Using Objects and Methods · ⁨Использование объектов и методов⁩

Цель обучения 1.1.A: Представлять закономерности и алгоритмы, встречающиеся в повседневной жизни, с помощью письменного текста или диаграмм.

• 1.1.A.1 Алгоритмы определяют пошаговые процессы, которые необходимо выполнить для выполнения задачи или решения проблемы. Эти алгоритмы могут быть представлены с помощью письменного текста или диаграмм.
• 1.1.A.2 Последовательность определяет порядок выполнения шагов в процессе. Шаги в процессе выполняются по одному за другим.

Цель обучения 1.1.B: Объяснять процесс компиляции и выполнения кода.

• 1.1.B.1 Код может быть написан в любом текстовом редакторе; однако часто используется средство разработки (IDE), потому что оно предоставляет инструменты для программиста, чтобы писать, компилировать и запускать код.
• 1.1.B.2 Компилятор проверяет код на наличие некоторых ошибок. Ошибки, обнаруживаемые компилятором, должны быть исправлены до того, как программу можно будет запустить.

Цель обучения 1.1.C: Определять типы ошибок программирования.

• 1.1.C.1 Синтаксическая ошибка — это ошибка в программе, в которой не соблюдены правила языка программирования. Эти ошибки обнаруживаются компилятором.
• 1.1.C.2 Логическая ошибка — это ошибка в алгоритме или программе, которая вызывает неправильное или неожиданный результат. Эти ошибки обнаруживаются тестированием программы с использованием конкретных данных для проверки, дает ли она ожидаемый результат.
• 1.1.C.3 Ошибка времени выполнения — это ошибка в программе, которая возникает во время выполнения программы. Ошибки времени выполнения обычно приводят к abnormalному завершению работы программы.
• 1.1.C.4 Исключение — это тип ошибки времени выполнения, который возникает в результате неожиданной ошибки, не обнаруженной компилятором. Оно нарушает нормальный поток выполнения программы.

Цель обучения 1.2.A: Определить наиболее подходящий тип данных для конкретного задания.

• 1.2.A.1 Тип данных — это набор значений и соответствующий им набор операций над этими значениями. Типы данных можно классифицировать как примитивные или ссылочные.
• 1.2.A.2 Примитивные типы данных, используемые в данном курсе, определяют набор значений и соответствующие операции над ними для чисел и логических значений.
• 1.2.A.3 Ссылочный тип используется для определения объектов, которые не являются примитивными типами.

Цель обучения 1.2.B: Написать код для объявления переменных хранения чисел и логических значений.

• 1.2.B.1 Три примитивных типа данных, используемых в этом курсе: int, double и boolean. Значение int является целым числом. Значение double является вещественным числом. Значение boolean может быть либо true, либо false.
  • Исключение из программы: Остальные пять примитивных типов данных (long, short, byte, float и char) выходят за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.
• 1.2.B.2 Переменная — это место хранения, содержащее значение, которое может изменяться во время выполнения программы. У каждой переменной есть имя и связанный с ней тип данных. Переменная примитивного типа хранит примитивное значение этого типа.

Цель обучения 1.3.A: Написать код для вывода информации и определить результат, который будет отображен.

• 1.3.A.1 System.out.print и System.out.println выводят информацию на экран компьютера. System.out.println перемещает курсор на новую строку после вывода информации, тогда как System.out.print этого не делает.

Цель обучения 1.3.B: Написать код для использования строковых литералов и определить результат их применения.

• 1.3.B.1 Литерал — это кодовая запись фиксированного значения.
• 1.3.B.2 Строковый литерал — это последовательность символов, заключенная в двойные кавычки.
• 1.3.B.3 Последовательности экранирования — это специальные последовательности символов, которые могут быть включены в строку. Они начинаются со знака обратного слеша (\) и имеют специальное значение в Java. Последовательности экранирования, используемые в этом курсе: двойная кавычка \", обратный слеш \\ и символ новой строки \n.

Цель обучения 1.3.C: Написать код для арифметических выражений и определить результат этих выражений.

