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Initiation au langage Java

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Le langage Java

Langage de programmation

Dvelopp par SUN microsystems en 1995

Initialement orient web

Syntaxe proche du langage C

Cest un langage interprt et compil

Cest un langage orient-objet

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Rappel sur ProgrammationOriente Objet (POO)

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Programmation oriente-objet

Cest avant tout une dmarche deconception de programme qui sefocalise sur les objets dvelopper

plutt que sur les traitements.

1. Identifier les objets du programme

2. Identifier les donnes ncessaires chaque objet (Attributs)3. Identifier des mthodes de traitement de chaque objet

4. Dvelopper des classesdobjets

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Exemple: gestion dune bibliothque

Avec une programmation procdurale (ex:C), on cherchera crire des fonctions pour :

Rechercher un livre daprs son titre, son auteur,

Enregistrer le prt dun livre Enregistrer le retour dun livre

Identifier les lecteurs en retard

Crer un nouveau lecteur

Enregistrer un nouveau livre Afficher la liste des livres emprunts par un lecteur

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Exemple: gestion dune bibliothque

Avec un langage de programmation orient-objet, on dfinit le contenu des classesdobjets manipuls :

La classe Livre qui a un titre, un auteur, un emprunteur et desmthodes empruntPar(Lecteur l), rendu(), estEnRetard(), La classe Lecteur qui a un nom, une adresse, une listedelivres

emprunts et des mthodes emprunte(Livre l), retourne(Livre

l), Dautres classes telles que DVD, StatutLecteur, Bibliothque,CatgorieLivre, Employ,

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Classe

Une classe est un type complexe de donnes.On dclare des variables dont le type est uneclasse comme pour les types primitifs:

int monEntier; Livre monLivre;

Cest au concepteur de la classe dcrire toutesles oprations qui lui sont applicables

En Java, un programme est uniquementconstitue de classes.

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Exemple: la classe Livre

class Livre {String titre;int numero;Lecteur emprunteur;

String getTitre() {return titre;}

boolean estEmprunte() {

if (emprunteur == null)return false;else return true;

}}

Donnes

Mthodes

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Droits d'accs

Une variable ou une mthode a un type d'accs qui la rendaccessible ou non en fonction de la classe o elle est appele.

public, ex: publicStringgetTitre() {}

La mthode est accessible par toutes les classes.

private, ex: privateStringtitre;

La variable n'est accessible que dans sa classe.

protected, ex: protectedStringnomCategorie;

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Exemple: droits d'accs

public class Livre {private String titre;private int numero;Lecteur emprunteur;

public String getTitre() {return titre;

}

public boolean estEmprunte() {if (emprunteur == null)

return false;else return true;

}

}

public class MauvaisExemple {

public String getDescription(Livre l) {

String str = l.titre;

if (l.estEmprunte())str = str + " emprunte";

else

str = str + "libre;

return str;

}

}

public class BonExemple {

public String getDescription(Livre l){

String str = l.getTitre();if (l.estEmprunte())

str = str + "emprunte";

else

str = str + " libre";

return str;

}

}

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Objet

Un objet est une instancedune classe:Livre monLivre = new Livre();

Lobjet monLivre a toutes les propritsde sa classe. Par exemple :monLivre.titre

monLivre.estEmprunte()

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Constructeur

Linstanciation dune classe en un objet fait appel une mthode constructeur qui effectue des

oprations dinitialisation.

Un constructeur a le mme nom que sa classe; Un constructeur na pas de valeur de retour;

Il peut exister plusieursconstructeurs (avec des paramtres

dentre diffrents);

Il faut au moins un constructeur dans une classe pour pouvoir

instancier des objets.

