Primitive Datentypen. Dr. Wolfgang Süß Thorsten Schlachter

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1 Dr. Wolfgang Süß Thorsten Schlachter

2 Java-Bezeichner Für Variablen, Methoden, Klassen und Schnittstellen werden Bezeichner auch Identifizierer (von engl. identifier) genannt vergeben. Ein Bezeichner ist eine Folge von Zeichen, die fast beliebig lang sein kann (die Länge ist nur theoretisch festgelegt). Die Zeichen sind Elemente aus dem gesamten Unicode-Zeichensatz, und jedes Zeichen ist für die Identifikation wichtig. Das heißt, ein Bezeichner, der 100 Zeichen lang ist, muss auch immer mit allen 100 Zeichen korrekt angegeben werden. Jeder Java-Bezeichner muss entweder mit einem Unicode-Buchstaben oder mit '_' oder '$' beginnen. Ein Unicode-Buchstabe ist zum aus dem Bereich 'A' bis 'Z' (auch 'a' bis 'z'). Nach dem ersten Buchstaben können neben den Buchstaben auch Ziffern folgen. Es wird zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden. Leerzeichen sind innerhalb von Bezeichnern verboten. 2

3 Beispiele Gültige Bezeichner: mami kullireimtsichaufulli IchMussWilliAnrufen RAPHAEL_IST_LIEB Ungültige Bezeichner: 2und2macht4 hose gewaschen hurtig! class 3

4 Reservierte Schlüsselw sselwörter abstract assert boolean break byte byvalue case cast catch char class const continue default do double else enum extends final finally float for future generic goto if implements import instanceof int inner interface long native new null operator outer package private protected public rest return short static strictfp super switch synchronized this throw throws transient try var void volatile while 4

5 Quelltext dokumentieren Mit Kommentaren den Überblick bewahren Kommentare erleichtern es, zu einem späteren Zeitpunkt die Funktionsweise einzelner Teile nachzuvollziehen. Kommentare werden direkt in den Quelltext aufgenommen. Da Kommentare vom Compiler überlesen werden sollen, müssen Sie Kommentare als solche kennzeichnen. In Java gibt es zwei grundlegende Kommentartypen: Einzeilige Kommentare // Kommentar bis zum Ende der Zeile. Alle Zeichen hinter // werden vom Compiler überlesen. Mehrzeilige Kommentare /* */ Kommentar über mehrere Zeilen. Ab der Zeichenkombination /* werden alle Zeichen im Quelltext vom Compiler überlesen, bis die Zeichenkombination */ auftritt. 5

6 Beispiel class Comment { // Definition der Klasse public static void main( String args[] ) { System.out.println( "Hallo Welt" ); // Mit dem Befehl können // Sie einen Text ausgeben /* zu Testzwecken als Kommentar: */ } System.out.println( "Hallo Europa" ); // diese Ausgabe ist als // Kommentar gekennzeichnet // und wird daher nicht // ausgefuehrt } 6

7 Anweisungen Anweisungen (Statements) beschreiben vom Programmierer erstellte Befehle zur Lösung einer Aufgabe. Ein Programm besteht aus eine Folge von Anweisungen, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden. Syntax für Anweisungen: Eine Anweisung besteht aus einer einfachen Anweisung oder aus einem Anweisungsblock. Eine einfache Anweisung wird mit einem Semikolon abgeschlossen. Ein Anweisungsblock fasst mehrere einfache Anweisungen in geschweiften Klammern { } zusammen. Die Klammern { } müssen immer paarweise auftreten. Anweisungsblöcke können geschachtelt werden. 7

8 Beispiel statement; // Einfache Anweisung // oder { // Beginn eines Anweisungsblocks statement1; statement2;.. // weitere Anweisungen } // Ende des Anweisungsblocks 8

9 In Java gibt es zwei Arten von Datentypen: Klassen In den Anweisungen eines Programms wird mit Daten gearbeitet, die sich in ihrer Art unterscheiden: Zahlen (numerische Daten) Zeichen (alphanumerische Daten) Boolesche (logische) Daten (Wahrheitswerte) Java legt mit den primitiven Datentypen fest, welche Daten jeweils zulässig sind. Die Art der Daten unterscheiden sich durch: ihren zulässigen Wertebereich in der Größe des dafür benötigten Speicherplatzes 9