• 1.3.C.1 Арифметические выражения, состоящие из числовых значений, переменных и операторов, включают выражения типов int и double.
• 1.3.C.2 Арифметические операторы включают сложение +, вычитание -, умножение *, деление / и остаток от деления %. Арифметическая операция, использующая два значения int, даст результат в виде значения int. Арифметическая операция, использующая хотя бы одно значение double, даст результат в виде значения double.
  • Исключение: Выражения, дающие специальные значения double (например, бесконечности и NaN), выходят за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.
• 1.3.C.3 При делении числовых значений, оба из которых являются int-значениями, результатом является только целая часть частного. При делении числовых значений, в которых используется хотя бы одно double-значение, результатом является частное.
• 1.3.C.4 Оператор остатка от деления % используется для вычисления остатка, когда одно число a делится на другое число b.
  • Замечание об исключении: Использование значений меньше 0 для a и использование значений меньше или равных 0 для b выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.
• 1.3.C.5 Операторы могут использоваться для создания составных выражений. На этапе компиляции числовые значения связываются с операторами согласно приоритету операторов для определения способа их группировки. Скобки могут использоваться для изменения приоритета операторов. Умножение, деление и остаток от деления имеют более высокий приоритет, чем сложение и вычитание. Операторы с одинаковым приоритетом вычисляются слева направо.
• 1.3.C.6 Попытка разделить целое число на целую ноль приведет к возникновению ошибки ArithmeticException.
  • Замечание об исключении: Использование деления на ноль, когда одно числовое значение является double-значением, выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.

Цель обучения 1.4.A: Писать код для операторов присваивания с выражениями и определять значение, которое сохраняется в переменной в результате этих операций.

• 1.4.A.1 Каждой переменной должно быть присвоено значение до того, как она будет использована в выражении. Это значение должно принадлежать совместимому типу данных. Переменная инициализируется при первом присвоении ей значения. Типам ссылочных данных может быть присвоено новое значение объекта или null, если объект отсутствует. Буквальное значение null является специальным значением, используемым для указания на то, что ссылка не связана ни с каким объектом.
• 1.4.A.2 Оператор присваивания = позволяет программе инициализировать или изменить значение, хранящееся в переменной. Значение выражения справа сохраняется в переменной слева.
  • Замечание об исключении: Использование операторов присваивания внутри выражений (например, a = b = 4; или a[i += 5]) выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.
• 1.4.A.3 Во время выполнения выражение вычисляется для получения одного значения. Тип значения выражения определяется на основе его вычисления.

Цель обучения 1.4.B: Писать код для чтения входных данных.

• 1.4.B.1 Входные данные могут поступать в различных формах, таких как тактильные, аудиальные, визуальные или текстовые. Класс Scanner — это один из способов получения текстового ввода с клавиатуры.
  • Замечание об исключении: Любая конкретная форма ввода от пользователя выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.

Цель обучения 1.5.A: Писать код для приведения примитивных значений к различным примитивным типам в арифметических выражениях и определять получаемое в результате значение.

• 1.5.A.1 Операторы приведения (int) и (double) могут использоваться для преобразования значения типа double в значение типа int (или наоборот).
• 1.5.A.2 Приведение значения типа double к типу int приводит к отбрасыванию цифр после десятичной точки.
• 1.5.A.3 Некоторые фрагменты кода вызывают автоматическое приведение (расширение) значений типа int к значениям типа double.
• 1.5.A.4 Значения типа double можно округлить до ближайшего целого числа с помощью (int)(x + 0.5) для неотрицательных чисел или (int)(x - 0.5) для отрицательных чисел.

Цель обучения 1.5.B: Описывать условия, при которых целочисленное выражение вычисляется в значение вне допустимого диапазона.

• 1.5.B.1 Константа Integer.MAX_VALUE содержит значение максимально возможного значения типа int. Константа Integer.MIN_VALUE содержит значение минимально возможного значения типа int.
• 1.5.B.2 Целочисленные значения в Java представлены значениями типа int, которые хранятся с использованием конечного объема памяти (4 байта). Следовательно, значение типа int должно находиться в диапазоне от Integer.MIN_VALUE до Integer.MAX_VALUE включительно.
• 1.5.B.3 Если результат вычисления выражения должен был бы стать значением типа int, выходящим за пределы допустимого диапазона, происходит переполнение целого числа. Результатом станет значение типа int, находящееся в допустимом диапазоне, но не обязательно ожидаемое значение.

Цель обучения 1.5.C: Описывать условия, ограничивающие точность выражений.

• 1.5.C.1 Компьютеры выделяют определенное количество памяти для хранения данных в зависимости от типа данных. Если результат вычисления выражения должен был бы стать значением типа double, которое имеет большую точность, чем может быть сохранено в выделенном объеме памяти, возникает ошибка округления. Результат будет округлен до представимого значения. Чтобы избежать естественных ошибок округления, используйте значения типа int.
  • Замечание об исключении: Другие специальные типы данных для десятичных дробей, которые можно использовать для предотвращения ошибок округления, выходят за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.

