جافا (لغة برمجة)

لغات البرمجة
	منخفضة المستوى
	لغة الآلة • لغة التجميع
	عالية المستوى
البرمجة الإجرائيَّة	البرمجة بالكائنات
بيسيك; سي;	جافا; سي++;

جافا (بالإنجليزية: Java)‏ هي لغة برمجة كائنية التوجه، ابتكرها جيمس غوسلينغ في عام 1992م -أثناء عمله في مختبرات شركة صن ميكروسيستمز- وذلك لاستخدامها بمثابة العقل المفكر المستخدم لتشغيل أجهزة التطبيقات الذكية مثل التليفزيون التفاعلي، وقد كانت لغة الجافا تطويرًا للغة سي ++، وعند ولادتها أطلق عليها مبتكرها "أواك" بمعنى شجرة السنديان؛ وهي الشجرة التي كان يراها من نافذة مخطه وهويعمل في مختبرات صن ميكروسيستمز، ثم تغير الاسم إلى جافا، وهذا الاسم (على غير العادة في تسمية لغات البرمجة) ليس الحروف الأولى من حدثات جملة معينة أوتعبيرًا بمعنى معين، ولكنه مجرد اسم وضعه مطوروهذه اللغة لينافس الأسماء الأخرى.

أمثلة للغات البرمجة

توجد لغات برمجة عديدة: إلا أنه يوجد فيها نوع من المجال، حيث يعتمد اختيار اللغة على المهام التي نريد من الحاسب إنجازها، حيث حتى لكل لغة ما يناسبها، وهناك مهام يصعب تطبيقها بلغة معينة ولكنها تكون ميسورة بلغة أخرى، ومن اللغات التي ظهرت في فترة الستينات لغة البيسك وهي لغات تدرس للمبتدئين، Beginners All Symbolic Instruction Code.

وظهرت بعدها لغة فيجوال بيسك (التي وضعتها مايكروسوفت) وهي غنية عن التعريف ولها مميزات عديدة، حيث تجمع بين سهولة لغة البيسك وتصميم برامج ذات قابلة رسومية، وأيضًا فيجوال بيسك سكريبت التي تقدم برمجيات تعمل ضمن صفحات الإنترنت، وأيضًا لغة السي بلس بلس ذائعة الصيت، وهي لغة برمجة تم ابتكارها كتطوير للغة السي التي هي الأخرى تحسين للغة البي وهناك العشرات من لغات البرمجة الأخرى.

مميزات

تتميز لغة جافا بمميزات خاصة مما يجعلها أكثر لغات البرمجة إثارة؛ حيث حتى ما يميزها الآتي:

السهولة.
تدعم مفهوم البرمجة الشيئية (البرمجة كائنية التوجه).
سهولة الحصول عليها.
امنة.
قابلة للنقل والتطبيق.
إضافة الحركة والصوت إلى صفحات الويب.
كتابة الألعاب والبرامج المساعدة.
إنشاء برامج ذات قابلة مستخدم رسومية.
تصميم برمجيات تستفيد من جميع مميزات الأنترنت. توفر لغة الجافا بيئة تفاعلية عبر الشبكة العنكبوتية وبالتالي تستعمل لكتابة برامج تعليمية للإنترنت عبر برمجيات المحاكاة الحاسوبية للتجارب الفهمية وبرمجيات الفصول الافتراضية للتعليم الإلكتروني والتعليم عن بعد. لا تنحصر فاعلية الجافا في الشبكة العنكبوتية فقط بل تمكننا من إنشاء برامج للاستعمال الشخصي والمهني، هذه البرامج تنجز عبر جملة من البرامج التي تسهل كتابة الأوامر كبرنامج نت بينز واكليبس.

التفهم

حيث تتوفر أدوات البرمجة بهذه اللغة على مسقط شركة صن ميكروسيستمز، كما يمكن تحميل برامج جافا من مواقع إنترنت مختلفة. وهي لغة سهلة التفهم. الإ أنها بحاجة كغيرها من اللغات إلى تطبيق وممارسة. .تعتبر لغة جافا من اللغات الحديثة جداً في عالم البرمجة التي أنتجتها شركة sunmicrosystem في عام1991. .لغة جافا تناسب تطبيقات الانترنت بصفه خاصه هذا بالإضافة إلى دعم الانواع المتنوعة من التطبيقات مثل تطبيقات تعمل على جهاز واحد(DesktopApplication) أوتطبيقات تعمل على شبكه Client/serverApplication)).

