Kierunek Informatyka
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych nr:		1	Nazwa przedmiotu: Programowanie w języku Java
Temat: Wprowadzenie do programowania w języku Java				Tryb studiów: stacjonarne
				Czas trwanie ćw. 2x45 min
Autor materiałów: dr Marcin Skuba

1. Treści programowe:

Kompilacja i uruchamianie programu w Javie, struktura programu, operatory, deklaracja miennych, instrukcje warunkowe if-else i switch-case, pętle for i while.

2. Cel zajęć:

Praktyczne zaznajomienie ze środowiskiem programistycznym Java SE – IntelliJ Idea. Opanowanie umiejętności kompilacji i uruchamiania programu z wiersza poleceń systemu Windows lub konsoli systemu Linux oraz z poziomu interfejsu użytkownika środowiska IntelliJ Idea.

Zapoznanie ze strukturą programu, zmiennymi, instrukcjami warunkowymi pętlami oraz operatorami w języku Java.

3. Materiały dydaktyczne

Wersje Javy

• Java SE 25: Najnowsza wersja, wydana we wrześniu 2025 roku.
• Java SE 21: Poprzednia wersja z długoterminowym wsparciem (LTS).
• Java 24: Wersja wydana w marcu 2025 roku, która nie jest wersją LTS.
• Java 17: Starsza wersja LTS z wieloma nowymi funkcjami w porównaniu do Javy 8.
• Java 11: Pierwsza wersja LTS po Javie 8, która zapoczątkowała nowoczesny cykl wydawniczy.
• Java 8: Wersja, która była długoterminowym wsparciem przez wiele lat. 

LTS Java (Long-Term Support) to wersje Javy, które otrzymują przedłużone wsparcie techniczne, co oznacza, że są one wspierane poprawkami bezpieczeństwa i błędów przez dłuższy czas w porównaniu do wersji standardowych. Wersje LTS są przeznaczone głównie do zastosowań korporacyjnych, ponieważ zapewniają większą stabilność i przewidywalność. Przykłady wersji LTS to Java 8, 11, 17 i 21. 

· JDK (Java Development Kit)

JDK to zestaw narzędzi deweloperskich, niezbędny do tworzenia aplikacji w Javie. Chociaż jego funkcjonalność jest w dużej mierze identyczna, występuje w dwóch głównych wersjach:

• Oracle JDK: Jest to komercyjna dystrybucja Javy, udostępniana i wspierana przez firmę Oracle. Od pewnego czasu model licencyjny Oracle JDK wymaga płatnej subskrypcji do użytku komercyjnego (poza drobnymi wyjątkami). Jest często wybierany przez duże przedsiębiorstwa, które potrzebują profesjonalnego wsparcia technicznego i stabilnych, długoterminowych wydań.
• OpenJDK (Open Java Development Kit): Jest to bezpłatna, open-source'owa implementacja Javy, będąca podstawą dla wielu innych dystrybucji. Jest rozwijana przez społeczność, w tym przez programistów z różnych firm. OpenJDK jest w pełni funkcjonalnym odpowiednikiem Oracle JDK i jest powszechnie używany w projektach komercyjnych i prywatnych ze względu na swoją otwartą licencję. Przykłady popularnych dystrybucji opartych na OpenJDK to Adoptium (dawniej AdoptOpenJDK), Amazon Corretto, czy Microsoft Build of OpenJDK.

W praktyce, dla większości deweloperów i projektów, funkcjonalności obu wersji są takie same. Główna różnica leży w licencji, wsparciu technicznym i modelu wydawniczym.

JDK to zestaw narzędzi deweloperskich, który jest niezbędny do pisania, kompilowania, debugowania i uruchamiania kodu Javy. Składa się z:

• JRE (Java Runtime Environment) – środowisko wykonawcze (uruchomieniowe), które pozwala na uruchamianie aplikacji Javy.
• Kompilatora Javy (javac) – narzędzie, które tłumaczy kod źródłowy Javy (.java) na kod bajtowy (.class).
• Innych narzędzi – m.in. debugger, archiwizator .jar czy narzędzia do tworzenia dokumentacji (javadoc).

Innymi słowy, JDK to kompletny zestaw, który pozwala na pisanie i uruchamianie programów w Javie.

SDK to Software Development Kit, czyli ogólna nazwa dla zestawu narzędzi do tworzenia oprogramowania w danym języku lub na danej platformie.

· Środowisko programistyczne - IntelliJ IDEA

IntelliJ IDEA to jedno z najpopularniejszych i najbardziej zaawansowanych zintegrowanych środowisk programistycznych (IDE) do tworzenia aplikacji w Javie. Zostało stworzone przez firmę JetBrains. Jest cenione przez programistów za swoje inteligentne funkcje, które znacząco zwiększają produktywność.

