JAVA lernen mit GREENFOOT

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1 JAVA lernen mit GREENFOOT Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

2 Inhaltsverzeichnis 1. Wo sich Fuchs und Hase»Gute Nacht«sagen Füchse fressen Hasen Fangen wir an Unsere neue Welt Der Hase, einer unserer»darsteller« Der Rand der Welt ist erreicht, was nun? Etwas Theorie Was sind Methoden? public HasenKlasse() - eine spezielle Methode Fassen wir zusammen Der Fuchs 7 4. Ein neuer Ansatz Überlegungen Wieder mal etwas Theorie Bedeutung von Bezeichnern Sichtbarkeit von Bezeichnern Modellierung zum Zweiten Sehen wir uns die Darsteller genau an Überladen von Methoden A. Installation I B. Bearbeiten von Grafiken I C. Kontrollstrukturen II D. Quelltexte IV D.1. Hase und Fuchs (Version 1) IV D.2. Hase und Fuchs (Version 2) VI

3 JAVA lernen mit GREENFOOT 1 1. Wo sich Fuchs und Hase»Gute Nacht«sagen Charles Darwin begründete die moderne Evolutionstheorie. Er formulierte, dass die Entwicklung der Organismen und die Entstehung verschiedener Arten eine Folge der Anpassung an ihren Lebensraum ist. Im Folgenden wollen wir dazu ein kleines Szenario entwerfen Füchse fressen Hasen Dazu müssen sie die Hasen erst einmal fangen. Da der Hase aber schneller ist und außerdem Haken schlagen kann, würde der Fuchs schnell verhungern. Also muss er sich eine»jagdtaktik«aneignen. Die Hasen wieder wollen natürlich nicht als Imbiss eines Fuchses enden. Auch sie müssen sich anpassen und versuchen, dem Fuchs zu entwischen Fangen wir an GREENFOOT wurde an der University of Kent (England) entwickelt. Mit dieser Umgebung ist es relativ einfach, auf der Basis von Java umfangreiche Szenarien zu formulieren. Dazu wurden Schablonen für Welten und Darsteller entwickelt und dem Nutzer zur Verwendung bereit gestellt. World bildet die Schablone für die Erstellung eigener»welten«. Grundsätzlich muss man von dieser Klasse eine eigene,»konkrete«klasse ableiten. Aus dieser abgeleiteten Klasse wird dann beim compilieren eine Instanz (Objekt) erzeugt, welche den Hintergrund für die Aktionen der Darsteller bildet. Actor ist die Schablone für die Objekte, die tatsächlich agieren können. Während der»hintergrund«relativ statisch, ähnlich einem Blatt Papier, die Unterlage bildet, können die, von der Klasse Actor abgeleiteten Klassen, eigentlich die daraus erzeugte Objekte, handeln und auf Ereignisse reagieren Unsere neue Welt Erstelle in deinem Heimatverzeichnis einen neuen Ordner greenfoot und dort ein Projekt HaseUndFuchs. Danach leiten wir vom bestehenden World eine neue Klasse ab, geben ihr einen Namen (z. B. Welt) und erstellen durch compile all eine Instanz diese Klasse. Zusätzlich ändern wir die Größe unserer neuen Welt und vergeben ein Hintergrundbild. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

4 2 JAVA lernen mit GREENFOOT Ändern: public Welt() super(100,100,5); Ändern des Hintergrundbildes mit Set image Der Hase, einer unserer»darsteller«wenden wir an, was wir schon wissen: 1. Ableiten einer neuen Klasse, nennen wir sie HasenKlasse Unser Hase kann noch nichts! Verantwortlich ist die Methode act(), welche noch leer ist. 1 public void act() 2 3 // Add your a c t i o n code h e r e Erweitern wir die Fähigkeiten unseres Hasen: 1 private static final int geschwindigkeit = 4; 2 3 public void act() 4 5 geherechts(); // Gehe nach r e c h t s public void geherechts() 9 10 setlocation(getx() + geschwindigkeit, gety()); 11 Aufgabe 1: Ergänze die Fähigkeiten des Hasen so, dass er auch nach links, oben und unten laufen kann Der Rand der Welt ist erreicht, was nun? Im einfachsten Fall können wir den Hasen einfach zurücklaufen lassen. Eine entsprechende Methode haben wir ja bereits (gehelinks()) definiert. Wie kann unser Hase (Darsteller) erkennen, dass er den Rand erreicht und nicht mehr weiter kann? 1 Für JAVA gilt: Klassen beginnen grundsätzlich mit einem Großbuchstaben, während Methoden mit einem kleinen Buchstaben beginnen. Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