Цель обучения 1.6.A: Писать код для операторов присваивания со составными операторами присваивания и определять значение, которое сохраняется в переменной в результате.

• 1.6.A.1 Компоунд-присваивание операторы (+=, -=, *=, /= и %=) могут использоваться вместо оператора присваивания в числовых выражениях. Компоунд-оператор выполняет указанную арифметическую операцию между значением слева и значением справа, а затем присваивает результат переменной слева.
• 1.6.A.2 Оператор постинкремента ++ и оператор постдеcrementa -- используются для прибавления 1 или вычитания 1 из сохраняемого значения числовой переменной. Новое значение присваивается переменной.
  • Исключение из программы: Использование операторов инкремента и декремента в префиксной форме (например, ++x) выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A. Использование операторов инкремента и декремента внутри других выражений (например, arr[x++]) выходит за рамки курса и экзамена AP Computer Science A.

Цель обучения 1.7.A: Определять атрибуты и поведение класса, содержащегося в библиотеках API.

• 1.7.A.1 Библиотеки — это наборы классов. Спецификация прикладного программного интерфейса (API) информирует разработчика о том, как использовать эти классы. Документация, содержащаяся в спецификациях API и библиотеках, необходима для понимания атрибутов и поведения класса, определенного API. Класс определяет конкретный ссылочный тип. Классы в API и библиотеках сгруппированы по пакетам. Существующие классы и библиотеки классов могут использоваться для создания объектов.
• 1.7.A.2 Атрибуты относятся к данным, связанным с классом, и хранятся в переменных. Поведение относится к тому, что экземпляры класса могут делать (или что можно сделать с ними), и определяется методами.

Цель обучения 1.8.A: Описывать функциональность и использование кода с помощью комментариев.

• 1.8.A.1 Комментарии пишутся как для первоначального разработчика, так и для других программистов, чтобы они могли понять код и его функциональность, но компилятор игнорирует их, и они не выполняются при запуске программы. В Java существует три типа комментариев: /* */, который создает блок комментариев; //, который создает комментарий в одну строку; и /** */, которые являются Javadoc-комментариями и используются для создания документации API.
• 1.8.A.2 Предусловие — это условие, которое должно быть истинным непосредственно перед выполнением метода, чтобы он вел себя ожидаемым образом. Не предполагается, что метод будет проверять выполнение предусловий.
• 1.8.A.3 Постусловие — это условие, которое всегда должно быть истинным после выполнения метода. Постусловия описывают результат выполнения в терминах возвращаемого значения или текущего значения атрибутов объекта.

Цель обучения 1.9.A: Определять правильный метод для вызова на основе документации и подписей методов.

• 1.9.A.1 Метод — это именованный блок кода, который выполняется только тогда, когда он вызывается. Блок кода — это любой участок кода, заключенный в фигурные скобки. Процедурная абстракция позволяет программисту использовать метод, зная, что он делает, даже если он не знает, как именно он написан.
• 1.9.A.2 Параметр — это переменная, объявленная в заголовке метода или конструктора, и может использоваться внутри тела метода. Это позволяет передавать значения или аргументы и использовать их методом или конструктором. Подпись метода для метода с параметрами состоит из имени метода и упорядоченного списка типов параметров. Подпись метода для метода без параметров состоит из имени метода и пустого списка параметров.

Цель обучения 1.9.B: Описывать, как вызывать методы.

• 1.9.B.1 Void-метод не имеет возвращаемого значения и поэтому не используется как часть выражения.
• 1.9.B.2 Non-void-метод возвращает значение того же типа, что и тип возвращаемого значения в заголовке. Чтобы использовать возвращаемое значение при вызове non-void-метода, оно должно быть сохранено в переменной или использовано как часть выражения.
• 1.9.B.3 Аргумент — это значение, которое передается в метод при его вызове. Аргументы, передаваемые методу, должны быть совместимы по количеству и порядку с типами, указанными в списке параметров подписи метода. При вызове методов аргументы передаются по значению. Передача по значению инициализирует параметры копиями аргументов.
• 1.9.B.4 Методы называются перегруженными, когда существует несколько методов с одним именем, но разными подписями.
• 1.9.B.5 Вызов метода прерывает последовательное выполнение инструкций, заставляя программу сначала выполнить инструкции в методе, а затем продолжить. После выполнения последней инструкции в методе или выполнения инструкции return управление возвращается в точку сразу после места вызова метода.

Цель обучения 1.10.A: Написать код для вызова методов класса и определить результат этих вызовов.