تتصف لغة جافا بالصفات التالية:

لغة تلتزم بقواعد البرمجة الكائنية التوجه.
لغة لها بيئة تشغيل خاصه بها JavaVirtualMachine(JVM) .
لها مخطة فصائل ClasseLibraryكبيره وغنيه.
لغه مبنية على قواعد اللغة الشهيرة سي/سي++.
تعمل برامجها على جميع نظم التشغيل، حيث انها لا تعتمد على بيئة نظام التشغيل (PlatformIndependent).

متطلبات البرمجة

مفسر: تتطلب بعض لغات البرمجة مفسرا يقوم بتفسير جميع سطر من البرنامج ويبلغ الحاسب بالمهام التي يتعين عليه القيام بها ومن هذه اللغات لغة البيسك وتتميز اللغات التي بحاجة مفسرا بسهولة اختبارها ولكن يعيبها أنها تكون بطيئة عند تشغيلها.
مترجم: يحتاج البعض الآخر من لغات البرمجة مترجمًا يقوم بترجمة البرنامج وتحويله إلى شكل يفهمه الحاسب، وتتميز البرامج المترجمة بسرعة تشغيلها ولكن يعيبها الحاجة إلى وقت أطول لاختبارها، حيث يخط البرنامج ثم يترجم ثم يجرب وفي حالة وجود أخطاء يجب تسليمها أولًا ثم يعاد ترجمته ومن ثم تجريبه للتحقق من زوال الخطأ، ولغة جافا لغة فريدة تتطلب مترجمًا ومفسرًا.

المتطلبات اللازمة لكتابة برنامج بلغة جافا

عدة تطوير جافا :

تعتبر هذه الأداة الأولى التي وضعها مطوروا جافا بشركة صن ميكروسيستمز، ورغم وجود أدوات برمجة أخرى من عدة شركات منافسة؛ إلا أنه من الأفضل حتى نأخذ الأمر ممن طوره وهذه الأداة قد صدرت في عدة إصدارات ويمكن تحميل هذه الأدوات من مسقط صن ميكروسيستمز.

محرّر نصوص لكتابة المصدر : كبرنامج المفكّرة والأفضل برنامج نوتباد++ أوواحدة من بيئات التطوير. يفضّل الأغلبيّة بيئات التطوير الحرّة بالأخصّ إكلبس ونت بينز.