5 JAVA lernen mit GREENFOOT 3 1 / 2 T e s t, ob u n s e r D a r s t e l l e r am Rand d e r Welt i s t. 3 R e t u r n t r u e, wenn e s s o i s t. 4 5 public boolean amrand() 6 7 if(getx() == 0 getx() == getworld().getwidth()-1) 8 return true; // l i n k s o d e r r e c h t s 9 if(gety() == 0 gety() == getworld().getheight()-1) 10 return true; // oben o d e r u n t e n 11 else 12 return false; 13 Wir müssen während der Bewegung unseres Hasen ständig prüfen, ob er an einem Rand angelangt ist. Doch woher wissen wir, ob er oben oder unten oder links an stößt? Ganz einfach. Der Hase muss wissen, wo er herkommt. Also führen wir eine Variable inrichtung ein. Das bedeutet, die Klasse für den Hasen besteht nicht mehr nur aus Methoden, sondern wird jetzt auch um Eigenschaften ergänzt. 1 // p r i v a t e E i g e n s c h a f t e n, d i e nur den Hasen e t w a s angehen 2 // 3 private final int NACHRECHTS = 0; // K o n s t a n t e n 4 private final int NACHOBEN = 2; 5 private final int NACHLINKS = 4; 6 private final int NACHUNTEN = 8; 7 8 private int inrichtung; // V a r i a b l e 9 // 10 // ö f f e n t l i c h e Methoden 11 public HasenKlasse() inrichtung = NACHRECHTS; // e r l ä u f t immer e r s t m a l nach r e c h t s public void act() if (amrand()) 19 // am Rand? 20 if (inrichtung==nachrechts) 21 inrichtung=nachlinks; // dann ä n d e r e d i e R i c h t u n g 22 else 23 inrichtung=nachrechts; if (inrichtung==nachrechts) // Gehe e n t s p r e c h e n d d e r 26 geherechts(); // a k t u e l l e n R i c h t u n g 27 else // w e i t e r 28 gehelinks(); 29 HaseUndFuchs01.zip Wir haben viel erreicht, unser Hase kann schon eine ganze Menge. Bevor wir aber weiter machen, sehen wir uns erst einmal an, WAS wir eigentlich WIE gemacht haben. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

6 4 JAVA lernen mit GREENFOOT 2. Etwas Theorie Um unserem Darsteller, dem Hasen mitteilen zu können, was er tun soll, brauchen wir neben einer eindeutigen Handlungsvorschrift auch eine gemeinsame Sprache. Hör mal Hase, wenn du den Rand deiner kleinen Welt erreicht hast, dann dreh dich einfach um und laufe in die entgegengesetzte Richtung. Für uns mag das reichen. Wir wissen einfach zu viel und können daraus die richtigen Schlussfolgerungen ziehen. Aber der Hase, ein künstliches Wesen unseres Computers kann damit nichts anfangen. Also müssen wir diesem «Objekt«ganz genau sagen, wann er was tun soll. WENN du den Rand erreicht hast, DANN drehe dich um. Das Prinzip ist ganz einfach: Wir stellen eine Frage. Wird sie mit JA beantwortet, dann soll er das Eine tun, ansonsten soll das Andere getan werden. Es gibt zwei Möglichkeiten, das»brötchenmodell«: Möchtest du ein Salamibrötchen? Ja: Iss das Salamibrötchen! Möchtest du ein Salamibrötchen? Ja: Iss das Salamibrötchen! Nein: Iss das Käsebrötchen! if (bedingung anweisung 1; // H i e r g e h t e s normal w e i t e r if (bedingung) anweisung 1; else anweisung 2; // H i e r g e h t e s normal w e i t e r Die bedingte Anweisung ermöglicht es, in Abhängigkeit von den Werten boolscher Ausdrücke (Ja oder Nein) bzw. (Wahr oder Falsch) verschiedene Anweisungen auszuführen oder zu überspringen. Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