10 Numerische Datentypen Integer-Datentyp Für ganze Zahlen (ohne Nachkommastellen) mit Vorzeichen. Vier verschiedene Varianten: byte, short, int, long Gleitkomma Datentyp Für Dezimalzahlen mit Vorzeichen. Nicht jede Zahl darstellbar Rundungsfehler Zwei verschiedene Varianten: float und double Zeichen-Datentyp Zur Darstellung alphanumerischer Zeichen wird der Datentyp char verwendet. Er enthält ein beliebiges UniCode-Zeichen. Boolescher (logischer) Datentyp Wahrheitswerte werden in Java durch den Datentyp boolean repräsentiert. Werte true und false (boolesche Literale) 10

11 Literale für r primitive Datentypen Im Quelltext verwendete Werte (z.b. Zahlen) werden als Literale bezeichnet. Numerische Datentypen Für numerische Werte des Integer-Datentyps können die Vorzeichen + bzw. und die Ziffern 0..9 verwendet werden. Das Vorzeichen + kann auch entfallen. Als Dezimaltrennzeichen bei Gleitkommazahlen wird der Punkt. verwendet. Die Exponentialschreibweise für Gleitkommazahlen sieht z.b. folgendes vor: 4.56e3 4.56E e e-8 Für den Datentyp long wird das Suffix L verwendet, z.b. 126L Für den Datentyp float wird das Suffix F verwendet, z.b F Boolescher Datentyp Boolesche Literale sind true und false 11

12 Literale für r primitive Datentypen Alphanumerischer Datentyp char Einzelne Zeichen werden bei der Wertzuweisung durch Apostrophe ' eingeschlossen. Zeichen können auch als UniCode-Escape-Sequenzen dargestellt werden. Die Escape-Sequenz ist in Apostrophe ' zu setzen. Mit der Escape Sequenz \u kann der Unicode für das gewünschte Zeichen direkt angegeben werden. Escape- Sequenz \u... Bsp:\u0045 \b \t \n \f \r \" \' \\ Bedeutung Ein spezielles Zeichen (im Beispiel das Zeichen E mit dem UniCode 0045 Backspace Tabulator line feed form feed carriage return Anführungszeichen Hochkomma Backslash 12

13 Liste der primitiven Datentypen in Java Typ Größe Minimum Maximum Defaultwert Beispiel boolean 1-bit - - false false char 16-bit Unicode 0 Unicode \u0000 (null) a byte 8-bit (byte) 0 34 short 16-bit (short) int 32-bit long 64-bit L L float 32-bit ( ) f f double 64-bit ( ) d d void

14 Variablen Was sind Variablen? Die Anweisungen eines Programms arbeiten mit Daten, die z.b. als Zwischenergebnisse bei Berechnungen immer wieder verändert werden und somit variable Werte darstellen. Dazu werden so genannte Variablen verwendet, für die entsprechende Speicherplatz im Arbeitsspeicher des Computers reserviert wird. Zugriff auf den Speicherplatz über den Variablennamen (Bezeichner). Zur Definition von Variablen bedarf es Namen und Datentyp. Voraussetzung für die Nutzung von Variablen Eine Variable muss definiert sein, bevor sie Daten aufnehmen kann. Eine Variable muss einen Wert enthalten, bevor sie verwendet werden kann. 14

15 Gültigkeitsbereich lokaler Variablen Java kennt verschiedene Arten von Variablen. Variablen, die innerhalb eines Anweisungsblocks (z.b. einer Methode) definiert werden, heißen lokale Variablen. Lokale Variablen sind nur innerhalb des definierenden Blocks gültig lokaler Gültigkeitsbereich. Eine lokale Variable verliert mit der schließenden Klammer } des Blocks ihre Gültigkeit. Ein Bezeichner in Java muss eindeutig sein. 15

16 Beispiel für f r den Gültigkeitsbereich G von Variablen { }.. { int number; Zulässig // Die Variable number ist hier // nicht mehr gültig { int number; { int number; // unzulässig } } Unzulässig.. int number; /* jetzt exisitiert wieder eine lokale Variable mit dem Namen number */ /* Diese Variablendefinition ist nicht zulässig, da die Variable number aus dem übergeordneten Block noch gültig ist. */ } 16