سبب نَيل جافا الشهرة والاهتمام العالمي

في أوائل التسعينيات من القرن العشرين 1990م اختُرعت لغة جافا على يد شركة صن ميكروسيستمز ولهذا الاختراع سيرة عجيبة، حيث حتى الشركة كانت قبل ذلك قد كلفت المهندس جيمس غوسلينغ بوضع برامج لتشغيل الأجهزة التطبيقية الذكية (مثل التيلفزيون التفاعلي) باستخدام لغة سي++، وحينها عثر جيمس جوزلينج صعوبة في التعامل مع هذه اللغة، فقام هووفريق العمل المساعد له بتطوير هذه اللغة فولدت لغة جديدة تتوافق مع احتياجاته فكانت لغة جافا، وقد خططت شركة صن في تلك الأيام لاستغلال هذه اللغة الوليدة في التيلفزيون التفاعلي لكي تربح المليارات، وحدث نوع من البطء في مشروع التلفزيون التفاعلي ــ من الممكن عن قصد من الشركات الأخرى المنافسة ــ ونتيجة لذلك فكرت شركة صن في توقيف مشروع تطوير هذه اللغة الوليدة وتسريح العاملين في هذا المشروع أونقلهم إلى قسم آخر، ولكن وقع ما لم يكن في الحسبان حيث أنه في هذه الفترة كانت شبكة الإنترنت قد بدأت في الانتشار بسرعة مذهلة مع نزول نظام ويندوز للأسواق، وحيث حتى لغة جافا الوليدة التي اخترعت أصلًا لبرمجة الأجهزة التطبيقية فيها من السمات ما يجعلها أكثر توافقًا مع الشبكة العنكبوتية الدولية ـ الإنترنت ـ، فقد كان لها السبق وأضافت الكثير إلى الإنترنت (الذي كان قبلها مقصورًا على تبادل النصوص)، ولكن المطورين بشركة صن ابتكروا كيفية تجعل برامج جافا تعمل بسهولة في صفحات الإنترنت، وغيروا الاسم الذي كان قد أطلقه عليه مبتكرها من أواك (شجرة السنديان) إلى جافا، ومن هنا أصبحت جافا مرتبطة في شهرتها بالإنترنت حيث حتى برنامج جافا صغير يوضع في صفحة من صفحات مسقط على الشبكة الدولية يراه الملايين في جميع أنحاء العالم في نفس الوقت، وقد كان هذا لا يتوفر الا مع جافا مما أعطاها شهرة واسعة، ولحسن حظ شركة صن حتى لغة جافا أكدت نفسها في المجال الذي طورت له أصلًا، فقد بدأ الآن التيلفزيون التفاعلي في الانتشار وما يسمى سينما المنزل والمشاهدة حسب الطلب، وليس هذا فقط؛ بل انتشر ما أكثر فائدة لشركة صن وهوالهاتف المحمول، وللجافا أكبر دور في برمجة البرامج التي يعمل بها في أجياله السابقة واللاحقة، ولا نستغرب حتى يحدث نوع من الغيرة بين شركة ميكروسوفت وشركة صن ميكروسيستمز مما دفع ميكروسوفت إلى حتى تحذف ماكينة جافا الافتراضية من الاصدارالأول لويندوز اكس بي، وهذه الماكينة الافتراضية مسؤولة عن عرض برامج الجافا على الإنترنت، ولكن ميكروسوفت تراجعت أمام طلب ملايين المستخدمين حول العالم فوضعتها مرة ثانية في الإصدارات اللاحقة، وقد كانت قضية مشهورة تناولتها الصحف والمجلات خلال العام الماضي.

وقد ساهم في شهرة الجافا أيضا برامجها الفهمية التفاعلية التي تصلح لمعظم المناهج التعليمية في جميع مراحل التعليم، وبالتالي فإن لها دورًا كبيرًا في التعليم الإلكتروني والتعليم عن بعد والفصول الافتراضية.

جافا هي لغة برمجة من شركة صن ميكروسيستمز. الهدف الأساسي لنشأة جافا هوإيجاد لغة مماثلة للغة سي+ + من حيث الهجريب النحوي، وكذلك برمجة كائنية التوجه، ومصممة للعمل علي اّلة افتراضية بحيث لا بحاجة إلي الترجمة من حديث عند استخدام برامجها على منصة تشغيل أونظام تشغيل جديد، حيث قامت شركة صن بإنشاء الاّت افتراضية لتشغيل جافا على معظم منصات ونظم التشغيل الموجودة حاليا، فأصبح من الممكن ترجمة البرنامج مرة واحدة ثم تشغيله على نظم مختلفة أوما أسمته صن ب اخط مرة واحدة، شغل في أى مكان (بالإنجليزية: Write Once, run anywhere)‏.

بين نوفمبر 2006 ومايو2007 تم فتح المصدر لهذه اللغة وأصبحت مصدر مفتوح تحت ترخيص جنو.

سميت لغة الجافا من قهوة الجافا (الجاوة) التي تغرس في جزيرة جاوا، قد تطورت من مشروع كان يسمى أوك (بلوط) (من شجر البلوط الذي كان موجودًا خارج نافذة غوسلينغ).

ملاحظة: يفضل عدم الخلط بين "جافا" و"جافا سكريبت". فرغم تشابة اللغتين في السياق والتراكيب، إلا أنهما لغتان مختلفتان ولهما أهداف مختلفة.

نظرة تاريخية

بدأت جافا كمشروع يدعي أوك (البلوط) Oak (جائت التسمية من شجرة بلوط كانت تقف خارج مقر شركة صن ميكروسيستمز) عن طريق الأب الروحي للجافا جيمس غوسلينغ في يونيوعام 1991 م لكي تستخدم في مشروع Set Top Box.