7 JAVA lernen mit GREENFOOT 5 Aufgabe 2: Formuliere weitere Beispiele, wo Entscheidungen unsere Handlungen bestimmen. Wenn die Mauer nicht höher als zwei Meter ist, dann springe ich herunter. Wenn die Ampel rot zeigt, dann bleibe ich stehen, sonst gehe ich weiter Was sind Methoden? Die Entwickler von GREENFOOT haben uns mit ihren Schablonen bereits eine Reihe von elementaren Methoden bereitgestellt 2. Dabei handelt es sich um Bezeichner, die eine komplexe Folge von Anweisungen oder eine Frage an den Darsteller (actor) definieren. Nehmen wir ein Beispiel: getx(); Jeder Darsteller kennt diese Methode und kann auf sie antworten: Wo bist du gerade bezüglich der x-dimension im Koordinatensystem unserer Welt? Wie die Entwickler diese Frage dem Darsteller beigebracht haben, interessiert uns eigentlich nicht. Wir wollen nur wissen, in welchem»kästchen«der Darsteller gerade ist. Damit können wir etwas anfangen und das Ergebnis dann in unserem Sinne auswerten. Auch wir können eigene Methoden definieren. Das heißt, wir können Anweisungen für»unseren«darsteller entwerfen, die er dann auch verstehen wird. Sehen wir uns die Methoden amrand() und geherechts() etwas genauer an: amrand() 1 / 2 T e s t, ob u n s e r D a r s t e l l e r am Rand d e r Welt i s t. 3 R e t u r n t r u e, wenn e s s o i s t. 4 5 public boolean amrand() 6 7 if((getx() == 0) (getx() == getworld().getwidth()-1)) 8 return true; // l i n k s o d e r r e c h t s else 11 return false; 12 Die Zeilen 1 4 kommentieren die Aufgabe und das Ergebnis der Methode. Die Kommentarschreibweise hilft dem integrierten Hilfesystem eine Erläuterung der Methode zu erzeugen. Man sollte also jede Methode mit dieser Art von Kommentar beginnen. Schließlich hilft es uns später, Korrekturen vornehmen zu können. public boolean amrand(); Eine öffentliche Methode. Wir werden uns später noch mit den Begriffen der Sichtbarkeit public, protected und private beschäftigen. 2 Greenfoot-API 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

8 6 JAVA lernen mit GREENFOOT Der Name der Methode ist amrand. Das sie keine zusätzlichen Informationen benötigt, sehen wir an der»leeren«klammer. Aber zwischen dem Namen der Methode und deren Sichtbarkeit steht das Wörtchen boolean. Das bedeutet, dass unsere Methode eine»antwortmethode«ist, die einen Wahrheitswert liefert (Datentyp boolean). Stellen wir also die Frage, wird uns als Antwort wahr oder falsch geantwortetet. Wenn du am Rand bist, also, wenn deine aktuelle Position (X) gleich Null ist oder du am rechten Rand bist, dann»sage«ja (return true) ansonsten antworte mit nein (return false). public void gehelinks(); 2.2. public HasenKlasse() - eine spezielle Methode Es entsteht ein Objekt Diese Methode, deren Rückgabe nicht spezifiziert ist, nennt man einen Konstruktor der Klasse. Er wird beim Erzeugen einer Instanz der Klasse ausgeführt. public HasenKlasse() inrichtung = NACHRECHTS; // e r l ä u f t immer e r s t m a l nach r e c h t s... Hier haben wir festgelegt, dass der Hase anfangs grundsätzlich nach rechts laufen soll. Konkret, haben wir der Variablen inrichtung als Startwert die»rechtsrichtung«vorgeschrieben. Was im Laufe der Simulation mit den Werten der Variablen passiert, ist erst einmal egal: Für alle Eigenschaften eines Objektes muss der Anfangszustand definiert sein Fassen wir zusammen 1. Eine Klasse ist eine Schablone, mit deren Hilfe wir»konkrete«objekte (Instanzen) erzeugen können. compile all 2. Jede Klasse besitzt Fähigkeiten ( getx() ) und Eigenschaften (irgendwo muss man sich ja merken, an welcher x-position man sich gerade befindet). Sie können von der»eltern-klasse«geerbt sein oder man definiert selbst neue Fähigkeiten ( geherechts() ) bzw. Eigenschaften ( geschwindigkeit ). 3. Eigenschaften beschreiben Zustände der Objekte. Sie repräsentieren immer einen Wert, die einem Datentyp entsprechen. 4. Methoden sind Fähigkeiten von Objekten. Entweder sie beschreiben, WAS ein Objekt kann oder sie antworten, indem sie die zugehörige Zustandsgröße des Objektes zurückgeben. Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

