آموزش متغیرها در جاوا به زبان ساده + مثال عملی

جاوا، غول دنیای برنامه‌نویسی، برای نگه‌داری و مدیریت اطلاعات از ابزار ویژه‌ای به نام متغیر استفاده می‌کند. درست همان‌طور که در دنیای واقعی برای نگه‌داری اشیاء از قفسه و کمد بهره می‌گیریم، متغیرها در جاوا نقش نگه‌دارنده و سازمان‌دهنده‌ی داده‌ها را بر عهده دارند. در این نوشته جامع، با انواع متغیرها در جاوا، نحوه‌ی تعریف و استفاده از آن‌ها و نکات کلیدی نامگذاری‌شان آشنا خواهید شد.

تعریف متغیر در جاوا

متغیر در جاوا چیست؟ به‌طور خلاصه، متغیر (Variable) فضایی است که در حافظه‌ی کامپیوتر برای نگه‌داری موقت اطلاعات در نظر گرفته می‌شود. این اطلاعات می‌توانند اعداد، حروف، عبارات متنی، یا حتی اشاره‌گر به داده‌های پیچیده‌تر باشند. برای دسترسی و به‌کارگیری این اطلاعات در طول برنامه‌نویسی، به آن‌ها یک نام اختصاصی می‌دهیم که همان نام متغیر (Variable Name) است.

انواع متغیرها در جاوا

جاوا بر اساس محل تعریف و نحوه‌ی دسترسی به متغیر، آن‌ها را به سه دسته‌ی اصلی تقسیم می‌کند.

 

در زیر این سه دسته اصلی آورده شده است:

۱. متغیرهای محلی (Local Variables)

فرض کنید وارد یک فروشگاه می‌شوید و برای خرید موقتاً یک سبد دستی برمی‌دارید. متغیرهای محلی در جاوا نیز شبیه به همین سبد عمل می‌کنند. این متغیرها درون بدنه‌ی متدها (Method Body) تعریف می‌شوند و تنها در همان متد قابل دسترسی و استفاده هستند. به محض خروج از متد، متغیر محلی از حافظه پاک می‌شود و دیگر نمی‌توان از آن استفاده کرد.

۲. متغیرهای نمونه (Instance Variables)

متغیرهای نمونه، شبیه به قفسه‌های مخصوص یک بخش خاص در فروشگاه هستند. این متغیرها مستقیماً درون یک کلاس (Class) تعریف می‌شوند و برای تمام اشیاء (Object) ساخته‌شده از آن کلاس قابل دسترسی‌اند. با ایجاد هر شیء جدید، نسخه‌ای از متغیرهای نمونه برای آن شیء اختصاص داده می‌شود و هر شیء به‌صورت مستقل می‌تواند مقدار این متغیرها را تغییر دهد، بدون آن‌که روی اشیاء دیگر تأثیری بگذارد.

پیشنهاد مطالعه: آموزش برنامه ‌نویسی سوکت در جاوا با مثالی عملی

۳. متغیرهای کلاس یا متغیرهای استاتیک (Class or Static Variables)

در یک فروشگاه بزرگ، احتمالاً تابلویی وجود دارد که ساعت کاری فروشگاه را نمایش می‌دهد. این تابلو، معرف اطلاعاتی است که برای همه‌ی مشتریان یکسان است. متغیرهای کلاس نیز چنین نقشی را ایفا می‌کنند. این متغیرها مستقیماً با کلمه‌ی کلیدی static تعریف می‌شوند و متعلق به خود کلاس هستند، نه اشیاء ساخته‌شده از آن. تنها یک نسخه از متغیر کلاس در حافظه وجود دارد و همه‌ی اشیاء ساخته‌شده از آن کلاس می‌توانند آن را ببینند و در صورت لزوم، مقدار آن را تغییر دهند.

مثالی از متغیرها در جاوا

برای درک بهتر انواع متغیرها، بیایید با یک مثال ساده شروع کنیم. فرض کنید می‌خواهیم برنامه‌ای بنویسیم که مساحت یک مستطیل را محاسبه کند. در این مثال:

• طول مستطیل می‌تواند یک متغیر محلی درون متدی باشد که محاسبه‌ی مساحت را انجام می‌دهد.
• عرض مستطیل می‌تواند یک متغیر نمونه در کلاسی به نام Rectangle باشد.
• یک شمارنده‌ی داخلی که تعداد کل مستطیل‌های ایجادشده را نگه می‌دارد، می‌تواند یک متغیر کلاس باشد.