وكان هدف المشروع خلق لغة برمجة تعمل على ايّ جهاز صغير، خلال فترة صغيرة تغيرت أهداف المشروع وتغير المشروع نفسه إلى جافا وقد اصدر الإصدار الأول منها عام 1995 م. كان الإصدار الأول من جافا يهتم بتوفير إمكانية خلق برمجيات الويب (التي تعمل في متصفح الإنترنت) وخلال وقت وجيز أصبحت معظم متصفحات الإنترنت تدعم الجافا بسبب الإمكانيات العالية والثبات والأمان التي وفّرت لهم في تلك الفترة.

في عام 1998 م تم تطوير جافا بشكل جذري وأصبحت تسمى جافا2، ومن أبرز التطويرات التي وضعت في هذا الإصدار هي إمكانيات جافا في القابلة الرسومية للمستخدم. من ثم كان هنالك الكثير من التطويرات لهذه اللغة التي لا يزال تطويرها مستمرًا، وخلال السنين تطورت جافا وأصبحت تستعمل لصنع برامج مخطية، برمجيّات الإنترنت، صفحات إنترنت، تطبيقات أجهزة الجوال وغيرها الكثير.

مبادئها

الأهداف الأساسية

كائنية التوجه.
الاستقلال عن نظام التشغيل.
توفر إمكانيات ومخطات للتشبيك.
توفر إمكانية تشغيل البرامج المكتوبة بها من حواسيب بعيدة وبشكل آمن.
توفير إمكانية إضافة برامج إلى صفحات الويب (أبلت).
كوت بو6.

منصة جافا

الإصدارات المتوفرة من الجافا

Java SE

الإصدار القياسي من الجافا بالإنجليزية (Java Standard Edition) هوالجزء الخاص ببرمجة برامج سطح المخط (StandAlone applications).

Java EE

اصدار الإنتربرايس بالإنجليزية (Java Enterprise Edition)هويختلف عن الإصدار القياسي في أنه خاص ببرمجة الخوادم والتطبيقات الموزعة وبرمجة الويب.

Java ME

اصدار المايكروبالإنجليزية (Java Micro Edition) وهوإصدار خاص بالبرمجة على الهواتف المحمولة والأجهزة المحدودة في المصادر عموما وتعتبر الخيار الأول لمبرمجي ألعاب الهواتف المحمولة.

Java Fx

تقنيّة أخرى اصدرتها صن ميكروسيستمز لتطوير تطبيقات من نوع "RIA" أي "Rich Internet Applications".

بيئات تطوير متكاملة (IDE)

المبرمجون والمطورون بلغة جافا يمكنهم الاختيار من بين عدة بيئات تطوير متكاملة لتسهيل عملهم.

بيئات حرة

نت بينز، من شركة صن مايكروسيستمز (تحميل البرنامج).
إكليبس، من مجتمع البرمجيات الحرة (تحميل البرنامج).
DrJava، من جامعة رايس.

بيئات مملوكة

جيه بيلدر، من شركة كود جير.
ويب سفير، من شركة آي بي إم.
إنتيليج إيديا، من شركة جت برينز.
جيه ديفيلوبر، من شركة أوراكل.
جيه كرييتر، من شركة زينوكس.

الهجريبة اللغوية للجافا (Syntax)

بنية جافا تستمد الكثير من بنية لغة البرمجة سي : بنية الإسناد، التعابير، التحكم، الكتل الجملية (blocks). جافا بنيت خصيصًا لتكون لغة كائنية التوجه، حيث حتى تام الكودقد يكون مضمنا داخل كائنات(Objects), فيما عدا المتغيرات الأساسية(الأرقام، والقيم المنطقية والأحرف), حيث أنها لم توضع ككائنات لأسباب تتعلق بالآداء.

لتجنب الكثير من المشاكل، جافا لم تعتمد الكثير من الخصائص، مثل التوارث المتعدد (multiple inheritance) والتحميل الزائد للعوامل (operator overloading).

جافا تستخدم نفس نوعَيْ التعليقات الموجودين في C++, التعليقات التي تنتهي بنهاية السطر، وتبدأ بالعلامة "//"، والتعليقات المتعددة الأسطر، والتي تبدأ بالعلامة "*/" وتنتهي بالعلامة "/*".

تعتمد برمجة جافا طبعاً على تعليقات C++ كما عهد سابقًا لأنها لغة برمجة ناتجة عن تطوير لغة C++.