9 JAVA lernen mit GREENFOOT 7 3. Der Fuchs Eine HasenKlasse gibt es jetzt. Mit ihr kann sich jeder Hase durch die Welt bewegen. Denken wir an die Kompassrose, so kann sich jeder unserer Hasen von Ost nach West bzw. von Nord nach Süd bzw. umgekehrt bewegen. Aber wir wissen um die Möglichkeiten, einem»konkreten«hasen noch mehr beizubringen. Dazu später mehr. Kommen wir erst einmal zum Fuchs. Vom Actor leiten wir eine neue Klasse FuchsKlasse ab. Auch hier ist die Methode act() vorerst leer. Also überlegen wir uns, was soll der Fuchs können? Er muss durch die Welt laufen können, auf den Rand der Welt reagieren, langsamer laufen als der Hase, auf einen Punkt, den Hasen zulaufen können und dann schneller werden. Was ist jetzt anders als bei einer Hasenklasse? Nicht viel. Einige Methoden werden identisch sein, sich in ihren Formulierungen unterscheiden und einige werden neu hinzukommen müssen. Warum also vieles neu codieren? Was haben wir falsch gemacht? links, rechts laufen Reaktion am Rand Laufe zu einem Punkt Wir haben zu»klein«angefangen. Gerade weil wir wussten, was wir wollten, haben wir Fuchs und Hase getrennt voneinander betrachtet. Wir sehen, dass war falsch. Beide sind»lebewesen«der Welt und verhalten sich gleich. Nur zueinander ist ihr Verhalten unterschiedlich. Einer ist der Jäger, der andere die Beute. Fangen wir also noch einmal von vorn an. Vielleicht können wir Einiges»retten«. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

10 8 JAVA lernen mit GREENFOOT 4. Ein neuer Ansatz 4.1. Überlegungen [alt] Actor [neu] Actor Hase Fuchs Lebewesen Hase Fuchs Was soll ein Lebewesen dieser Welt können? Überlegen wir: (1) Es soll von links nach rechts laufen und umgekehrt. (2) Es soll von oben nach unten laufen und umgekehrt. (3) Die Begriffe hoch, runter etc. sind unzureichend Ehe wir uns Gedanken machen, wie unser»lebewesen«beliebig durch die Welt wandern kann, wollen wir es einfach angehen lassen. Denken wir wieder an die Kompassrose. Unser Lebewesen soll vorerst auch weiterhin eingeschränkte Bewegungsmöglichkeiten besitzen. Seine Bewegungsfreiheit können wir später immer noch erweitern. NordWest Nord NordOst Legen wir Folgendes zugrunde: West Ost SüdWest Süd SüdOst switch-anweisung, zum Vereinfachen der Bewegungen? und gehen von den vorgegeben Möglichkeiten aus, so kann jedes Lebewesen, was wir»erschaffen«, acht Zustände einnehmen: Gehe nach Osten, Süden usw. Aufgabe 3: Überlege, wie die fehlenden Bewegungsrichtungen mit den bereits vorhandenen Methoden realisiert werden können und implementiere sie. protected void geheno(); protected void geheso(); protected void gehesw(); protected void gehenw(); Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

