JAVA - Code Konvention - Grundtypen

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1 Übungen Informatik I JAVA - Code Konvention - Grundtypen Übungen Informatik 1 Folie 1

2 Code-Konvention Motivation Code-Konventionen sind wichtig für Entwickler: 80% der Kosten einer Software entstehen durch Pflege. Kaum ein Stück Software wird von einem Entwickler während der gesamten Lebensdauer gepflegt. Konventionen erhöhen die Lesbarkeit und erleichtern es damit den Entwicklern, neuen Code zu verstehen. Code-Konventionen sind Richtlinien, nach denen man Code schreiben kann (nicht muss). Es gibt gute Sourcecode-Formatierer als Freeware. Übungen Informatik 1 Folie 2

3 Code-Konvention Motivation Vorher: // Quick and dirty... public void run(int[] a){int hold;for(int pass=1;pass<a.length; pass++)for(int i=0;i<a.length-1;i++)if(a[i]>a[i+1]){hold=a[i]; a[i]=a[i+1];a[i+1]=hold; Nachher: /** * Sorts an integer array. * Algorithm used: Bubble-Sort. * Recommended for next version: quick sort * values An unsorted array * The sorted values are stored in the same array. */ public void run (int[] values) { int hold; for( int pass = 1; pass < values.length; pass++ ) { for( int i = 0 ; i < values.length - 1; i++ ) { if( values[ i ] > values[ i + 1 ] ) { hold = values[ i ]; values[ i ] = values[ i + 1 ]; values[ i + 1 ] = hold; Übungen Informatik 1 Folie 3

4 Code-Konvention Source-Dateien Datei-Endungen Datei-Typ Java-Quelltext Java-Bytecode Java-Archiv Endung.java.class.jar oder.zip Datei-Namen Der Dateiname für Quelltextdateien entspricht dem Namen der öffentlichen Klasse, welche in der Datei enthalten ist. Pro Datei ist nur eine öffentliche Klasse erlaubt. Datei-Größe Quelltextdateien sollten nicht länger als 2000 Zeilen und nicht breiter als 80 Spalten sein. Übungen Informatik 1 Folie 4

5 Code-Konvention Sortierung innerhalb der Quelltextdatei: Kommentar (Klassenname, Version, Copyright) Package-Name (optional) Pakete kommen noch! Import-Anweisungen (weniger ist mehr!) kommt noch! Deklaration der Klassen (und Schnittstellen) Dokumentationskommentar class-anweisung statische Attribute der Klasse (public, protected, private) Attribute (public, protected, private) Konstruktoren Methoden, gruppiert nach Funktionalität und nicht nach Gültigkeitsbereichen (public, protected, private) Jeder öffentlichen Klasse oder Methode sollte ein Dokumentationskommentar vorangestellt sein. Übungen Informatik 1 Folie 5

6 Code-Konvention Einrückungen Eine Einrückungsstufe: 2 oder 4 Leerzeichen Tabulator: eine Einrückungsstufe Tipp: Im Editor einstellen, dass Tabulatoren in Leerzeichen umgewandelt werden. Zeilenumbruch Umbruch sollte erfolgen: nach einem Komma vor einem Operator Beispiel: method (long longexpression1, long longexpression2, long longexpression3); longname1 = longname2 + longname3 + longname4 + longname5; Übungen Informatik 1 Folie 6

7 Code-Konvention Dokumentationskommentare Für Klassen, Interfaces, Methoden und deren Parameter. Die Dokumentationskommentare werden durch /** eingeleitet: /** * The example class provides... */ public class Example { /** * comment */ public void test (int times) { Die Kommentare sollten zusätzliche Tags erhalten, die durch das Programm javadoc ausgewertet werden können. Damit kann beispielsweise eine komplette HTML-Dokumentation aller öffentlichen Methoden generiert werden. Die Java-API-Dokumentation wird so erstellt. Übungen Informatik 1 Folie 7

8 Code-Konvention Dokumentationstags: Klassen und 1.0, 20 Sep. JDK Konstruktoren und Name classname Beispiel: /** * Sorts an array of integer values. values Unsorted array of values. Sorted array of values. NullPointerException Thrown, if values is null. java.util.arrays.sort (int[] a) */ int[] sort (int[] values) throws NullPointerException Übungen Informatik 1 Folie 8

