا با این دوره آموزشی آشنا شوید.

ما در این دوره آموزشی، زبان برنامه نویسی جاوا را از ابتدا و از صفر آموزش می‌دهیم. یعنی این دوره آموزشی هیچ پیش نیازی ندارد. تمرکز ما در این دوره روی نسخه استاندارد جاوا، یعنی Java SE است. جاوا زبانی بسیار گسترده و دارای تکنولوژی‌های بسیار زیادی است. ما در این دوره آموزشی قرار هست وارد این دنیای بزرگ شویم و مقدمات جاوا و در کل برنامه نویسی را یاد بگیریم.
ابتدا در مورد تاریخچه جاوا، ویژگی‌ها و بازار کار این زبان برنامه نویسی در ایران و خارج از کشور صحبت می‌کنیم.
نکته: توجه داشته باشید که مفاهیم ابتدایی بسیار مهم هستند و شما باید این مفاهیم را یاد بگیرید. تصور کنید روزی شما به یک برنامه نویس حرفه‌ای جاوا تبدیل شده‌اید. اما نمی‌دانید که جاوا در چه سالی بوجود آمده و توسط چه کسی ساخته شده و اصلا هدف از ساخت جاوا چه بوده!؟ بنابراین چند آموزش ابتدایی این دوره آموزشی که خیلی وارد مبحث کد نوشتن نمی‌شوند را به خوبی یاد بگیرید و سَر سَری از این مطالب عبور نکنید.
سپس در مورد متغیر‌ها، کلاس و متُد و نحوه به کارگیری آنها در جاوا صحبت می‌کنیم. بعد با حلقه‌های تکرار، دستورات شرطی آشنا می‌شویم و کم کم وارد مفاهیم پیشرفته‌تری مثل برنامه نویسی شی گرا می‌شویم. شی گرایی مبحث بسیار گسترده‌ای است و ما در این دوره آموزشی، شی گرایی را به طور کامل یاد می‌گیریم و درک می‌کنیم.
تا اینجای کار ما با برنامه نویسی آشنا شده‌ایم و از اینجا به بعد وارد مفاهیم سخت‌تر برنامه نویسی، مثل کنترل خطا و استثناها در برنامه، برنامه نویسی چند نخی، آشنایی با سیستم فایل، جنریک‌ها، کاراکترها و رشته‌ها، اَنوتیشِن و ... می‌شویم و بعد در آخر هم نگاهی گذرا به مفاهیم گرافیک در جاوا خواهیم داشت.

سخن آخر اینکه، برنامه نویسی هم مانند هر کار دیگری نیاز به علاقه، پشت کار و اراده ای محکم و پولادین دارد. اگر می‌خواهید در این رشته موفق شوید، از همین ابتدای کار، این دوره آموزشی را با شور و شوق آغاز کنید. اگر با اراده و با گذشتن از کارهای غیر ضروری و وقت گذاشتن روزانه (در ابتدای کار حدودا دو ساعت در روز) برنامه نویسی را شروع کنید، مطمئنا در پایان این دوره آموزشی به یک برنامه نویس Java SE کار حرفه‌ای تبدیل می‌شوید و آماده‌ برای ورود به دنیای JavaEE هستید.
ما برای تالیف این دوره آموزشی از منابع مختلفی استفاده کرده‌ایم. اما منبع اصلی ما کتاب "چگونه با جاوا برنامه بنویسیم" از دایتل است که بسیار منبع خوب و کاملی برای شروع است و می‌توانید آن را ازدیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.
دانلود کنید. ما نسخه اصلی این کتاب و در انجمن برای دانلود قرار داده‌ایم تا شما بتوانید در کنار آموزش‌های ما، از این کتاب برای تمرین بیشتر استفاده کنید. البته تمام فصل‌های این کتاب جزء بودجه‌بندی آموزش‌های ما نیستند، اما بیشتر فصل‌ها را شامل می‌شود.


سایر منابعی که ما برای این دوره آموزشی استفاده کرده‌ایم:

• کتاب برنامه نویسی جاوا از مهندس احمدرضا صدیقی
  
• کتاب آموزش مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی به زبان C++
  
• استفاده از سایر آموزش‌های ویدیویی مثل آموزش‌های شرکت لیندا به اضافه‌ی تجربه شخصی خودم در برنامه نویسی جاوا.
  