11 JAVA lernen mit GREENFOOT 9 Die Lösung dieser Aufgabe sollte uns eigentlich leichtfallen. Soll das Lebewesen jedoch laufen lernen, müssen, in Abhängigkeit des aktuellen Wertes der Eigenschaft inrichtung acht Methoden verwendet werden. Statt jeweils jede mögliche Richtung zu testen, kann auch eine Mehrfachauswahl verwendet werden. Wir definieren nicht mehr: if (inrichtung == NORD) gehen(); else if (inrichtung == NORDOST) geheno(); else if (inrichtung == OST) geheo();... sondern übersichtlicher: switch(inrichtung) case NORD : gehen(); break; case NORDOST : geheno(); break; case OST : geheo(); break;... Was passiert am Rand? Richtungswechsel am Rand zu definieren wird kompliziert. Hier sind die Möglichleiten in einer Tabelle zusammen gestellt: Wechsel der Richtung komme von Stoße an den Rand Ecke oben unten links rechts 0 (O) 2 (W) 1 (S) 3 (N) 2 (W) 0 (O) 3 (N) 1 (S) 4 (SO) 7 (NO) 5 (SW) 6 (NW) 5 (SW) 6 (NW) 4 (SO) 7 (NO) 6 (NW) 5 (SW) 7 (NO) 4 (SO) 7 (NO) 4 (SW) 6 (NW) 5 (NW) Wir sehen, unser Objekt Lebewesen benötigt die Kenntnis: 1. in welche Richtung es gerade»läuft«und 2. auf welchen Rand es trifft. Jedes Lebewesen läuft möglicherweise in eine andere Richtung. Es ist deshalb keine Eigenschaft unser neu erstellten Klasse, sondern ist Eigenschaft (bzw. Attribut) jedes einzelnen erzeugten Objektes. Was bedeutet das für uns? Das folgende Kapitel soll Klarheit für diesen Begriff schaffen. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

12 10 JAVA lernen mit GREENFOOT 5. Wieder mal etwas Theorie 5.1. Bedeutung von Bezeichnern Im Gegensatz zum bisher Gesagten, sind Klassen nicht nur einfach»vorlagen«fã 1 4 r Objekte, sondern gleichzeitg auch Sammlungen von gemeinsamen Eigenschaften (Attribute) in Form von Variablen und Konstanten und Fähigkeiten (Methoden) für diese. Worin besteht nun der Unterschied? Sehen wir uns erst einmal den»lebenszyklus«eines Bezeichners (Attributes oder auch einer Methode) an: 1. Deklaration - Jeder Bezeichner muss dem System bekannt gemacht werden. Dazu ist es notwendig, seinen Typ anzugeben. a) Ist es eine Konstante? final int NACHRECHTS = 0; b) Soll es eine Variable sein? int geschwindigkeit; c) Wollen wir eine Methode? int geherechts(); 2. Definition - Jeder Bezeichner muss einen»wohldefinierten«wert bekommen. a) Konstanten müssen bereits während der Deklaration definiert werden. Hier gilt eigentlich: Ein Wert bekommt einen Namen zugewiesen (s. o.). b) Variablen können während der Deklaration definiert werden, müssen aber nicht. Wichtig ist, dass sie vor der ersten Verwendung»wohldefiniert«sind. Einer Variablen wird ein Wert aus dem Wertebereich (int, boolean,...) entsprechend der Deklaration zu gewiesen. c) Für die Definition einer Methode muss eine eindeutige Beschreibung existieren, was diese leisten soll. Möglicherweise besitzt sie keinen (void) Rückgabewert. 3. Verwendung - Jeder Bezeichner, egal ob Konstante, Variable oder Methode sollte auch verwendet werden. Übringens weißt uns der Compiler mit einer Warnung daraufhin. Bei der Verwendung brauchen wir nicht zwischen Konstanten und Variablen zu unterscheiden, es wird einfach der entsprechende Wert benutzt. Wird der Bezeichner einer Methode verwendet, so werden die Anweisungen ausgeführt, die wir im Definitionsteil der Methode notiert haben. Aufgabe 4: Kennzeichne im Quelltext auf Seite?? Konstanten, Variablen und Methoden sowie Deklaration, Definition und Verwendung derselben. Sehen wir uns jetzt die Bedeutung der Eigenschaften und Methoden an. Aufgabe 5: Stelle in einer Tabelle alle Bezeichner, die wir bisher deklariert haben, zusammen und kennzeichne Konstanten K, Variablen V und Methoden M. Name K V M Typ, Gültigkeit, Definition Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

