Traitement de texte en Java via le terminal

Java est un langage destiné principalement aux interfaces graphiques et à la programmation de serveurs. Néanmoins, il offre les mêmes facilités que le C, voire un peu de bibliothèques en plus, pour le traitement de données au terminal. D’autres langages de scripting, tel Perl, Python, Lua, Ruby, offrent beaucoup plus de facilités dans ce sens, mais le but de ce cours étant aussi la consolidation de notre connaissance du Java, nous n’en parlerons pas.

Le terminal

Il y a deux façons de traiter le texte, et plus généralement les données. Tout le monde connaît les fichiers, paquets de données binaires destinées à être stockées sur disque dûr et/ou chargées en mémoire vive afin d’être traités par les logiciels. L’autre moyen, moins pratiqué par les non-experts, est le terminal, ou console, véritable couteau suisse de l’informaticien.

Dans les systèmes Unix (ce qui inclut Linux, BSD, MacOS, …), un terminal est souvent facilement disponible (MacOS peut demander un peu de configuration pour l’afficher). Dans windows 7, un terminal est disponible sous le nom, très impropre, d’invite de commandes. Trouvez ce logiciel dans votre système et créez un raccourci vers celui-ci.

Lorsque vous exécutez un terminal, celui ci vous place dans un répertoire initial, vous affiche un prompt (c’est à dire une ligne de texte contenant des informations telles le répertoire courant, l’utilisateur, etc.), et se met en attente de vos commandes. Sous linux vous pouvez demander à afficher le contenu du répertoire courant en tapant ls ; la même chose peut être obtenue sous Windows avec la commande dir.

Voici un exemple de dialogue avec un terminal linux :

Linux proust 3.2.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.2.35-2 x86_64

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
You have mail.
Last login: Fri Jan 25 18:17:14 2013 from 85-170-121-50.rev.numericable.fr
dfl@proust:~$ ls
apo      Downloads           Fiche de renseignement PStage.odt  texmf   travail
bin      enseignement        keats                              tmp     www
Desktop  examen-13-1-10.pdf  prism_www                          towers
dfl@proust:~$ cd ..
dfl@proust:/home$ ls
dfl  lost+found

La ligne dfl@proust:~$ est le prompt, indiquant l’utilisateur (dfl), le nom de l’ordinateur (proust) et le répértoire courant (~, un alias pour le répertoire initial /home/dfl).

Vous pouvez vous déplacer dans le répertoires, aussi bien sous UNIX que sous Windows, avec la commande cd suivie du nom du répertoire. Le nom .. est un alias pour le nom du répertoire parent.

Si vous avez un fichier de texte dans votre répertoire courant, vous pouvez l’afficher dans le terminal avec la commande cat (type sous windows) suivie du nom du fichier.

Déplacez-vous dans un dossier contenant un fichier de texte et affichez-le avec la commande cat (type).

N’hésitez pas à test l’usage des flèches haut/bas (en général, rappel des dernières commandes) et la touche tab (en général, auto-complétion) dans le terminal. De nombreux autres raccourcis clavier sont aussi disponibles selon votre terminal, à vous de les découvrir.

Java et le terminal

On va refaire pour la n-ième Hello world en Java.

Dans le répertoire de votre choix, avec votre éditeur préféré (pas notepad, svp), créez un fichier Hello.java contenant le texte suivant
```
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello world!");
    }
}
```
il est important d’écrire Hello avec la même combinaison de majuscules et minuscules dans le nom du fichier et dans le nom de la classe.
Java est un langage compilé/interprété, ce qui veut dire qu’avant de pouvoir exécuter Hello.java il va falloir le compiler dans un fichier Hello.class. Certains IDE (par exemple Eclipse) le font automatiquement pour vous, mais nous allons quand même faire au moins une fois la démarche de compiler à la main. Dans le terminal naviguez jusqu’au répertoire contenant Hello.java. Au prompt, tapez la commande
```
javac Hello.java
```
Si tout va bien, ceci va créer le fichier Hello.class, vérifiez sa présence avec la commande ls (dir). Il se pourrait que cette commande échoue parce que le système n’arrive pas à trouver le programme javac. Ceci est très improbable sous Linux ; sous Windows, au contraire, cela arrivera presque sûrement. Pour régler ce problème, allez voir cette page.
Maintenant vous pouvez exécuter votre programme. Tapez
```
java Hello
```
et observez le résultat.

Prendre des entrées sur la ligne de commande

L’intérêt de la console c’est qu’elle permet de passer avec simplicité des entrées aux programmes java, voir même le contenu d’un fichier entier. Pour passer des paramètres à un programme à travers la console, il suffit de les écrire dans la ligne de commande à la suite du nom du programme, séparés par des espaces, comme ceci

java Hello parametre1 parametre2

Chaque langage a sa façon de rendre ces paramètres disponibles au programme. En C, ils sont passés à la fonction main dans un tableau de chaînes de caractères, comme ceci

int main (int argc, char** argv) {
    ...
}

où argc est un entier donnant le nombre de paramètres plus un, argv est le tableau de chaînes, contenant le nom du programme en argv[0], les paramètres dans les cases suivantes. Java se comporte de façon très similaire au C, en passant les paramètres au main dans un tableau de String, comme ceci

public static void main(String [] args) {
    ...
}

Contrairement au C, args[0] contient le première paramètre, le nom du programme étant toujours déductible du nom de la classe contenant le main.

Écrivez un programme Echo.java qui prend en entrée un nombre arbitraire de paramètres et qui les affiche un par un.