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Constructeur Livre

class Livre {Livre() {

titre = null;emprunteur = null;

numero = 0;}

Livre(String t, int n) {titre = t;numero = n;

emprunteur = null;}

}

Livre monLivre;

monLivre = new Livre();

Livre unLivre;

unLivre = new Livre("Java",123);

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Mthode main

Une classe excutable dispose d'une mthode:

public static void main(String[ ] args)

La mthode main est la premire excute au dbut du programme

public class Enregistrement {public static void main(String[ ] args) {

Lecteur l = new Lecteur("Youssef");

l.inscrit();}}

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Syntaxe du langage

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Types primitifs

Mme typesqu'en C:

int

float double short long char void

Plus deux nouveaux types : boolean

byte

Plus la classe : String

Dclaration :

int monEntier; String chaine;

boolean test;

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Structures de contrle

Instruction itrative

while {bloc}

Exemple :

while ( i < biblio.nbLivres() ) {Livre l = biblio.getLivre(i);l.setDisponible(true);i++;

}

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Structures de contrle

Instruction itrative

for (; ; ) {bloc}

Exemple :

for (int i = 0; i < biblio.nbLivres(); i++ ) {Livre l = biblio.getLivre(i);

l.setDisponible(true);}

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Structures de contrle

Instruction de choix multiple

switch () {case : case : default:

}

Exemple :

switch (l.getCategorie()) {case 1: l.setDuree(15);

break;case 2: l.setDuree(20);

break;default: l.setDuree(30);}

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Environnement Java

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Packages

Un package regroupe des classes et des sous-packages sous un thme prcis. Exemple :

Le packagejava contient des classes de base dulangage.

Le packagejava.net contient des classe pour laprogrammation rseau.

Pour crer un package, vous devez prciser son nom au dbutd'une classe.

package bibliotheque;

public class Livre {}

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Recommandations de dveloppement

Le code source d'une classe doit tre enregistrdans un fichier de mme nom que la classe. Ex:

Livre.java

Toutes les classes d'un package doivent tre dansun rpertoire de mme nom que le package. Ex:

C:\MesProgs\src\exemples\bibliotheque\Livre.java

En gnral, chaque nom de classe commence parune majuscule.

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Import

Pour utiliser une classe d'un autrepackage, il faut l'importer.

package exemples.bibliotheque;

import java.util.*;/* import java.util.Vector; marche aussi */

Public class Livre {

Vector liste;

}

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Langage interprt ?

Compilateur

Interprteur

Systme d'exploitation

Code source

Bytecode

Code machine

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Compilation

Le code source est compil par l'instructionjavacjavac Livre.java

Deux options sont ncessaires pour Enregistrer le bytecode dans autre un rpertoire

javac d Compiler si des classes d'autres packages sont utilises

javac classpath

Exemple :

javac d C:\MesProgs\classes -classpath C:\MesProgs\src Livre.java

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Excution

Une classe excutable se lance avec l'instructionjava suivie deson nom complet (avec son package).

java exemples.bibliotheque.Livre

Une options est ncessaire si des classes d'autres packages sontutilises:

java classpath

Exemple :java -classpath C:\MesProgs\classes exemples.bibliotheque.Livre

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Documentation

Une documentation HTML peut tre gnre pour dcrire despackages par l'instructionjavadoc

l'optiond existe aussi pour spcifier un rpertoire dedestination

javadoc d C:\MesProgs\doc exemples

Les fichiers sources doivent tre correctement comments pourcrer une vritable documentation.

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Tags de documentation

@author pour afficher les noms desauteurs de la classe

@param pour dcrire les paramtres

d'entre d'une mthode @return pour dcrire la valeur de retour

d'une mthode

@see pour crer un lien vers d'autresclasses

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Application Programming Interface(API)

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Application Programming Interface

L'API (Application Programming Interface) dsigne unensemble de classes gnriques utilisables par un dveloppeurJava.

L'API du SDK 1.4 a t tendue de manire incrmentaledepuis la version 1.02 du JDK.

Le code source des classes est disponible.