همانطور که در آموزش قبلی گفته شد، JVM یا همان ماشین مجازی جاوا، مسئول اجرای برنامه‌های جاوا است. در ادامه‌ی این آموزش ما با یک مثال، اجرای برنامه‌های‌جاوا را برای شما توضیح می‌دهیم.

بهتر است آموزش را با یک مثال پیش ببریم. فرض کنید می‌خواهیم برنامه‌ای به زبان جاوا بدون کمک گرفتن از IDE ها (در مورد IDE ها در فصل‌های بعدی توضیح می‌دهیم) بنویسم. بنابراین ابتدا یک ویرایشگر متن (مثل نُت پد) را اجرا می‌کنیم و کدهای برنامه را در فایل نت پد می‌نویسیم. بعد از نوشتن کدهای برنامه، ما برنامه را با پسوند java. ذخیره می‌کنیم و سپس توسط کامپایلر جاوا، برنامه را کامپایل می‌کنیم. در پروسه کامپایل اگر خطای دستوری در برنامه وجود داشته باشد مشخص می‌شود و برنامه کامپایل نمی‌شود. اما اگر خطایی در کار نباشد، برنامه کامپایل می‌شود و کامپایلر جاوا فایلی ایجاد می‌کند با پسوند class. که اگر این فایل class. را اجرا کنیم با کدهایی ناخوانا مواجه می‌شویم. به این کدها، کدهای میانی یا بایت کد گفته می‌شود. حال اجرای این بایت کدها بر عهده JVM است. JVM این بایت کدها را با توجه به نوع سیستم عامل و سخت افزاری که روی آن نصب است، به زبان ماشین یا همان صفر و یک تبدیل می‌کند و در آخر، برنامه اجرا می‌شود.

شاید توضیحات بالا برای کسانی که تجربه‌ی برنامه نویسی ندارند، کمی گنگ و نامفهوم باشد. بنابراین اصلا نگران نباشید، چون در آموزش‌های بعدی تمام این مراحل را به صورت عملی انجام می‌دهیم.

قسمت سوم - چگونه JDK را نصب کنیم؟

در این جلسه از آموزش برنامه نویسی جاوا می‌خواهیم JDK (یا ماشین مجازی جاوا) را بر روی سیستم عامل ویندوز نصب کنیم. برای دانلود و نصب JDK باید به سایت اوراکل مراجعه کنیم. اما فعلا دسترسی به سایت اوراکل ممکن نیست. اما در ادامه‌ی آموزش گفته شده که چگونه وارد سایت اوراکل شویم.

اگر بخواهیم وارد سایت اوراکل شویم، باید از VPN استفاده کنیم. در ادامه نحوه دانلود JDK و نصب و معرفی آن به سیستم عامل ویندوز را توضیح می‌دهیم.
ابتدا در سیستم عامل ویندوز، دکمه‌های ترکیبی Windows + R را نگه دارید. در پنجره ظاهر شده عبارت CMD را تایپ کنید.


بعد از کلیک روی دکمه OK وارد پنجره Command Prompt می شوید. در این پنجره دستور زیر را تایپ کنید.

ابتدا کلمه java را نوشته و بعد یک فضای خالی (space) ایجاد کنید و بعد یک علامت – (خط فاصله) و بعد از آن بدون وارد کردن space کلمه version را تایپ کنید و بعد دکمه ENTER را فشار دهید. توجه داشته باشید که عبارت version را با حروف کوچک تایپ کنید. (با تصویر زیر مواجه می‌شوید):


این جمله به این معنی است که یا جاوا روی سیستم عامل نصب نیست، یا اگر نصب است به سیستم معرفی نشده است.
حالا می‌خواهیم JDK را از سایت اوراکل دانلود کنیم. به آدرس oracle.com می‌رویم. بعد از وارد شدن به سایت، با شکلی مشابه زیر مواجه می‌شویم:



در ادامه ماوس (موس) خود را روی دکمه دانلود نگه دارید(عکس شماره 1) و بعد در پنجره باز شده، از قسمت چپ گزینه Java SE (عکس شماره 2) را کلیک کنید.


بعد از کلیک کردن روی Java SE با صفحه زیر مواجه می شوید.




همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید، روی دکمه‌ی مشخص شده کلیک کنید تا وارد صفحه زیر شوید:




ابتدا گزینه Accept License Agreement را انتخاب کنید و بعد از داخل کادر قرمز رنگ (در شکل بالا) JDK مورد نیاز با سیستم عامل خود را دانلودکنید.
بعد از دانلود JDK، روی فایل JDK راست کلیک کرده و بعد گزینه Run as Administrator را انتخاب کنید تا مراحل نصب آغاز شود.


نصب JDK بسیار راحت است و فقط کافی است چند بار روی دکمه Next کلیک کنید. پیشنهاد می‌کنیم به هیچ عنوان تنظیمات پیش فرض مراحل نصب را تغییر ندهید. همانطور که در عکس بالا مشاهده می‌کنید روی دکمه Next کلیک کنید تا با عکس زیر مواجه شوید.


در این پنجره می‌توانید مسیر نصب JDK را مشخص کنید.(لطفا تغییر ندهید تا با آموزش هماهنگ باشید). در این مرحله هم روی دکمه‌ی Next کلیک کنید.



همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، منتظر بمانید تا مراحل نصب انجام شود. بعد از پایان این مرحله شما باید محل نصب JRE را انتخاب کنید که باز هم لطفا مانند قبل تغییری ایجاد نکنید و روی دکمه‌ی  Next کلیک کنید.


دوباره منتظر بمانید تا عملیات نصب انجام شود.


بعد از پایان عملیات نصب با پنجره زیر مواجه می‌شوید. روی دکمه Close کلیک کنید.


تا اینجای کار ما جاوا را نصب کرده‌ایم. حال باید جاوا را به سیستم معرفی کنیم. برای این کار، ابتدا وارد کنترل پنل شوید و بعد بر روی گزینه System کلیک کنید. (تصویر زیر، دایره قرمز رنگ).



بعد از کلیک کردن بر روی System وارد پنجره زیر می‌شوید. و بعد روی گزینه Advanced system settings کلیک کنید. (عکس زیر، دایره قرمز رنگ).



بعد از کلیک کردن روی گزینه Advanced system settings وارد پنجره زیر می‌شوید. که طبق عکس زیر روی گزینه مشخص شده کلیک کنید.


بعد از کلیک کردن روی گزینه Environment Variables وارد پنجره جدیدی می‌شوید همانند عکس زیر. در قسمت system variables روی دکمه New کلیک کنید.


بعد از کلیک روی دکمه New پنجره‌ای باز می‌شود که ما می‌توانیم یک متغیر جدید بسازیم. برای نام متغیر، دقیقا جمله زیر را بنویسید(حساس به حروف بزرگ و کوچک):

و برای مقداره متغیر (Variable value) مسیر نصب JDK را قرار دهید. (اگر تنظیمات پیش فرض نصب JDK را تغییر نداده باشید، JDK در مسیر: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60 نصب شده است. بنابراین برای مقدار value مسیر JDK را کپی کنید و در قسمت value پیست کنید و بعد  روی دکمه OK کلیک کنید (همانند تصویر زیر).


بعد از این مرحله باید مسیر دایرکتوری bin را در متغیر سیستمی PATH قرار دهیم. برای این کار دوباره در قسمت system variables به دنبال متغیر path بگردید.( همانند تصویر زیر).


بعد از انتخاب متغیر path (کلیک روی path)، روی دکمه Edit… کلیک کنید تا پنجره زیر ظاهر شود. در قسمت value به آخر خط رفته (می توان با فشار دادن دکمه End روی کیبورد به آخر خط رفته) و سپس یک سِمی کالِن قرار دهید.

نکته: "برای نوشتن سمی کالن، ابتدا زبان کیبورد سیستم را انگلیسی کرده و بعد دکمه دو نقطه را فشار دهید. "
(همانند تصویر زیر):


بعد از قرار دادن سمی کالن، نشانگر ماوس خود را بعد از سمی کالن قرار دهید و بعد مسیر دایرکتوری bin را در این قسمت paste کنید.

مسیر دایرکتوری: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60\bin. (همانند عکس زیر):


بعد از این کار تمام پنجره‌های باز را OK کرده و ببندید. در آخر دوباره وارد پنجره Command Prompt شوید و دوباره دستور زیر را وارد کنید:



این پیغام نشان دهنده این است که جاوا بر روی سیستم نصب و معرفی شده است.
در جلسه آینده اولین برنامه جاوای خود را می‌نویسیم.

