Programmieren in Java

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1 Fritz Jobst Programmieren in Java 2., aktualisierte und erweiterte Auflage Technische Universität Darmstadt FACHBEREICH INFORMATIK BIBLIOTHEK Inventar-Nr.: Y?\V OQ^S \ Sachgebiete: Standort: ', Carl Hanser Verlag München Wien

2 IX Inhaltsverzeichnis 1. Der Einstieg in Java Eigenschaften von Java Was ist neu an Java? Potential für die Anwendung Erstellung von Programmen Übersicht: Erstellung Erste Programme Text-basierende Anwendung Applets 6 2 Prozedurale Programmierung in Java Daten erklären: elementare Datentypen Kontrollfluß Einfachverzweigung mit if Mehrfachverzweigung mit switch Schleifen mit Vorabprüfung Schleife mit Prüfung am Ende Verlassen von Schleifen mit break, continue Programmausnahmen Methoden - Funktionen Definition Rekursion Felder Eindimensionale Felder Behandlung von Indexfehlern Suche in Feldern Lineare Suche Binäre Suche Sortieren Mehrdimensionale Felder Initialisierung von Feldern Operatoren in Java Arithmetische Operatoren Vergleiche und logische Verknüpfungen Reihenfolge der Auswertung Inkrement und Dekrement Bitverarbeitung Bedingter Ausdruck ANSI-Escape Sequenzen 43

3 X Inhaltsverzeichnis 3 Objektorientierte Programmierung in Java Das Konzept der Objektorientierung Wege zur Objektorientierung Objektorientierung als Erkennungsprozeß Abstrakte Datentypen Probleme mit den bisherigen Strategien der Programmierung Beziehungen zwischen Klassen Unterklassen und Vererbung Klassen und Instanzen Abstrakte Klassen Entwurf der Klassen Typ 1: Die vorgegebenen Objekte Typ2: Verwaltungsobjekte Typ 3: Umgebungsobjekte Typ 4: Technische Objekte Gemeinsame Oberklassen finden Klassen in Java Definition von Klassen Der erste Schritt Der zweite Schritt: eine Variation Der dritte Schritt: erweiterte Möglichkeit Konstruktoren Der static-modifizierer Grundlagen Initialisierung der static-variablen in einer Klasse Wertzuweisung und Übergabe als Parameter Unterklassen und Polymorphie in Java Definition Konstruktoren und Vererbung Implementierung der Polymorphie Cast-Anweisung für Klassen Klassen und Ausnahmen Abstrakte Basisklassen: Design für Vererbung Dynamische Erzeugung von Instanzen Der final-modifizierer Die finalize-methode Schnittstellen Vererbung: interface, implements Innere Klassen Sichtbarkeit und Packages Packages mitpackage, import Benutzung von Klassen oder Interfaces Bereitstellung von Packages 87

4 Inhaltsverzeichnis XI Zusammenwirken von Definition und Benutzung Sichtbarkeit Serialisierung und transient Aufbau von Java-Programmen 91 4 Verwaltung von Objekten in Java Vektoren und Hashtabeilen Die Aufzählungsschnittstelle in Java Vektoren zur Aufbewahrung von Objekten Assoziative Aufbewahrung: Hashtable Anwendungen Zerlegung von Zeichenketten: StringTokenizer Beispiel: Querverweisliste in Java Binäre Bäume Ein-/Ausgabe in Java Prinzip der EhWAusgabe in Java Eingabe in Java Ausgabe in Java Anwendungsbeispiele Byteweise Verarbeitung von Dateien Blockweise Verarbeitung von Dateien Textdateien: Kundendatensätze einlesen Daten im Format für das Internet verarbeiten Auflistung aller Dateien in einem Verzeichnis Zugriff auf die Einträge in einem ZIP-Archiv Nebenläufigkeit in Java: Threads Einstiegen Threads in Java Programmierung von Threads Threads in Applets für Animationen Eine blinkende Fläche Tanzende Schrift Wettrennen Grundlagen zu Threads Nutzen von Threads Zustände von Threads Monitore in Java Grundlagen Anwendung der Monitore in Java Verhindern von Wettrennen mit Monitoren Warten auf Ereignisse mit Monitoren 144