پیشنهاد مطالعه: ساخت برنامه اندروید با جاوا – راهنمای مقدماتی

نکات کلیدی در نامگذاری متغیرها در جاوا

انتخاب نام مناسب برای متغیرها، خوانایی و فهم کد را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. در جاوا، برای نامگذاری متغیرها به چند نکته‌ی کلیدی باید توجه کنید:

 

• استفاده از حروف کوچک انگلیسی: به‌صورت عرف، نام متغیرها با حروف کوچک انگلیسی آغاز می‌شوند و برای تمایز بخش‌های مختلف کلمه از حروف بزرگ انگلیسی استفاده می‌شود (مانند productName یا customerAge).
• معنادار بودن نام: تا حد امکان، سعی کرده نامی برای متغیر انتخاب کنید که ماهیت و محتوای آن را به‌وضوح نشان دهد.

• استفاده از کلمات کلیدی: از کلمات کلیدی جاوا در نام متغیرها استفاده نکنید، زیرا این کلمات برای اهداف دیگری در زبان برنامه‌نویسی رزرو شده‌اند.
• حساسیت به حروف: متغیرها در جاوا به حروف بزرگ و کوچک حساس هستند، به این معنی که totalSales و TotalSales دو متغیر مجزا محسوب می‌شوند.
• طول مناسب: نام متغیرها باید به‌اندازه‌ی کافی گویا باشد، اما در عین حال از حد معقول نیز تجاوز نکند. نام‌های طولانی و پیچیده خوانایی کد را کاهش می‌دهند.
• استفاده از نام‌های استاندارد: برای نامگذاری متغیرهای رایج، از قواعد و استانداردهای پذیرفته‌شده در میان برنامه‌نویسان جاوا استفاده کنید. این کار به افزایش انسجام و خوانایی کد شما کمک می‌کند.

فهرست کلمات کلیدی جاوا

درست همان‌طور که یک معمار برای ساختن یک بنا از آجر و سیمان استفاده می‌کند، یک برنامه‌نویس جاوا نیز برای خلق برنامه‌های کاربردی و پویا به ابزارهای قدرتمندی نیاز دارد. یکی از این ابزارهای کلیدی، کلمات کلیدی (Keywords) هستند. کلمات کلیدی در جاوا، واژگان رزرو شده‌ای هستند که معنای خاصی در زبان دارند و نمی‌توان از آن‌ها به عنوان نام متغیر، کلاس یا متد استفاده کرد.

 

این کلمات کلیدی، نقش راهنما و فرمانده را در دنیای برنامه‌نویسی جاوا ایفا می‌کنند و به شما کمک می‌کنند تا دستورات و ساختارهای مختلف برنامه را به درستی تعریف و پیاده‌سازی کنید.

کلمات کلیدی مربوط به نوع داده:

• byte
• short
• int
• long
• float
• double
• char
• boolean
• String

کلمات کلیدی مربوط به ساختارهای کنترلی:

• if
• else
• switch
• case
• default
• while
• do-while
• for
• break
• continue

کلمات کلیدی مربوط به کلاس‌ها و اشیاء:

• class
• object
• new
• this
• super

کلمات کلیدی مربوط به متدها:

• public
• private
• protected
• static
• void
• abstract
• return

کلمات کلیدی مربوط به مدیریت حافظه:

• import
• package
• extends
• implements

کلمات کلیدی دیگر:

• final
• instanceof
• null
• assert
• try
• catch
• finally

توجه: این فقط لیست مختصری از کلمات کلیدی جاوا است. برای مشاهده‌ی لیست کامل، می‌توانید به منابع آموزشی معتبر مراجعه کنید.

پیشنهاد مطالعه: آموزش شی گرایی در جاوا به زبان ساده + مثال عملی

انواع داده در جاوا

قبل از ادامه‌ی بحث در مورد متغیرها، لازم است با انواع داده‌های اولیه در جاوا آشنا شویم. جاوا از انواع داده‌ی مختلفی برای ذخیره‌سازی اطلاعات پشتیبانی می‌کند، از جمله:

• byte: اعداد صحیح کوچک بین -128 تا 127
• short: اعداد صحیح با دامنه‌ی بیشتر بین -32768 تا 32767
• int: اعداد صحیح رایج با دامنه‌ی بین -2147483648 تا 2147483647
• long: اعداد صحیح با دامنه‌ی بسیار بزرگ بین -9223372036854775808 تا 9223372036854775807
• float: اعداد اعشاری با دقت تک‌پایه‌ای
• double: اعداد اعشاری با دقت دوپایه‌ای
• char: تک‌کاراکترها
• boolean: مقادیر درست یا غلط (true یا false)
• String: رشته‌های متنی

هر متغیر در جاوا باید با ذکر نوع داده‌اش قبل از نام آن، تعریف شود. برای مثال:

int age;

float price;

char initial;

String name;

تعریف متغیر در جاوا

برای تعریف یک متغیر در جاوا، از کلمه‌ی کلیدی var یا dataType به همراه نام متغیر و مقدار اولیه‌ی آن (در صورت تمایل) استفاده می‌کنیم. به عنوان مثال:

var message = "Hello, World!";

int count = 10;

double PI = 3.14159265;

در مثال بالا، متغیری به نام message از نوع String با مقدار اولیه‌ی “Hello, World!”، متغیری به نام count از نوع int با مقدار اولیه‌ی 10 و متغیری به نام PI از نوع double با مقدار ثابت π (3.14159265) تعریف شده‌اند.