9 Aufbau des Quelltextes Java Bezeichner Bezeichner Ein Bezeichner ist eine Sequenz von Zeichen, die dazu dient, die Namen von Variablen, Klassen oder Methoden zu spezifizieren. - Ein Bezeichner muss immer mit einem Unicode-Buchstaben (Das sind die Zeichen 'a'-'z', 'A'-'Z', '_', '0'-'9' und '$') beginnen und darf dann weitere Buchstaben oder Ziffern enthalten. ('_' und '$' sollen nur aus historischen Gründen, bzw. bei maschinell generiertem Java-Code verwendet werden) - Ein Bezeichner darf weder ein Schlüsselwort, ein Boole'sches Literal noch ein null-literal sein. - Alle Stellen des Bezeichners sind signifikant. - Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden. Übungen Informatik 1 Folie 9

10 Aufbau des Quelltextes Java Literale Literale sind Werte eines primitiven Datentyps, eines Strings oder null. Literale dienen dazu, in einem Javaprogramm Konstanten aufzuschreiben. (Sie sind nicht zu verwechseln mit den Konstantendeklarationen). Java kennt folgende Typen von Literalen: Ganze Zahlen: 0; 123; 0xDadaCafe Float-Zahlen: 3.2f; -3e-22f Double-Zahlen: 3.2; -3e-22 Logische Literale: true; false Referenz-Literale: null; this; super Character-Literale: 'A' Zeichenketten-Literale: ""; "\""; "Hello World" Übungen Informatik 1 Folie 10

11 Integer-Literal Integer-Literal: ganzzahliger Integerwert Ganze Zahlen: 0; 123; 0xDadaCafe Konstanter ganzzahliger Wert, der dezimal, hexadezimal (sedezimal) oder oktal angegeben werden kann. Automatische Typvergabe int, long usw. Manuelle Typvergabe: Endung L oder l für long, Beispiel: 42l Standardtyp ist int Kann in folgender Form geschrieben werden: dezimal: keine besondere Angabe, erlaubt sind die Ziffern 0-9 und ein Vorzeichen, Beispiel: hexadezimal: vorangestelltes 0x (Ziffer 0), erlaubt sind die Ziffern 0-9 sowie die Buchstaben A-F, Beispiel: 0x1C2A Oktal: vorangestellte 0 (Ziffer 0), erlaubt sind die Ziffern 0-7, Beispiel: Übungen Informatik 1 Folie 11

12 Fließkomma-Literal Fließkomma-Literal: Gleitkommawert Float-Zahlen: 3.2f; -3e-22f Double-Zahlen: 3.2; -3e-22 Konstanter Fließkomma-Wert, der nach der IEEE-Norm 754 abgelegt wird. Es werden einfache Genauigkeit mit 32 Bit (float) und doppelte Genauigkeit mit 64 Bit (double) unterstützt. Verschiedene Zahlenformate sind erlaubt, Beispiele: : entspricht der Zahl 0, e-2: entspricht der Zahl 3*10-2 = 0,03-3e2: entspricht der Zahl -3 * 10 2 = -300 Standardtyp ist double => Ohne extra Suffix handelt es sich immer um doppelte Genauigkeit. Um die Genauigkeit zu steuern, kann ein sog. Suffix angehängt werden: f,f: Einfache Genauigkeit (float), Beispiel: 3e2f d,d: Doppelte Genauigkeit (double, redundante Angabe), Beispiel: 3e2d Übungen Informatik 1 Folie 12

13 Boole sches-literal Boole'sches-Literal logischer Datentyp boolean : Logische Literale: true; false Konstanter Wahrheitswert (wahr oder falsch). Nur zwei Werte sind möglich: true: wahr. false: falsch. Hinweis: Eine Umwandlung in Integer-Literale wie in C++ ist nicht möglich. null-literal: Konstanter Wert, der anzeigt, dass eine Objektreferenz auf kein Objekt zeigt kommt später. Zeichen-Literal ( char ): Konstanter Zeichenwert für ein einzelnes Zeichen des Typs char. Ein Zeichen-Literal ist ein 16 Bit Wert, dargestellt durch Unicode- Zeichen. Schreibweise: in einfachen Anführungszeichen. Beispiel: 'A oder \u0041 Übungen Informatik 1 Folie 13