13 JAVA lernen mit GREENFOOT Sichtbarkeit von Bezeichnern In den letzten Beispielen haben wir ständig Wörter wie public, protected oder private verwendet. Aber was hat es mit diesen Begriffen auf sich? Diese Wörter kennzeichnen die Sichtbarbarkeit von Bezeichnern. private Das sind»geheime«daten, die nur die Objekte kennen dürfen, die bei der Erzeugung genau der»schablone«entsprechen. Also nur der eine unserer Darsteller. Kein anderes Objekt kennt diese Daten oder kann sie ändern. protected Gibt es»geheime«daten die auch die Kinder kennen dürfen? Hier sind Hase und Fuchs die»kinder«des Darstellers. Als»Geschwister«können sie nicht den anderen ausspionieren. Der Fuchs kann also, auch wenn er weiß, das der Hase eine bestimmte Geschwindigkeit besitzt, diese nicht zu seinen Gunsten ändern. Er weiß nur, dass so etwas für den Hasen auch gibt. public Bezeichner, denen dieses Schlüsselwort vorangestellt wurde, sind überall sichtund verwendbar. Es sind Daten, die auch Geschwister, Verwandte, ja sogar fremde Personen kennen und benutzen können. So könnte der Fuchs den Hasen langsamer machen. Wir müssen also aufpassen, was wir Allen bekannt geben und was nicht. public void act(); Natürlich muss das Objekt, die Welt wissen, wie unser Hase bzw. Fuchs reagieren soll. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

14 12 JAVA lernen mit GREENFOOT 6. Modellierung zum Zweiten 6.1. Sehen wir uns die Darsteller genau an 1. Worin unterscheidet sich die Methode laufen() bei Hase und Fuchs? Der Hase läuft nur vorm Fuchs weg und setzt sich wieder hin, wenn er ihn nicht mehr sieht. Der Fuchs ist ständig auf der Suche, läuft langsam und ziellos. Sieht er einen Hasen wird er schneller und läuft auf ihn zu. 2. Warum brauchen wir bei der Methode amrand() nicht zu unterscheiden? Darsteller int RICHTUNGEN int inrichtung int geschwindigkeit boolean amrand() void laufen() Hase int inrichtung int geschwindigkeit void laufen() Fuchs int inrichtung int geschwindigkeit void laufen() HaseUndFuchs02.zip Abbildung 1: UML - Diagramm Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

15 JAVA lernen mit GREENFOOT Überladen von Methoden Überladen Überschreibeschreiben 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

16 JAVA lernen mit GREENFOOT I A. Installation Die Installation von Greenfoot ist sehr einfach. Ausführen der Datei greenfootsetup-xxx.exe mit Administratorrechten und schon kann es losgehen. Voraussetzung für die Verwendung von Greenfoot ist allerdings die erfolgte Installation eines Java JDK. Während für Windows XP das SDK 5 ausreicht, ist für Windows Vista die Version 6 zwingend erforderlich. B. Bearbeiten von Grafiken Wollen wir ein passendes»image«für unseren Darsteller verwenden, sollten wir erst einmal googeln. Leider werden wir nicht das richtige Bild finden. 1. Es könnte zu groß sein. 2. Das Bild wird immer ein unschöner Kasten sein. Das erste Problem ist leicht zu lösen. Wir laden die Datei in einen Bildbetrachter oder ein Bearbeitungsprogramm und skalieren die Größe entsprechend unseren Wünschen. Die Lösung für das zweite Problem ist nicht ganz so einfach zu erklären. Ich will es am Beispiel von GIMP, einem freien Programm unter der GNU General Public License (GPL) versuchen. Der Hase ist natürlich immer noch zu groß, aber für die Demonstration habe ich vorerst nicht skaliert (sprich verkleinert). So will ich es nicht, aber so soll es werden. 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

17 II JAVA lernen mit GREENFOOT Lade das Bild in den Editor Umfahre den Hasen mit dem»lasso«. Korrekturen können bei gedrückten Tasten ( Shift - Hinzufügen zur Auswahl bzw. Strg - Entfernen aus der Auswahl) vorgenommen werden. 3. Kopiere die Auswahl in die Zwischenablage. Entweder mit Strg+C oder durch Menü->Bearbeiten->Kopieren Füge die kopierte Auswahl als ein neues Bild aus der Zwischenablage ein. Entweder mit Umschalt+Strg+C oder über Menü->Bearbeiten->Einfügen als->neues Bild 5. Speichere das neue Bild als Grafik mit der Endung *.png. Ganz wichtig! C. Kontrollstrukturen Ein Algorithmus besteht aus einfachen Operationen, beispielsweise: der Aufruf von Methoden, das Berechnen von arithmetischen Ausdrücken, die Zuweisung von Werten an Variablen oder die Ein- bzw. Ausgabe von Werten In welcher Reihenfolge diese Operationen ausgeführt werden sollen, wird durch Kontrollstrukturen beschrieben. Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