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Packages java, javax et org

L'API du SDK 1.4 est dcoupe en packages qui regroupentles classes par thme.

Au plus haut niveau :

le package java contient des classes couramment utilises

le package javax contient des extensions plus spcialises

le package org contient des extensions proposes par

d'autres organisations (comme l'Object Management Group)

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Quelques packages

java.lang : classes de base du langage

java.util : classes utilitaires

java.io : classes de gestion des entres/sorties

java.net : classes pour la programmation

rseau

java.awt : classes graphiques javax.swing : autres classes graphiques

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Classe java.lang.String

Reprsente une chane de caractres Constructeurs:

String s = new String();

String s = new String("hello"); Quelques mthodes:

int length();

char charAt(int pos);

boolean equals(Object o); int indexOf(char c);

String substring(int debut, int fin);

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Classe java.util.Vector

Reprsente un ensemble ordonn d'lments Constructeur :

Vector v = new Vector();

Quelques mthodes:

int size();

boolean isEmpty();

boolean contains(Object o);

Object elementAt(int pos); void setElementAt(Object o, int pos);

void addElement(Object o);

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Classe java.lang.Math

Pas de constructeur

Uniquement des mthodes et variables static:

Math.PI, Math.E

double cos(double a); double sqrt(double a);

double pow(double a, double b);

int round(float a);

int max(int a, int b);

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Attributs d'instance ou de classe

Une variable ou mthode appartient uneinstance sauf si elle est static auquel cas elleappartient la classe.

Attribut d'instance

public String getTitre() s'appelle sur un objet

Livre monLivre = newLivre();

monLivre.getTitre();Livre.getTitre();

Attribut de classe

Class Integer {static int MAX_VALUE}s'appelle sur une classe

int val = Integer.MAX_VALUE;

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La relation d'hritage

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Introduction

Premier niveau d'abstraction : Distinction entre instance et classe

La proprit d'hritage permet de gnraliser plusieurs classespour manipuler des entits un plus haut niveau d'abstraction.Par exemple, des classes Voiture, Camion, Moto peuvent tregnralises en une classe Vhicule.

Avantages : Effectuer un mme traitement sur des objets de classesdiffrentes;

viter la redondance de structure.

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Introduction

String nom;String prenom;String adresse;Statut statut;Livre[] emprunts;

Lecteur

String nom;String prenom;String adresse;

Employ

String nom;String prenom;String adresse;

String nom;String prenom;String adresse;

Concrtement, l'hritage consiste factoriser des attributscommuns plusieurs classes.

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Introduction

String nom;String prenom;String adresse;

Personne

Statut statut;

Livre[] emprunts;

Lecteur Employ

Les classes Lecteur et Employ hritent de la classe Personne

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Hritage des donnes

double solde;Client proprietaire;

Compte

double txInteret;CompteEpargne

Si la classe CompteEpargne hrite de laclasse Compte, les donnes de Compteseront encapsules dans CompteEpargne.

Les instances de Compte ont les donnes : solde propritaire

Les instances de CompteEpargne ont lesdonnes : solde propritaire txInteret

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Hritage des mthodes

double solde;Client proprietaire;void passer(Ordre)

double consulter()

Compte

double txInteret;double ajoutInteret()

CompteEpargne

Les mthodes de la classe Compte sontencapsules dans la classe CompteEpargne.

Les instances de Compte peuvent invoquer

les mthodes : void passer(Ordre) double consulter()

Les instances de CompteEpargne peuventinvoquer les mthodes : void passer(Ordre) double consulter() double ajoutInteret()

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Hritage des mthodes

public class Compte {public void passer(Ordre o) {

if (o.debiteur = = this) {solde = soldeo.montant;

} else { solde = solde + o.montant;}

}

}Problme: si la classe CompteEpargne doit calculer des intrtstemporaires aprs chaque Ordre, la mthode passer(Ordre) deCompte n'est pas valide.