مثالی جامع از آموزش متغیرها در جاوا

در این بخش، با یک مثال جامع و کاربردی، به دنیای متغیرها در جاوا سفر می‌کنیم و نحوه‌ی تعریف، استفاده و مدیریت آن‌ها را به‌طور کامل بررسی خواهیم کرد. فرض کنید می‌خواهیم برنامه‌ای بنویسیم که مساحت و محیط یک مستطیل را محاسبه کند. برای این کار، به سه متغیر نیاز داریم:

 

1. طول مستطیل: این متغیر از نوع int خواهد بود و طول مستطیل را در واحد دلخواه (مانند سانتی‌متر یا متر) ذخیره می‌کند.
2. عرض مستطیل: این متغیر نیز از نوع int خواهد بود و عرض مستطیل را در واحد دلخواه ذخیره می‌کند.
3. مساحت مستطیل: این متغیر از نوع double خواهد بود و مساحت محاسبه‌شده‌ی مستطیل را ذخیره می‌کند.

مرحله 1: تعریف متغیرها

برای تعریف متغیرها در جاوا، از کلمه‌ی کلیدی var یا نوع داده‌ی متغیر به همراه نام متغیر و مقدار اولیه‌ی آن (در صورت تمایل) استفاده می‌کنیم. در مثال ما، کد به شکل زیر خواهد بود:

var length = 10; 

var width = 5; 

double area; 

مرحله 2: محاسبه مساحت

حال که متغیرها را تعریف کرده‌ایم، می‌توانیم با استفاده از عملگر ضرب، مساحت مستطیل را محاسبه و در متغیر area ذخیره کنیم:

area = length * width;

مرحله 3: نمایش نتیجه

در نهایت، می‌توانیم با استفاده از دستور چاپ (System.out.println()‎)، مقدار مساحت را به کاربر نمایش دهیم:

System.out.println("مساحت مستطیل: " + area);

با اجرای این کد، خروجی زیر در کنسول نمایش داده می‌شود:

مساحت مستطیل: 50.0

شرح گام به گام:

1. در خط اول، دو متغیر length و width از نوع int با مقادیر اولیه‌ی 10 و 5 تعریف می‌شوند.
2. در خط دوم، متغیر area از نوع double برای ذخیره‌سازی مساحت مستطیل تعریف می‌شود.
3. در خط سوم، با استفاده از عملگر ضرب (*)، طول و عرض مستطیل با هم ضرب شده و حاصل در متغیر area ذخیره می‌شود.
4. در نهایت، در خط چهارم، با استفاده از دستور System.out.println()‌‎، مقدار متغیر area (که در حال حاضر 50 است) به همراه یک عبارت توضیحی، به کاربر نمایش داده می‌شود.

نکات مهم:

• در انتخاب نام متغیرها، سعی کنید از نام‌هایی استفاده کنید که گویای محتوای آن‌ها باشند. در این مثال، نام‌های length و width به‌وضوح نشان می‌دهند که این متغیرها به ترتیب طول و عرض مستطیل را ذخیره می‌کنند.
• نوع داده‌ی هر متغیر باید متناسب با نوع داده‌ای باشد که در آن ذخیره می‌شود. در این مثال، از نوع داده‌ی int برای طول و عرض مستطیل و از نوع داده‌ی double برای مساحت استفاده شده است، زیرا مساحت می‌تواند شامل اعداد اعشاری نیز باشد.
• در صورت تمایل، می‌توانید برای متغیرها مقادیر اولیه‌ای نیز در نظر بگیرید. در این مثال، مقادیر اولیه‌ی 10 و 5 برای طول و عرض مستطیل در نظر گرفته شده‌اند.
• برای نمایش مقادیر متغیرها به کاربر، می‌توانید از دستور System.out.println() استفاده کنید.

کلاس و اشیاء در جاوا

کلاس (Class) در جاوا، نقش نقشه‌ی ساختمانی را دارد که بر اساس آن می‌توان اشیاء (Object) مختلفی را ایجاد کرد. هر کلاس شامل مشخصه‌هایی (Attributes) و متدهایی (Methods) است که ویژگی‌ها و رفتارهای اشیاء ساخته‌شده از آن را تعریف می‌کنند.