17 Syntax der Variablendefinition Die Variablendefinition besteht aus einem Datentyp besteht aus einem Datentyp und dem Namen der Variablen: type identifier [, identifier1 ] [= startwert]; Die Definition einer Variablen ist eine Anwendung und wird mit einem Semikolon abgeschlossen. Die Namen der Variablen werden direkt nach dem Datentyp, getrennt durch ein oder mehrere Leerzeichen, angegeben. Mehrere Variablen desselben Typs können in einer Anweisung definiert werden. Die Variablennamen werden dabei durch Kommata getrennt. Die Namen der Variablen halten sich dabei an die Vorgaben für Bezeichner. Nach einem Zuweisungsoperator = kann der Variablen ein Startwert zugewiesen werden (optionale Initialisierung). 17

18 Benennung und Definition von Variablen Variablennamen beginnen üblicherweise mit einem Kleinbuchstaben (Konvention, keine zwingende Vorgabe) Soll ein Name aus mehreren Wörtern zusammengesetzt werden, werden die Wörter direkt hintereinander geschrieben ohne Trennzeichen. Zur Abgrenzung werden die Wörter mit Großbuchstaben begonnen: Bsp: time, maxtextlength, timetoend. Beispiele: float preis; double umfang, radius; int anzahl = 2; char a = c ; Ungültige Beispiele: double &count; float a b c; // Bezeichner von Variablen dürfen kein & enthalten // mehrere Variablennamen durch Kommata trennen 18

19 Werte zuweisen Wertzuweisung und Initialisierung von Variablen Mit der Definition einer Variablen ist durch den Datentyp lediglich festgelegt, welche Daten in der Variablen gespeichert werden können. Der Wert ist noch unbestimmt, die Variable ist noch nicht initialisiert. Bei der Definition einer lokalen Wertzuweisung keine automatische Wertzuweisung Initialisierung (erste Wertzuweisung) Wert der Variable kann jederzeit geändert werden Syntax für Wertzuweisungen an Variablen identifier = expression; Nach dem Namen der Variablen folgt der Zuweisungsoperator = und der Ausdruck. Der Ausdruck kann ein Literal sein, oder ein komplexer Ausdruck. Die Wertzuweisung wird als Anweisung mit einem Semikolon abgeschlossen. 19

20 Beispiele // Definitionen int i; int k; char c; double d = 1.7; // zusätzlich zur Definition Initialisierung (Deklaration) // korrekte Wertzuweisungen i = 20; // Leerzeichen sind erlaubt k=i; // ohne Leerzeichen geht es auch c='a'; // fehlerhafte Wertzuweisungen i= 0.15; // 0.15 ist kein gültiger int-wert v=7; // keine Variable mit Namen v definiert. c="test"; // "Test" ist kein char-wert 20

21 Typkompatibilität t und Typkonversion Typkompatibilität Einer Variablen kann nur der Wert des Datentyps zugewiesen werden, den sie selbst besitzt oder den sie aufgrund ihre Wertebereichs umfasst. Beispiel: Der Datentyp int ist kompatibel zum Datentyp double, aber double ist nicht kompatibel zu int. Typkonversion Bei kompatiblen Typen führt Java automatisch eine implizite Typkonversion durch. Sind die Typen nicht kompatibel, so kann eine explizite Typkonversion (cast) durchgeführt werden. Logische Werte (boolean) können nicht umgewandelt werden. Syntax für die explizite Typkonversion (type) expression 21

22 Beispiele: int position = 100; // korrekt double size = 1.45; // korrekt double weight = 80; // korrekt int number = 1.23; // falsch, Compiler liefert eine Fehlermeldung int number= (int)1.23; // korrekt durch erzwungene // Datenkonversion. number erhält den Wert 1 float laenge=1.45; // falsch, Literal ist vom Typ double // Compiler liefert: possible loss of precision float laenge=1.45f; // korrekt float laenge=1.45f; // korrekt 22

23 Konstanten unveränderliche nderliche Variablen In Java werden Konstanten durch unveränderliche Variablen dargestellt. Sobald während der Programmausführung eine Wertzuweisung erfolgt ist, ist diese endgültig (final). Es kann keine zweite Wertzuweisung an eine Konstante erfolgen, nachdem sie intialisiert ist. Syntax der Konstantendefinition und Initialisierung final type identifier1 [, identifier2...]; identifier1 = expression1; Beispiele: final double MWST = 0.19; final double PI = ; Konvention: Üblicherweise werden Konstanten mit Großbuchstaben geschrieben. 23