أمثلة

برنامج أهلا بالعالم التقليدي مكتوبا بلغة الجافا:

/*
 * Outputs "Hello, World!" and then exits
 */

public class HelloWorld {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println("Hello, World!");

ملاحظة : يمكن الاستغناء عن "public"(يسمّى المغيّر) في السطر الأوّل من المصدر(خلاف التعليق بالطّبع)؛ في هذه الحال لا تكون الفئة متاحة إلا داخل حزمتها (package). فـ public يجعل منها متاحة بلا قيود.

تنبيه : لاتستخدم "private" كـمغيّر على فئات المستوى الأعلى( top-level class) لأنّه لا من شيء يمكنه الوصول إليها فيما بعد.. وهذا بِلَا فَائِدَة .

مثال عن آلة حاسبة

مصفوف خاصة

public class Main

{

public static void main

{

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

Scanner input = new Scanner(System.in);

System.out.print("Enter a number: ");

double number1 = input.nextDouble();

System.out.print("Enter second number: ");

double number2 = input.nextDouble();

double product = number1 * number2;

System.out.printf("The product of both numbers is: %f", product);

import java.util.*;

public class Main

{

public static void main(String[] args)

{

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

Scanner input = new Scanner(System.in);

System.out.print("Enter a number: ");

double number1 = input.nextDouble();

System.out.print("Enter second number: ");

double number2 = input.nextDouble();

double product = number1 * number2;

System.out.printf("The product of both numbers is: %f", product);

public class Main

{

public static void main(String[] args)

{

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

Scanner input = new Scanner(System.in);

System.out.print("Enter a number: ");

double number1 = input.nextDouble();

System.out.print("Enter second number: ");

double number2 = input.nextDouble();

double product = number1 * number2;

System.out.printf("The product of both numbers is: %f", product);

صفوف خاصة

برمجيات

// Hello.java
import java.applet.Applet;
import java.awt.Graphics;

public class Hello extends Applet {
    @Override
    public void paintComponent(Graphics g) {
        g.drawString("Hello, world!", 65, 95);

يتم تضمين البرنامج Hello.class في صفحة HTML عن طريق العنصر <applet> كما يلي:

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
"http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
<!-- Hello.html -->
<html>
  <head>
    <title>Hello World Applet</title>
  </head>
  <body>
    <applet code="Hello.class" width="200" height="200">
    </applet>
  </body>
</html>

تطبيق Swing

// Hello.java (Java SE 5)
import java.awt.BorderLayout;
import javax.swing.*;

public class Hello extends JFrame {
    public Hello() {
        super("hello");
        setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
        setLayout(new BorderLayout());
        (new JLabel("Hello, world!"));
        pack();
     

    public static void main(String[] args) {
        new Hello().setVisible(true);

انتقادات

الانتقادات الموجهة إلى لغة جافا تتضمن كيفية التعامل مع الأنواع العامة (Generics), السرعة, التعامل مع الأعداد الغير موجهة, التعامل مع حسابات الفاصلة المتحركة, وتاريخ الثغرات الأمنية في بيئة تشغيل جافا الرئيسية HotSpot.

مراجع

^ https://www.oracle.com/corporate/pressrelease/Java-10-032018.html — تاريخ الاطلاع: 24 يونيو2018
^ . مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2019.
^ JavaFX (ويكيبيديا بالإنجليزيّة)
^ ؟(إنجليزي) نسخة محفوظة 25 نوفمبر 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ "Generics Considered Harmful | Java.net". 2012-04-26. مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2020. اطلع عليه بتاريخ 03 يناير 2017.
^ "Why Java is Slow". 2016-08-31. مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2020. اطلع عليه بتاريخ 03 يناير 2017.
^ "Java and unsigned int, unsigned short, unsigned byte, unsigned long, etc. (Or rather, the lack thereof)". darksleep.com. مؤرشف من الأصل فيثمانية يناير 2019. اطلع عليه بتاريخ 03 يناير 2017.
^ How Java’s Floating-Point Hurts Everyone Everywhere من Prof. W. Kahan and Joseph D. Darcy في جامعة بركلي نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ "Have you checked the Java?". Microsoft Malware Protection Center. مؤرشف من الأصل في 16 أكتوبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 03 يناير 2017.