Najważniejsze cechy IntelliJ IDEA to:

• Inteligentny edytor kodu: Podpowiada składnię, analizuje kod w czasie rzeczywistym i automatycznie poprawia błędy, co minimalizuje czas spędzany na debugowaniu.
• Wsparcie dla wielu technologii: Oprócz Javy, obsługuje wiele innych języków i frameworków, takich jak Kotlin, Scala, Groovy, Spring, Maven czy Gradle.
• Wbudowane narzędzia deweloperskie: Posiada zintegrowane narzędzia do kontroli wersji (Git), testowania (JUnit), a także serwer aplikacji.
• Dwie wersje: Dostępna jest wersja Community Edition (bezpłatna i open-source) oraz Ultimate Edition (płatna, z dodatkowymi funkcjami dla profesjonalistów i deweloperów webowych).

· Struktura programu:

§ class NazwaKlasy: Definiuje nową klasę o nazwie NazwaKlasy. W Javie cały kod musi znajdować się wewnątrz klas.

§ public static void main(String[] args): Jest to główna metoda (ang. main method), która stanowi punkt startowy dla każdego programu w Javie.

§ public: Modyfikator dostępu, który oznacza, że metoda jest publicznie dostępna z dowolnego miejsca (wyjaśnienie w kolejnych instrukcjach).

§ static: Oznacza, że metoda należy do klasy, a nie do konkretnego obiektu tej klasy. Można ją wywołać bez tworzenia instancji klasy (wyjaśnienie w kolejnych instrukcjach).

§ void: Wskazuje, że metoda nie zwraca żadnej wartości (wyjaśnienie w kolejnych instrukcjach).

§ main: Standardowa nazwa metody, rozpoznawana przez maszynę wirtualną Javy jako punkt startowy.

§ (String[] args): Tablica argumentów wiersza poleceń, które można przekazać do programu podczas jego uruchamiania.

§ kod programu: W tym miejscu należy umieścić swój kod, który ma być wykonany po uruchomieniu programu.

Nazwa klasy musi być taka sama jak plik, w którym jest zapiana z rozszerzeniem .java
W powyższym przykładzie będzie to plik NazwaKlasy.java.

Dobrym zwyczajem jest aby każdą klasę tworzyć w nowym pliku.

§ Pobieranie danych z klawiatury

System.out.println("Hello World");

§ Kompilacja i uruchamianie programu w javie

Kompilacja programu z kodu źródłowego (tekst) do bcod-u (kodu pośredniego).

javac NazwaPliku.java

Powstaje plik o tej samej nazwie z rozszerzeniem .class

Uruchamianie programu (drugi proces kompilacji) z pliku z rozszerzeniem .class, którego jawnie nie wpisujemy, np.:

java NazwaPliku

· Komentarz

// - komentarz (tekst umieszczony po znaku komentarza jest ignorowany przez kompilator).

/* tekst */ - tekst pomiędzy znakami: /* i */ jest traktowany jako komentarz. Pozwala wyłączać wiele linii kodu programu.

W środowisku IntelliJ Idea zaznaczoną linie możemy zakomentoweć używając skrót klawiszy ctrl + /

· Deklaracja zmiennych i typy danych

W tradycyjnym podejściu musisz jawnie podać typ danych:

Przykład:

Rodzaje i zakres typów całkowitoliczbowych i zmiennoprzecinkowych (typy podstawowe):

Typ	Liczba bitów	Liczba bajtów	Zakres
			od	do
byte	8	1	-128	127
short	16	2	-32 768	32 767
int	32	4	-2 147 483 648	2 147 483 647
long	64	8	-9 223 372 036 854 775 808	9 223 372 036 854 775 807
char	16	2	Znaki Unicode
float	32	4	-3,4e38	4,4e38
double	64	8	-1,8e308	1,8e308
boolean	Zmienna przyjmuje dwie wartości : prawda – true, fałsz – false

String – jest obiektem (a nie podstawowym typem danych) pozwalającym przechowywać ciągi znaków. Jawne tworzenie nowego obiektu nie jest konieczne (jak to ma miejsce z innymi obiektami). Zmienną typu String możemy deklarować jak zmienną typu podstawowego, np.:

String tekst=”PANS Krosno”;

Operator + łączy łańcuchy, obiekty i zmienne w jeden łańcuch.

Operator += dołącza nowe elementy do końca łańcucha.

Deklaracja z var

Słowo kluczowe var zostało wprowadzone w Javie 10. Pozwala kompilatorowi na automatyczne wywnioskowanie typu zmiennej na podstawie wartości, którą jej przypisujesz.

Zasady użycia var:

· Zmienna musi być od razu zainicjalizowana. Bez wartości początkowej kompilator nie wie, jakiego typu ma być zmienna.

· var może być używane tylko do deklaracji zmiennych lokalnych (wewnątrz metod).