اشیاء (Object) نمونه‌های واقعی از یک کلاس هستند. هر شیء دارای مجموعه‌ای از مشخصه‌ها و متدهای خاص خود است که با مقادیر اولیه یا مقادیری که در هنگام ایجاد شیء به آن اختصاص داده می‌شود، پر شده‌اند.

Char در جاوا

متغیرهای نوع char در جاوا برای ذخیره‌سازی تک‌کاراکترها استفاده می‌شوند. برای مقداردهی به یک متغیر char از علامت نقل قول تکی (‘) استفاده می‌شود. به عنوان مثال:

char letter = 'A';

char symbol = '@';

در این مثال، متغیری به نام letter با مقدار ‘A’ و متغیری به نام symbol با مقدار ‘@’ تعریف شده‌اند.

تفاوت بین متغیرهای محلی، نمونه و کلاس در جاوا چیست؟

• متغیرهای محلی: در داخل بدنه‌ی متدها تعریف می‌شوند و فقط در همان متد قابل دسترسی و استفاده هستند.
• متغیرهای نمونه: در داخل کلاس‌ها تعریف می‌شوند و برای تمام اشیاء ساخته‌شده از آن کلاس قابل دسترسی‌اند.
• متغیرهای کلاس: با کلمه‌ی کلیدی static تعریف می‌شوند و متعلق به خود کلاس هستند، نه اشیاء ساخته‌شده از آن. فقط یک نسخه از متغیر کلاس در حافظه وجود دارد و همه‌ی اشیاء می‌توانند آن را ببینند و در صورت لزوم، مقدار آن را تغییر دهند.

 چه نوع داده‌هایی را می‌توان در متغیرهای جاوا ذخیره کرد؟

جاوا از انواع داده‌ی مختلفی برای ذخیره‌سازی اطلاعات پشتیبانی می‌کند، از جمله اعداد صحیح، اعداد اعشاری، تک‌کاراکترها، رشته‌های متنی، مقادیر درست یا غلط (true یا false) و ارجاع به اشیاء دیگر.

 چگونه می‌توان یک متغیر را در جاوا تعریف کرد؟

برای تعریف یک متغیر در جاوا، از کلمه‌ی کلیدی var یا dataType به همراه نام متغیر و مقدار اولیه‌ی آن (در صورت تمایل) استفاده می‌کنیم.

قواعد نامگذاری متغیرها در جاوا چه هستند؟

• از حروف کوچک انگلیسی استفاده کنید.
• نامی معنادار و مرتبط با محتوای متغیر انتخاب کنید.
• از کلمات کلیدی جاوا در نام متغیرها استفاده نکنید.
• به حساسیت به حروف توجه داشته باشید.
• از طول مناسب برای نام متغیر استفاده کنید.
• از نام‌های استاندارد برای متغیرهای رایج استفاده کنید.

 چه تفاوتی بین کلاس و شیء در جاوا وجود دارد؟

تفاوت بین کلاس و شی در جاوا به صورت زیر است:

• کلاس: نقش نقشه‌ی ساختمانی را دارد که بر اساس آن می‌توان اشیاء مختلفی را ایجاد کرد.
• شیء: نمونه‌ی واقعی از یک کلاس است که دارای مجموعه‌ای از مشخصه‌ها و متدهای خاص خود است.

با تسلط بر مفاهیم پایه و کلیدی مربوط به متغیرها در جاوا، گامی بلند در مسیر یادگیری این زبان قدرتمند برداشته‌اید. به یاد داشته باشید که تمرین و ممارست مداوم، کلید ارتقای مهارت برنامه‌نویسی شماست.

جمع‌بندی

متغیرها در جاوا، ابزارهای قدرتمندی برای نگه‌داری و مدیریت اطلاعات در برنامه‌ها هستند. با درک انواع متغیرها، نحوه‌ی تعریف و استفاده از آن‌ها و نکات کلیدی نامگذاری‌شان، می‌توانید برنامه‌های جاوا را به‌صورت سازمان‌یافته، خوانا و کارآمدتر بنویسید. به یاد داشته باشید که انتخاب نام‌های مناسب برای متغیرها، کلید افزایش خوانایی و فهم کد شماست.

 

اگر به فکر یادگیری کامل جاوا هستید و دوست دارید در زمینه جاوا به یک برنامه نویس تمام عیار تبدیل شوید، پیشنهاد ما به شما استفاده از دوره‌های آموزش جاوا و آموزش برنامه نویسی در مکتب خونه است. در مکتب خونه انواع دوره آموزش برنامه نویسی با قابلیت ارائه گواهینامه موجود است.