قسمت چهارم - اولین برنامه‌ی جاوای خود را بنویسیم



در این جلسه از آموزش قصد داریم اولین برنامه‌ی جاوای خود را بنویسیم که با اجرای برنامه، عبارت Hello World در صفحه، نمایش داده می شود. برای نوشتن برنامه، ما نیاز به یک ویرایشگر متن داریم که ما از ویراشگر ساده و محبوب نُت پد (Notepad) در سیستم عامل ویندوز استفاده می کنیم.

ابتدا برنامه Notepad را اجرا کنید. بعد از اجرا با عکس زیر مواجه می‌شوید:


بعد از اجرای برنامه نُت پد، باید شروع به نوشتن کد کنیم.

نکته: "ما در این قسمت از آموزش به نکات ریز برنامه هیچ توجهی نمی کنیم. چون قصد ما از این آموزش اجرای یک برنامه ساده جاوا است تا شما فقط با نحوه‌ی اجرای برنامه آشنا شوید. در جلسات آینده ما به طور مفصل در مورد تک‌تک کد‌های نوشته شده، در فصل‌های مربوطه توضیح می‌دهیم. بنابراین اصلا نگران نفهمیدن کدها نباشید."

حالا در فایل نت پد دقیقا به شکل زیر، کد‌ها را بنویسید:


خب حالا بررسی کنیم که این کد چه معنی دارد؟

برای ایجاد کلاس در جاوا، باید از کلمه کلیدی class استفاده کنیم. بعد از این کلمه، یک فاصله (space) قرار می‌دهیم و بعد نام کلاس خود را می‌نویسیم. (در مورد نحوه‌ی نام گذاری کلاس‌ها، متد‌ها و ... در جاوا، در فصل‌های بعدی به طور مفصل صحبت می‌کنیم). بعد از اینکه نام کلاس را نوشتیم (HelloWorld)، دوباره یک فاصله قرار می‌دهیم و بعد علامت آکولاد باز } را تایپ می‌کنیم. بعد با دوبار فشار دادن دکمه Enter در صفحه کلید، دو خط به پایین می‌رویم و این بار از علامت آکولاد بسته { استفاده می‌کنیم.


نکته: "بین آکولاد باز و آکولاد بسته را، بدنه کلاس، بدنه متد یا بلاک می‌نامند."
در ادامه ما متد main را به شکل زیر می‌نویسیم:


همانطور که گفته شد، ما در این جلسه از آموزش با جزئیات کد هیچ کاری نداریم. کاری که ما در بالا انجام دادیم، یک متد ساخته‌ایم. (البته این متد، متد اصلی برنامه است که باید نام آن دقیقا main باشد. همانطور که در بالا نوشته شده است). متد main نقطه شروع هر برنامه در جاوا است. یعنی اگر متد main نباشد، برنامه اجرا نمی‌شود. تا اینجای کار ما حداقل کدی که برای اجرای یک برنامه جاوا به آن نیاز داریم را نوشته‌ایم.

نکته: "برای خوانا نوشتن کدها، از تو رفتگی استفاده کنید. برای این کار دکمه Tab روی کیبورد را فشار دهید"
در ادامه می‌خواهیم جمله‌ای را بنویسیم که وقتی برنامه اجرا شد، پیغام !!!Hello World را روی صفحه، نمایش دهد. برای این کار به صورت زیر عمل کنید:


ما در داخل بدنه متد main از جمله: ;()System.out.println استفاده کرده‌ایم که می‌توانیم در خروجی استاندارد رشته‌ای را یا هر چیزه دیگری مثل اعداد را چاپ کرد. توجه داشته باشید که خروجی استاندارد، همان کنسول برنامه است.
در اینجا ما از متد ()println استفاده کرده‌ایم. البته می‌توانیم از متد ()print هم استفاده کنید. فرق این دو متد در این است که زمانی که ما از متد ()println استفاده می‌کنیم، بعد از اینکه خروجی برنامه ما در کنسول چاپ می‌شود، نشانگر ماوس ما به خط بعد رفته. ln مخفف کلمه line است.
حالا ما می‌خواهیم جمله !!!Hello World را در خروجی استاندارد چاپ کنیم. بنابراین ما در داخل پرانتز های باز و بسته متد ()println یک جفت دابل کوتیشن قرار می‌دهیم.