Operatory arytmetyczne

Operator	Znaczenie	Przykład
+	dodawanie	4+5
-	odejmowanie	6-3
*	mnożenie	5*5
/	dzielenie	21/3
%	dzielenie modulo	20%7

Operatory przypisania

Argument 1	Operator	Argument 2	Znaczenie
x	=	y	x = y
x	+=	y	x = x+y
x	-=	y	x = x-y
x	*=	y	x = x*y
x	/=	y	x = x/y
x	%=	y	x = x%y

Operatory porównania

Operator	Znaczenie	Przykład
= =	równe	x == 4
! =	nie równe (różne)	x != 4
<	mniejsze niż	x < 3
>	większe niż	x > 3
<=	mniejsze lub równe	x <= 3
>=	większe lub równe	x >= 3

Operatory logiczne

Operator	Rodzaj działania
||	OR (lub)
&&	AND (i)
^	XOR
!	zaprzeczenie

Operator warunkowy ?

warunek ? wartość1 : wartość2 przykład: a=(b==1 ? 10 : 20);

Inkrementacja i dekrementacja

x++ inkrementacja zmiennej x (zwiększenie wartości zmiennej x o jeden), znaczy to samo co x=x+1;

x -- dekrementacja zmiennej x (zmniejsza wartość zmiennej x o jeden), znaczy to samo co x=x-1;

· Instrukcje warunkowe

Instrukcja if wykonuje blok kodu tylko wtedy, gdy określony warunek jest prawdziwy.

Instrukcja if-else pozwala na wykonanie jednego bloku kodu, jeśli warunek jest prawdziwy (if), lub innego bloku, jeśli warunek jest fałszywy (else).

Instrukcja switch-case służy do wyboru jednego z wielu bloków kodu do wykonania. Porównuje wartość zmiennej z różnymi etykietami (case). Po znalezieniu dopasowania, wykonuje kod od tego miejsca. Instrukcja break jest używana do wyjścia z bloku switch, a default to opcjonalna etykieta dla kodu, który ma być wykonany, gdy żadna z etykiet case nie pasuje.

Switch z operatorem -> (Switch Expressions)

Ten format jest zwięźlejszy i eliminuje potrzebę używania instrukcji break, co zmniejsza ryzyko błędów. W wyrażeniach switch, każda etykieta case przypisuje wartość bezpośrednio, co sprawia, że kod jest bardziej przejrzysty.

· Pętle

Pętla for jest idealna, gdy z góry wiadomo, ile razy ma zostać wykonany dany kod. Składa się z trzech części:

1. inicjalizacja (wykonuje się raz na początku pętli),
2. warunek (sprawdzany przed każdym obiegiem pętli),
3. inkrementacja/dekrementacja (wykonuje się po każdym obiegu pętli).

Pętla for-each (Enhanced for loop) jest uproszczoną wersją pętli for, służącą do iteracji po elementach kolekcji (np. tablic lub list). Jest bardziej czytelna i bezpieczniejsza, ponieważ eliminuje błędy związane z indeksowaniem.

Pętla while wykonuje blok kodu tak długo, jak długo warunek jest prawdziwy. Warunek jest sprawdzany przed każdym wejściem do pętli, co oznacza, że kod może w ogóle się nie wykonać, jeśli początkowy warunek jest fałszywy.

Pętla do-while podobna do pętli while, z tą różnicą, że kod w pętli wykonuje się co najmniej raz, zanim warunek zostanie sprawdzony. Warunek jest testowany na końcu każdego obiegu.

4. Zadania

Zadanie 1: Historia Bohatera w Javie

Utwórz program, który opowie krótką historię, wykorzystując zmienne różnych typów.

• imieBohatera (np. "Frodo")
• przedmiot (np. "pierścień")
• celPodrozy (np. "Góra Przeznaczenia")
• wiekBohatera (np. 51)
• wagaPrzedmiotu (np. 1.25)
• czyGotowy (np. true)

Stwórz krótką historię, używając powyższych zmiennych w metodzie main. Wykorzystaj do tego System.out.println(). Zadbaj o to, aby historia była spójna i zawierała wszystkie zmienne.

Zadanie 2: Silnia

Napisz program o nazwie „Silnia” obliczający silnię liczby n. Wartość zmiennej n pobierz z klawiatury.

Zadanie 3: Liczby

Napisz program o nazwie „Liczby”, który obliczy i wyświetli sumę wszystkich liczb parzystych oraz sumę wszystkich liczb nieparzystych w zadanym zakresie. Zakres podaj z klawiatury.

Zadanie 4: Pole powierzchni kuli

Napisz program o nazwie „Pole” obliczający pole powierzchni kuli. Wartość promienia wpisz z klawiatury.

Zadanie 5 : Pierwiastki równania kwadratowego

Napisz program obliczający pierwiastki równania kwadratowego wykorzystując operacje arytmetyczne oraz instrukcję warunkowe if ... else. Parametry podaj bezpośrednio w kodzie programu.

Zadanie 6 : Kalkulator ocen semestralnych

Napisz program, który symuluje prosty kalkulator ocen. Program powinien poprosić użytkownika o wprowadzenie liczby ocen, a następnie, w pętli for, prosić o podanie każdej z nich. Oblicz średnią ocen oraz użyj instrukcji switch (z operatorem ->), aby wyświetlić jej słowny opis (np. 5 = "bardzo dobry", 4 = "dobry" itd.).