Heritage impossible ? Modification de Compte ?

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Surcharge de mthodes

La surcharge est la pratique consistant criredans une classe B, hritant d'une classe A, une

mthode qui existe dans la classe A.double solde;Client proprietaire;void passer(Ordre)

double consulter()

Compte

double txInteret;double ajoutInteret()

CompteEpargne

Pour qu'une mthode de B surcharge une mthode de

A, il faut que leurs signatures soient exactementidentiques (nom, type des paramtres d'entre, typede retour).

Les instances de CompteEpargne peuvent invoquer lesmthodes :

consulter() de la classe Compte ajoutInteret() et passer(Ordre) de la classe

CompteEpargnevoid passer(Ordre)

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Exemple de surcharge

public class CompteEpargne extends Compte {

public CompteEpargne(float sol, Client prop) {

super(sol,prop);}

}

public void passer(Ordre o) {

int periode = calculerPeriode();

float interets = (solde * txInteret) * (periode/365);interetsTemporaires = interetsTemporaires + interets;

super.passer(o);

}

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Polymorphisme

Exemple : Tous les objets instances de la classe Compte ou d'une sous-classe de Compte ont une mthode passer(Ordre).

L'appel la mthode passer(Ordre) effectue un traitementdpendant de la classe de l'objet par lequel elle est invoque.

Le polymorphisme est la facult d'effectuer un traitementdiffrent pour l'appel d'un mme symbole. Le traitement dpend du receveur

Il n'est parfois pas important de connatre la nature prcise dutraitement.

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Polymorphisme

public void passerListe(Ordre[ ] o) {for (int i = 0; i < o.length; i++) {

Compte deb = o.debiteur;

Compte cre = o.crediteur;

deb.passer(o);

cre.passer(o);

}

}

Les comptes dbiteur et crditeur d'un objet Ordre peuvent tredes objets de la classe Compte ou d'une sous-classe de Compte(CompteEpargne, CompteCheque, )

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L'hritage est transitif

double solde;Client proprietaire;void passer(Ordre)

Compte

double txInteret;double ajoutInteret()void passer(Ordre)

CompteEpargne

Date duree;void passer(Ordre)

CompteEpargneBloque

La classe Compte encapsule :solde, propritairepasser(Ordre) [de Compte]

La classe CompteChque encapsule :solde, propritairepasser(Ordre) [de Compte]retirer(double)

La classe CompteEpargne encapsule : solde, propritaire, txInteret passer(Ordre) [de CompteEpargne] double ajoutInteret()

La classe CompteEpargneBloqueencapsule :

solde, proprietaire, txInteret,duree

void passer(Ordre) [deCompteEpargneBloque]

double ajoutInteret()

retirer(double)

CompteCheque

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Interfaces & classes abstraites

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Hritage multiple

Certains langages de programmation orient-objet autorisent uneclasse hriter de plusieurs classes.

Rectangle

String description() {return "4 angles droit";}

Losange

String description() {return "4 cts gaux";}

CarreSi description() n'est pas surcharge quelle mthode doit tre appele pour lesobjets de la classe Carr ?

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Hritage multiple

Les langages OO proposent des solutions diverses ce problme : Tout conflit provoque une erreur de compilation (AGL,

certains compilateurs C++);Une priorit d'hritage est dfinie

La rsolution des conflits est alatoire (certains compilateursC++).

Le problme de l'hritage multiple concerne les traitements et nonles signatures de mthode. Le langage Java :

interdit l'hritage multiple; propose d'utiliser des interfaces pour simuler l'hritage

multiple.

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Interfaces

Une interface dfinit les mthodes que certaines classesdoivent obligatoirement implmenter.

Une interface :ne contient aucune donne;contient des signatures de mthodes;n'associe aucune implmentation ses mthodes.

Si une classe implmente une interface, elle doit contenir lesmthodes dcrites dans l'interface en y associant un traitement.une classe peut implmenter plusieurs interfaces;une interface ne peut pas tre instancie;une interface peut hriter d'une autre interface.