24 Vergleichsoperatoren und arithmetische Operatoren Operator Bedeutung Art Resultat Beispiel ==,!= Gleichheit, Ungleichheit binär boolean a == 12 <, <=, >, >= Vergleich binär boolean a >= 128 +, - Addition, Subtraktion binär numerisch a + 12 *, / Multiplikation, Division binär numerisch a / 2 % Modulo binär numerisch a % 2 ++, -- Inkrement, Dekrement unär numerisch i++ +=, -=, *=, /=, %= Zuweisungsoperator binär numerisch a *= 2 24

25 Logische Operatoren Operator Bedeutung Art Resultat Beispiel ==,!= Gleichheit, Ungleichheit binär boolean b1 == b2! Negation unär boolean! b2 & Und (vollständig) binär boolean b1 & b2 && Und (Kurzauswertung) binär boolean b1 && b2 Oder (vollständig) binär boolean b1 b2 Oder (Kurzauswertung) binär boolean b1 b2 25

26 Priorität t von Operatoren Operator ++, --,!, (Typ), +, - (unäres Plus und Minus) *,/,% +, - <<, >>, >>> <, <=, >, >=, instanceof ==,!= & ^ &&?: = *=, /=, %=, +=, -=, <<=, >>=, >>>=, &=, ^=, = Priorität

27 Ausgabe In der Klasse java.lang.system realisiert. Drei Streams Standardausgabe: System.out Standardfehlerausgabe: System.err Standardeingabe: System.in Ausgabe auf Konsole (stdout, stderr): Beispiel: System.out.println("Ich bin eine Zeile"); System.out.print("Ich bin"); System.out.println(" eine Zeile"); System.err.println("Aaaargghh ich steeer..."); 27

28 Daten formatiert ausgeben Seit Java 1.5 gibt es auch die Möglichkeit Daten formatiert auszugeben (ähnlich wie in C). Beispiele: System.out.printf( "Hallo %s. Es gab ein Anruf von %s.", "Ulli", "Tanja" ); int i = 123; System.out.printf( " %d %d \n", i, -i); // System.out.printf( " %5d %5d \n", i, -i); // System.out.printf( " %-5d %-5d \n", i, -i); // double d = ; System.out.printf( " %10f %10f \n", d, -d); // 1234, , System.out.printf( " %10.2f %10.2f %n", d, -d); // 1234, ,57 System.out.printf( " %010.2f %010.2f \n", d, -d); // , ,57 28

29 Eingabe von Datentypen: Die Klasse Scanner Ab Java 5 gibt es für den Zweck der Eingabe von primitiven Datentypen die Klasse java.util.scanner. Beispiel: java.util.scanner scan = new java.util.scanner(system.in); int i = scan.nextint(); Achtung: Die Eingaben erfolgen lokalisiert, d.h. wenn die Konfiguration der JVM auf deutsch ( de oder de_de ) eingestellt ist, gilt für die korrekte Eingabe von Gleitkommazahlen das Komma als Trennzeichen! 29

30 Beispiele für f r die Eingabe (1) public class Eingabe { } public static void main(string[] args) { } java.util.scanner scan = new java.util.scanner(system.in); System.out.print("Bitte geben Sie eine ganze Zahl ein: "); int i = scan.nextint(); System.out.print("Bitte geben Sie eine Gleitkommazahl ein: "); double d = scan.nextdouble(); System.out.print("Bitte geben Sie eine Zeichenkette ein: "); String wort = scan.next(); System.out.println("INT: " + i); System.out.println("DOUBLE: " + d); System.out.println("ZEICHEN: " + wort); 30

31 Beispiele für f r die Eingabe (2) String einlesen und konvertieren public class EingabeWrapper { } public static void main(string[] args) { } java.util.scanner scan = new java.util.scanner(system.in); String eingabe; System.out.print("Bitte geben Sie eine ganze Zahl ein: "); eingabe = scan.next(); // Einlesen als String int i = Integer.valueOf(eingabe); // Konvertierung in int System.out.print("Bitte geben Sie eine Gleitkommazahl ein: "); eingabe = scan.next(); // Einlesen als String double d = Double.valueOf(eingabe); // Konvertierung in double System.out.println("INT: " + i); System.out.println("DOUBLE: " + d); Bei der Konvertierung gibt es (im Gegensatz zum Scanner) keine Lokalisierung Dezimalpunkt 31

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