5 XII Inhaltsverzeichnis 6.4 Standardsituationen Erzeuger-Verbraucher-Kopplung Lösung: Pufferung mit nur einem Eintrag Lösung: Allgemeiner Fall Leser-Schreiber-Problem Semaphoren Deadlocks Die fünf Philosophen Maßnahmen gegen Deadlocks Lösungsvorschlag Graphik-Anwendungen in Java Struktur von GUI-Anwendungen Hierarchie der Fenster: Fenster im Fenster Prinzip der ereignisgesteuerten Programmierung Klassenhierarchie von GUI-Bausteinen Elementare Controls und ihre Einbindung Das Model-View-Controller Paradigma und Swing Anordnung der Komponenten Ereignissteuerung Die Ereignissteuerung ab Java Das Delegation Event Model" in Java AWT Beispiel: Window-Ereignisse bearbeiten Low-Level vs. Semantic Level Event Listeners: die Beobachter Event Quellen Adapter Aufstellung aller Adapter-Klassen Praktische Anwendungen Bearbeitung von Ereignissen in eigenen Komponenten Kompatibilität AWT 1.0 mit AWT Tabellarischer Vergleich AWT 1.0 vs. AWT Layoutmanager Borderlayout Flowlayout Gridlayout CardLayout GridBagLayout Elementare Controls in Benutzeroberflächen Zeichenflächen: Canvas bzw. JComponent Schalter: Button bzw. JButton Auswahl Checkbox und Radiobutton 199

6 Inhaltsverzeichnis XIII Statischer Text Listen zur Auswahl Textfelder Rollbalken Menüs in Java Kurs: GUI-Anwendungen Einbau einer Graphik-Komponente Leichtgewichtige Komponenten Einbau von Controls Ein Mal-Programm Turtle-Graphik Graphiken und Double Buffering Scrollbars Dialoge in Java Datei-Dialoge in Java Eigene Komponenten entwickeln Generieren von Menüs und Dialogen Anwendungen für das Internet Programmierung von Sockets Grundlagen Grundlagen für verbindungsorientierte Sockets Verbindungsorientierte Sockets in Java Projekt: ein File-Server in Java und C Definition der Aufgaben und Schnittstellen Der Server in Java Der Client in Java Der Server in C für Windows-NT und Windows 9x Internet-Protokolle HTTP FTP SMTP Applets Besonderheiten von Applets Wichtige Funktionen für Applets '.' Methoden im Zusammenhang mit Applets Start und Ende Sicherheit Anbindung an den Host Anbindung an den Host über Sockets Anbindung an den Host über die CGI-Schnittstelle Prinzip der CGI-Schnittstelle 291

7 XIV Inhaltsverzeichnis Client-Seite einer Anfrage in HTML Was erhält der Server von dieser Anfrage? Schnittstelle für das Skript auf dem Server-Rechner Server-Seite der Anfrage in C: das Skript Client-Seite einer Anfrage in Java Server-Seite einer Anfrage in Java Anbindung an den Host über die RMI-Schnittstelle Anforderungsprofil Prinzip von RMI Praktische Durchführung von RMI Anbindung an den Host über CORBA Prinzip von CORBA Praktische Durchführung mit CORBA Die Kopplung von Java mit JavaScript Aufrufe von Java-Methoden aus Java-Script Aufrufe von Java-Script aus Java-Applets heraus Beispiel für eine bidirektionale Kopplung Allgemeine Beispiele Eine netzfreundliche Animation Türme von Hanoi Die APPLET-Anweisung in HTML-Dokumenten Anbindung von Datenbanken mit JDBC Prinzip von JDBC Grundlagen von JDBC Grundlegende Abläufe (vereinfacht) Einstieg in SQL Beispiel: die Kundendatenbank Realisierung der Datenbank unter Windows Zugriffe mit JDBC Erweiterte Möglichkeiten mit JDBC Datentypen in Java und SQL Metadaten Generieren von Programmteilen mit jdbcgen Java-Beans Anforderungen an Komponenten Beispiel: ein Bean mit Eigenschaften Beispiel: ein Zähler Ein kleiner Testrahmen Aufbau eines Archivs für das Bean Das Bean in der Beanbox von Java Auslösen von Ereignissen in Beans 348

8 Inhaltsverzeichnis XV Definition von Ereignissen Ereignisse im Bean Beans in der Beanbox Beans in einem visuellen Builder Die Werkzeuge aus dem JDK Der Compiler javac Der Interpreter java Appletviewer Der Generator für die Dokumentation Die Testhilfe Der Disassembler 358 Literturverzeichnis 359 Index. 360