• 1.10.A.1 Методы класса связаны с самим классом, а не с его экземплярами. Методы класса включают ключевое слово static в заголовке перед именем метода.
• 1.10.A.2 Методы класса обычно вызываются с использованием имени класса вместе с точечным оператором. Когда вызов метода происходит внутри определяющего класса, использование имени класса в вызове является необязательным.

Цель обучения 1.11.A: Написать код для создания выражений, включающих вызовы встроенных математических библиотек, и определить значение, которое получается в результате.

• 1.11.A.1 Класс Math является частью пакета java.lang. Классы из пакета java.lang доступны по умолчанию.
• 1.11.A.2 Класс Math содержит только методы класса. Следующие методы класса Math — включая их назначение и области применения — входят в справочник по Java:
  • static int abs(int x) возвращает абсолютное значение значения int.
  • static double abs(double x) возвращает абсолютное значение значения double.
  • static double pow(double base, double exponent) возвращает значение первого параметра, возведенного в степень второго параметра.
  • static double sqrt(double x) возвращает неотрицательный квадратный корень из значения double.
  • static double random() возвращает значение double, большее или равное 0.0 и меньшее 1.0.
• 1.11.A.3 Значения, возвращаемые из Math.random(), можно преобразовывать с помощью арифметических и операторов приведения типов, чтобы получить случайное целое число int или вещественное число double в заданном диапазоне на основе указанных критериев. Каждый конец диапазона может быть включительным, то есть значение включено, или исключающим, то есть значение не включено.

Цель обучения 1.12.A: Объяснить связь между классом и объектом.

• 1.12.A.1 Объект — это конкретный экземпляр класса с определенными атрибутами. Класс — это формальная реализация, или чертеж, атрибутов и поведения объекта.
• 1.12.A.2 Иерархию классов можно построить, поместив общие атрибуты и поведение родственных классов в один класс, называемый надклассом. Классы, которые расширяют надкласс (называемые подклассами), могут использовать существующие атрибуты и поведение надкласса без их замены в коде. Это создает отношение наследования от подклассов к надклассу.
  • Исключение: Проектирование и реализация отношений наследования находятся вне рамок курса и экзамена AP Computer Science A.
• 1.12.A.3 Все классы в Java являются подклассами класса Object.

Цель обучения 1.12.B: Написать код для объявления переменных для хранения ссылочных типов.

• 1.12.B.1 Переменная ссылочного типа хранит ссылку на объект, которую можно рассматривать как адрес памяти этого объекта.

Цель обучения 1.13.A: Определить по сигнатуре правильный вызываемый конструктор.

• 1.13.A.1 Класс содержит конструкторы, которые вызываются для создания объектов. Они имеют то же имя, что и класс.
• 1.13.A.2 Сигнатура конструктора состоит из имени конструктора (которое совпадает с именем класса) и упорядоченного списка типов параметров. Список параметров в заголовке конструктора перечисляет типы передаваемых значений и имена их переменных.
• 1.13.A.3 Говорят, что конструкторы перегружены, когда существует несколько конструкторов с различными сигнатурами.

Цель обучения 1.13.B: Написать код для объявления переменных правильных типов для хранения ссылок на объекты.

• 1.13.B.1 Переменная ссылочного типа хранит ссылку на объект или, если объекта нет, значение null.

Цель обучения 1.13.C: Написать код для создания объекта путем вызова конструктора.

• 1.13.C.1 Объект обычно создается с использованием ключевого слова new, за которым следует вызов одного из конструкторов класса.
• 1.13.C.2 Параметры позволяют конструкторам принимать значения для установки начальных значений атрибутов объекта.
• 1.13.C.3 Аргумент конструктора — это значение, передаваемое в конструктор при его вызове. Аргументы, передаваемые в конструктор, должны быть совместимы по порядку и количеству с типами, указанными в списке параметров сигнатуры конструктора. При вызове конструкторов аргументы передаются по значению. Передача по значению инициализирует параметры копиями аргументов.
• 1.13.C.4 Вызов конструктора прерывает последовательное выполнение инструкций, заставляя программу сначала выполнить инструкции в конструкторе, а затем продолжить. После выполнения последней инструкции в конструкторе управление возвращается в точку, непосредственно следующую за местом вызова конструктора.

Цель обучения 1.14.A: Написать код для вызова методов экземпляра и определить результат этих вызовов.

• 1.14.A.1 Методы экземпляра вызываются на объектах данного класса. Для вызова методов экземпляра используется точечный оператор вместе с именем объекта.
• 1.14.A.2 Вызов метода на ссылке null приведет к возникновению ошибки NullPointerException.