Codage ASCII et Unicode

On va écrire un programme permettant d’afficher les codes correspondants aux caractères, et inversement. Java code ses caractères en Unicode, dont les

Créez un fichier Symboles.java, qui prend un paramètre sur la ligne de commande et qui en affiche le premier caractère. La méthode .charAt() de la classe String permet d’extraire un caractère d’une chaîne.
Un char n’est autre que des octets de données, un int en contient quatre. Par conséquent, java permet d’assigner le contenu du premier au deuxième sans problèmes (mais pas l’inverse). Vous pouvez ainsi écrire
```
char c = 'a';
int  d = c;
```
modifiez le programme Symboles.java pour qu’il affiche la valeur numérique du caractère entré.
Lorsqu’on affiche un int, Java montre sa valeur en base 10. Mais avec les caractères, on a plutôt l’habitude d’afficher leur codes en base 16. La fonction ` Integer.toString(d, 16) permet d'afficher l'entier d en base 16. Modifiez Symboles.java` pour qu’il affiche la valeur hexadécimale à côté de la valeur décimale.

Voici un exemple d’exécution du programme

dfl@deagol:~$ java Symboles a
a 97 61

Essayez avec plusieurs symboles courant. Essayez avec des symboles exotiques, comme par exemple le symbole d’euro €. Que constatez-vous?

Une convention courante pour les programmes destinés à être utilisés par la console consiste à accepter des options sous la forme d’un code précédé par un tiret -. Modifier le programme en sorte que lorsqu’il est invoqué comme ceci
```
java Symboles -u A2
```
il fonctionne en mode inverse, c’est à dire qu’il affiche le caractère Unicode correspondant au code hexadécimal A2. Si l’option -u n’est pas donnée, le programme fonctionne comme avant. Vous pouvez utiliser la fonction Integer.parseInt(s, 16) pour convertir un String en l’entier qu’il représente en base 16.

Note : parseInt donne un int, qui est un type de données tenant sur 4 octets. Les caractères Unicode sont représentés en Java par des char, qui tiennent sur 2 octets. Convertir un int en char est donc une opération nécessairement dangereuse, qui risque de perdre des données, par conséquent Java va se rebeller si vous essayez de faire
```
int d = 2;
char c = d;
```
Pour expliquer à Java que vous savez ce que vous êtres en train de faire, vous devez utiliser un cast explicite :
```
int d = 2;
char c = (char)d;
```
Ajoutez une fonction
```
public static String toHexString(int d) {
    ...
}
```
à la classe. La fonction doit prendre en entrée un entier d et renvoyer sa représentation en hexadécimal sous forme de String. Utilisez l’algorithme de conversion de base vu au semestre précédent, ne vous servez pas de Integer.toString. Remplacez l’appel à Integer.toString par cette nouvelle fonction.
Dans le même esprit, ajoutez une fonction static int fromHexString(String s) réalisant la conversion inverse. Remplacez les appels à Integer.parseInt par cette nouvelle fonction.
Modifiez les fonctions toHexString et fromHexString pour qu’elles fassent la conversion en utilisant une base arbitraire à la place de 16. Elles doivent prendre un deuxième paramètre de type int qui représente la base.

Solution

Cliquez sur la boîte ci-dessous pour découvrir la solution.

public class Symboles {  // Cliquez ici pour voir la solution
    /*
       Ecrit un entier en base b. Recursif, juste pour le plaisir.
     */
    public static String toString(int d, int b) {
        if (b > 36 || b < 2)
            throw new NumberFormatException("Base too small or too large: " + b);
        if (d < 0) {
            return "-" + toString(-d, b);
        } else {
            // Le chiffre le plus a gauche de d, comme un entier
            int chiffre = d % b;
            // Conversion du chiffre en code Unicode
            char c = (char)(chiffre < 10 ? 
        		    '0' + chiffre :
        		    'A' + chiffre - 10);
            // Concatenation avec le reste du nombre
            return (d >= b ? toString(d / b, b) : "") + c;
        }
    }

    /*
       Lit un entier en base b. Recursif, comme auparavant.
     */
    public static int fromString(String s, int b) {
        if (s.length() == 0)
            return 0;

        // Le code Unicode du chiffre le plus a gauche
        char c = s.charAt(s.length() - 1);
        // Conversion du code Unicode a un entier
        int chiffre;
        if (c >= '0' && c <= '9')
            chiffre = c - '0';
        else if (c >= 'a' && c <= 'z')
            chiffre = c - 'a' + 10;
        else if (c >= 'A' && c <= 'Z')
            chiffre = c - 'A' + 10;
        else
            throw new NumberFormatException("Cannot interpret string as number: " + s);

        // On controle que le nombre est coherent avec la base
        if (chiffre >= b)
            throw new NumberFormatException("Cannot interpret string as number: " + s);

        return fromString(s.substring(0, s.length() - 1), b) * b + chiffre;
    }

    public static void main(String[] args) {
        if (args.length == 0) {
            return;
        } else if (args[0].startsWith("-u") && args.length > 1) {
            // Un ajout par rapport au sujet: on prend la base en parametre
            int b = fromString(args[0].substring(2), 10);
            b = b == 0 ? 16 : b;
            int c = fromString(args[1], b);
            System.out.println((char)c + " " +
        		       toString(c, 10) + " " +
        		       toString(c, 16));
        } else {
            char c = args[0].charAt(0);
            System.out.println(c + " " + 
        		       toString(c, 10) + " " + 
        		       toString(c, 16));
        }
    }
}