18 JAVA lernen mit GREENFOOT III SEQUENZ Die wohl einfachste Struktur beschreibt die Folge der Aktionen, die ein Algorithmus ausführen soll. Als Aktionen bezeichnen wir hier einfache, als auch komplexe Operationen, die selbst Kontrollstrukturen enthalten können. Aktion 1 Aktion 2. Aktion n ALTERNATIVE Häufig soll die einer Anweisung folgende Aktion Bedingung ja nein Anweisung A Anweisung B Bedingung ja Anweisung A FÜR (start, bis, schritt) Anweisung ZYKLUS SOLANGE (bedingung) Anweisung Anweisung SOLANGE (bedingung) 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

19 IV JAVA lernen mit GREENFOOT D. Quelltexte D.1. Hase und Fuchs (Version 1) Die Klassendefinition des Darstellers (HasenKlasse.java) // ( World, A c t o r, G r e e n f o o t I m a g e, G r e e n f o o t and M o u s e I n f o ) import a u t h o r M. S c h ö n i t v e r s i o n HaseUndFuchs V e r s i o n 1 H a s e n K l a s s e public class HasenKlasse extends Actor / p r i v a t e E i g e n s c h a f t e n, d i e nur den Hasen e t w a s angehen // R i c h t u n g s k o n s t a n t e n private final int NACHRECHTS = 0; private final int NACHOBEN = 2; private final int NACHLINKS = 4; private final int NACHUNTEN = 8; private int geschwindigkeit; // private int inrichtung; V a r i a b l e n // K o n s t r u k t o r d e r K l a s s e public HasenKlasse() geschwindigkeit = 4; // 4 Z e l l e n e n t s p r e c h e n e i n e r Bewegung inrichtung = NACHRECHTS; // e r l ä u f t z u n ä c h s t nach r e c h t s Act do w h a t e v e r t h e H a s e n K l a s s e wants t o do. T h i s method i s c a l l e d whenever t h e Act o r Run b u t t o n g e t s p r e s s e d i n t h e e n v i r o n m e n t. public void act() // T e s t e v o r j e d e r Bewegung, ob d e r Rand e r r e i c h t i s t und // ä n d e r e d i e B e w e g u n g s r i c h t u n g if (amrand()) if (inrichtung==nachrechts) inrichtung=nachlinks; // neue R i c h t u n g else inrichtung=nachrechts; // neue R i c h t u n g // A u s f ü h r e n d e r Bewegung if (inrichtung==nachrechts) geherechts(); else gehelinks(); Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

20 JAVA lernen mit GREENFOOT V T e s t, ob d e r Rand d e r Welt e r r e i c h t i s t R e t u r n t r u e, wenn das d e r F a l l i s t public boolean amrand() if ((getx() == 0) (getx() == getworld().getwidth()-1)) return true; // l i n k s o d e r r e c h t s if ((gety() == 0) (gety() == getworld().getheight()-1)) return true; // oben o d e r u n t e n else return false; Bewegungen ( L i n k s, R e c h t s, Hoch und R u n t e r public void geherechts() setlocation( getx() + geschwindigkeit, gety()); public void gehelinks() setlocation( getx() - geschwindigkeit, gety()); public void gehehoch() setlocation( getx(), gety() - geschwindigkeit); public void geherunter() setlocation( getx(), gety() + geschwindigkeit); Die Klassendefinition der SzenarioWelt // ( World, A c t o r, G r e e n f o o t I m a g e, G r e e n f o o t and M o u s e I n f o ) import a u t h o r M. S c h ö n i t v e r s i o n HaseUndFuchs V e r s i o n 1 W e l t K l a s s e public class WeltKlasse extends World K o n s t r u k o r f ü r neue O b j e k t e i n d e r W e l t K l a s s e. public WeltKlasse() // E r s t e l l e n e i n e r neuen Welt m i t x Z e l l e n und // e i n e r Z e l l g r ö ß e von 5 P i x e l n. super(100, 100, 5); (WeltKlasse.java) 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