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Exemple d'interface

PersonneString nom;String adresse;

Employdouble salaire;double getSalaire() {}

ClientExterneCompte compte;Compte getCompte() {}

ClientInterneCompte compte;Compte getCompte() {}

Client

Compte renvoieCompte();

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Exemple d'interface

public interface Client {

public Compte renvoieCompte();

}

public class ClientExterne extends Personne implements Client {

private Compte compte;

public Compte renvoieCompte() {

return compte;

}}

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Niveaux d'abstraction des objets

Classe abstraite

DonnesPas de donnes

Pas de mthodes

Traitements des mthodes

Signatures des mthodes

Classe Interface Classe

Classe Classe

Interface

?

Classe abstraite

Classe abstraiteClasse abstraite

Classe abstraite

Classe abstraite

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Classes abstraites

Une classe abstraite est une classe dont certaines mthodes nesont pas implmentes.

Une classe abstraite ne peut pas tre instancie; Une classe abstraite peut hriter d'une classe (abstraite ou

non) Une classe abstraite implmenter plusieurs interfaces (sans

tre oblige d'implmenter leurs mthodes) Une classe peut hriter d'une seule classe (abstraite ou non)

Si une classe hrite d'une classe abstraite, elle doitimplmenter toutes ses mthodes abstraites (sans traitement)ou tre elle aussi abstraite.

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Exemple de classe abstraite

ClientInterne

Compte compte;

Compte getCompte() {}verserSalaire() {

compte.credite(salaire);}

Employe

verserSalaire() {

envoyerCheque(salaire);}

Salarie

double salaire;

double getSalaire() {

return salaire;

}

verserSalaire();

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Exemple de classe abstraite

public abstract class Salarie {protected float salaire;

public float renvoieSalaire {return salaire;

}

public abstract void verserSalaire();}

public class ClientInterne extends Salarie {Compte compte;

public void verserSalaire() {compte.credite(salaire);

}}

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Notion d'exception

En Java, les erreurs se produisent lors d'uneexcution sous la forme d'exceptions.

Une exception :

est un objet, instance d'une classe d'exception provoque la sortie d'une mthode

correspond un type d'erreur

contient des informations sur cette erreur

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Classes d'exceptions

Une classe d'exception hrite de java.lang.Throwable.

Elle correspond un type d'erreur et encapsule des informationsrelatives l'erreur qui s'est produit.

La mthode public String getMessage() renvoie une chane decaractres dcrivant l'exception.

IndexOutOfBoundsException

NullPointerException

NumberFormatException

ClassCastException

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Dclaration des exceptions possibles

Chaque mthode doit dclarer dans sa signature lesexceptions qu'elle peut mettre.La liste des exceptions possible est indique la fin de

la signature par throws suivi des classes d'exceptionsconcernes.

public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException

{

}

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mission et cration d'exceptions

Lorsqu'une erreur est dtecte dans une mthode, il faut :1. Crer un objet d'une classe d'exception2. mettre l'exception

int getValue(int pos) throws IndexOutOfBoundsException {

if (pos > tab.length)

throw new IndexOutOfBoundsException("trop grand");

else return tab[pos];}

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Traitement des exceptions

Si une mthode peut mettre une exception (ou appelle

une autre mthode qui peut en mettre une) il faut :

soit propager l'exception (la mthode doit l'avoir

dclare);

soit intercepter et traiter l'exception.

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Propagation d'exceptions

public int ajouter(int a, String str) throws NumberFormatException

int b = Integer.parseInt(str);

a = a + b;

return a;

}

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Interception d'exceptions

public int ajouter(int a, String str) {

try {

int b = Integer.parseInt(str);

a = a + b;} catch (NumberFormatException e) {

System.out.println(e.getMessage());

}

return a;}