نکته: "به علامت " دابل کوتیشن گفته می‌شود و به علامت ‘ سینگل کوتیشن گفته می‌شود. برای تایپ کردن سینگل کوتیکشن، دقیقا دکمه‌ی روبه روی دکمه ENTER در صفحه کلید را فشار دهید و برای تایپ دابل کوتیشن، همان دکمه را به همراه پایین نگه داشتن دکمه SHIFT در صفحه کلید فشار دهید."
بعد از اینکه دابل کوتیشن را نوشتیم، در بین آنها عبارت !!!Hello World را می‌نویسیم. نکته‌ای که بسیار باید به آن توجه کنیم این است که در پایان جمله‌ای که نوشته‌ایم (یعنی بعد از پرانتز‌های باز و بسته) باید از علامت سِمیکالِن استفاده کنیم. برای نوشتن علامت سمیکالن هم باید دکمه دو نقطه در کیبورد را بدون نگه داشتن کلیدSHIFT تایپ کنید.
تا اینجای کار برنامه‌ی ما تمام شد و فقط کافی است که این برنامه را، ذخیره، کامپایل و سپس اجرا کنیم.
برای ذخیره برنامه، از منوی File گزینه Save As… را انتخاب کنید. در پنجره‌ای که ظاهر می‌شود، در قسمت File name دقیقا نامی که برای کلاس برنامه در نظر گرفته‌ایم را بنویسید (یعنی HelloWorld) و با پسوند java. در محل Desktop بر روی هارد دیسک ذخیره کنید.

نکته: "در جلسات آینده ما از IDE اکلیپس برای نوشتن برنامه‌های جاوا استفاده می کنیم و اصلا نیازی نیست که شما خودتان را درگیر مسائل کامپایل کنید. چون در IDE ها با فشردن یک دکمه، برنامه کامپایل اجرا می شود. هدف ما در این جلسه این است که شما یاد بگیرید که چطور برنامه کامپایل می شود."

برای کامپایل برنامه، همانطور که در آموزش های قبل توضیح داده شد، Command Prompt را اجرا کنید. همانطور که محل ذخیره سازی فایل برنامه ما در Desktop است، بنابراین در Command prompt عبارت dir را تایپ کنید. با عکس زیر مواجه می شوید:


همانطور که در عکس بالا مشخص شده است، ما احتیاج داریم که وارد دایرکتوری Desktop شویم. برای اینکار ما دستور cd desktop را تایپ می کنیم و بعد دکمه Enter را فشار می دهیم. (عکس زیر):


همانطور که مشخص شده است، ما وارد دایرکتوری دسکتاپ شده ایم. برای اینکه محتویات داخل این دایرکتوری را ببینیم دوباره باید دستور dir را تایپ کنیم. (عکس زیر):


همانطور که در شکل بالا با یک مستطیل قرمز رنگ مشخص شده است، محتویات دایرکتوری دسکتاپ را می بینیم. ما به فایل HelloWorld.java که در بالا با یک بیضی سبز رنگ مشخص شده است نیاز داریم. در ادامه ما دستور javac HelloWorld.java را تایپ می کنیم. (عکس زیر):


بعد از اینکه دستور بالا را تایپ کردید و دکمه Enter را فشار دادید، روی دسکتاپ، در کنار فایل HelloWorld.java ای که ذخیره کرده ایم، فایلی ایجاد می شود با نام: HelloWorld.class. بر روی این فایل کلیک راست کنید و با استفاده از اپلیکیشن نت پد این فایل را اجرا کنید. با عکس زیر مواجه می شوید:


همانطور که مشاهده می کنید این ها همان بایت کدها هستند که توسط JVM به زبان ماشین یا همان صفر و یک تبدیل می شوند.
بعد از این مرحله دوباره دستور java HelloWorld را تایپ کنید. در این مرحله نیازی نیست که پسوند فایل را مشخص کنیم. فقط کافی است نام فایل را بنویسیم. بعد از اینکه دستور بالا را نوشتید، کلید اینتر را فشار دهید. عکس زیر:



همانطور که مشاهده می کنید، عبارت !!!HelloWorld که در برنامه نوشتیم در اینجا چاپ شد.

در جلسه ی آینده ما IDE اکلیپس را دانلود و نحوه استفاده کردن از آن را یاد می گیریم.