21 VI JAVA lernen mit GREENFOOT D.2. Hase und Fuchs (Version 2) Die Klassendefinition des Lebewesens (LebewesenKlasse2.java) import greenfoot.*; // ( World, A c t o r, G r e e n f o o t I m a g e, G r e e n f o o t and M o u s e I n f o a u t h o r M. S c h ö n i t v e r s i o n HaseUndFuchs V e r s i o n 2 L e b e w e s e n K l a s s e public class LebewesenKlasse extends Actor / E i g e n s c h a f t e n, d i e nur dem D a r s t e l l e r und a l l s e i n e n " K i n d e r n " b e k a n n t s e i n d ü r f e n protected final int NORD = 0; // K o n s t a n t e n protected final int NORDOST =1; protected final int OST = 2; protected final int SUEDOST = 3; protected final int SUED = 4; protected final int SUEDWEST = 5; protected final int WEST = 6; protected final int NORDWEST = 7; G i b t d i e G e s c h w i n d i g k e i t d e s D a r s t e l l e r s an. Für a l l e e r s t m a l 1 protected int geschwindigkeit = 1; // V a r i a b l e G i b t d i e a k t u e l l e B e w e g u n g s r i c h t u n g d e s D a r s t e l l e r s an. Für a l l e e r s t m a l i n R i c h t u n g Norden protected int inrichtung = NORD; Act do w h a t e v e r t h e D a r s t e l l e r K l a s s e wants t o do. T h i s method i s c a l l e d whenever t h e Act o r Run b u t t o n g e t s p r e s s e d i n t h e e n v i r o n m e n t. public void act() Bewegt den D a r s t e l l e r e n t s p r e c h e n d s e i n e r G e s c h w i n d i g k e i t i n d i e a k t u e l l e R i c h t u n g protected void laufe() int x = this.getx(); int y = this.gety(); switch (this.inrichtung) case NORD: y -= geschwindigkeit; break; Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009

22 JAVA lernen mit GREENFOOT VII case NORDOST: y -= geschwindigkeit; x += geschwindigkeit; break; case OST: x += geschwindigkeit; break; case SUEDOST: y += geschwindigkeit; x += geschwindigkeit; break; case SUED: y += geschwindigkeit; break; case SUEDWEST:y += geschwindigkeit; x -= geschwindigkeit; break; case WEST: x -= geschwindigkeit; break; case NORDWEST:y -= geschwindigkeit; x -= geschwindigkeit; break; this.setlocation(x,y); Die Klassendefinition des Hasen (HasenKlasse2.java) import greenfoot.*; // ( World, A c t o r, G r e e n f o o t I m a g e, G r e e n f o o t and M o u s e I n f o a u t h o r M. S c h ö n i t v e r s i o n HaseUndFuchs V e r s i o n 2 H a s e n K l a s s e public class HasenKlasse extends LebewesenKlasse Act do w h a t e v e r t h e H a s e n K l a s s e wants t o do. T h i s method i s c a l l e d whenever t h e Act o r Run b u t t o n g e t s p r e s s e d i n t h e e n v i r o n m e n t. public HasenKlasse() inrichtung = OST; public void act() laufe(); Die Klassendefinition des Fuchses (FuchsKlasse2.java) import greenfoot.*; // ( World, A c t o r, G r e e n f o o t I m a g e, G r e e n f o o t and M o u s e I n f o a u t h o r M. S c h ö n i t v e r s i o n HaseUndFuchs V e r s i o n 2 F u c h s K l a s s e public class FuchsKlasse extends LebewesenKlasse 25. Mai 2009 Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz)

23 VIII JAVA lernen mit GREENFOOT Act do w h a t e v e r t h e F u c h s K l a s s e wants t o do. T h i s method i s c a l l e d whenever t h e Act o r Run b u t t o n g e t s p r e s s e d i n t h e e n v i r o n m e n t. public void act() laufe(); Carl-Zeiss-Gymnasium Jena ( M. Schönitz) 25. Mai 2009