14 Referenz-Literale Referenz-Literale: null; this; super null: this: super: Konstanter Wert, der anzeigt, dass eine Objektreferenz auf kein Objekt zeigt kommt später Die symbolische Referenz this ist eine Referenz auf das eigene Objekt kommt später Mit der Referenz super kann auf Methoden und Attribute von übergeordneten Basisklassen zugegriffen werden. kommt später Übungen Informatik 1 Folie 14

15 Referenztypen public class AsterixUndRoemer { public static void main ( String [] args ) { String ga, ro; // Zwei Variablen vom Typ der Klasse String // werden deklariert int r; ga = "Asterix"; ro = "Roemer"; // Variable r vom Typ int wird deklariert // der Variablen ga wird eine Referenz auf // String Asterix zugewiesen // der Variablen ro wird eine Referenz auf // String Roemer zugewiesen r = 1+1; System.out.println (ga + " sieht " + r + " "+ro); Übungen Informatik 1 Folie 15

16 Character, Zeichenketten-Literale Character- und Zeichenketten-Literale werden intern in Unicode kodiert. : 'A' Character-Literal ( char ): Konstanter Zeichenwert für ein einzelnes Zeichen des Typs char. Ein Zeichen-Literal ist ein 16 Bit Wert, dargestellt durch Unicode-Zeichen. Schreibweise: in einfachen Anführungszeichen. Beispiel: 'A oder \u0041 ""; "\""; "Hello World Zeichenketten-Literal: Konstanter Wert für eine Folge von Zeichen. String-Literale werden durch einzelne Unicode-Zeichen repräsentiert. Schreibweise: in doppelten Anführungszeichen. Beispiel: "Hallo" Übungen Informatik 1 Folie 16

17 Escape-Sequenzen Um Zeichen darstellen zu können, deren Eingabe mit einfachen Editoren nicht möglich ist oder sie sonst syntaktisch nicht möglich wären, verwendet man sogenannte Escape- Sequenzen: Escape-Sequenzen: Unicode Wirkung \b backspace \u0008 Rückschritt \t tab \u0009 horizontaler Tabulator \n linefeed \u000a neue Zeile \f formfeed \u000c Seitenumbruch \r carriage return \u000d Wagenrücklauf \ Anführungszeichen \u0022 Darstellung von \ Apostroph \u0027 Darstellung von \\ Backslash \u005c Darstellung von \ \uabcd hexadezimaler Unicode abcd Übungen Informatik 1 Folie 17

18 Character- und Zeichenketten-Literale public class HalloJava { public static void main ( String [] args ) { System.out.println (); System.out.println ("Hallo Java"); System.out.println ("Er sagt: \"Hallo\nJava\" "); System.out.println (); Zeichenketten-Literale können sich nicht über mehrere Quelltextzeilen erstrecken, sie müssen stets vor Zeilenenden enden. Benötigt man längere Zeichenketten-Literale, so müssen Teile mit + verkettet werden. System.out.println ( Hallo Java\r und sagt + danach\"hallo\njava\" "); Übungen Informatik 1 Folie 18

19 Unicode Unicode-Escapesequenzen für nicht-darstellbare Zeichen Ein Java-Programm besteht aus einer Folge von Unicode-Zeichen. Der Unicode umfaßt derzeit Zeichen (max = ). Der numerische Wert eines Zeichens im Unicode-Format kann direkt eingegeben werden. Format der Eingabe: \uxxxx, wobei x eines der Zeichen im Bereich von 0-9 oder A-F ist (hexadezimal). Beispiel: char a; a = 97; a = 'a'; a = '\u0061 Die drei Zuweisungen haben dieselbe Semantik. Die Unicode-Zeichen im Bereich von entsprechen den Zeichen des ASCII- Formats. Im Bereich ist der Zeichensatz identisch mit ISO (Latin-1: westeuropäische Sonderzeichen -> weiter Infos zu Zeichensätzen unter oder ) public class HalloUnicode { public static void main ( String [] args ) { System.out.println ("\u0048\u0061\u006c\u006c\u006f"); Übungen Informatik 1 Folie 19

20 Unicode public class UnicodeAnwendung { public static final char SZ = '\u00df'; public static void main(string[] args) { System.out.println( Integer.toHexString('ß') ); System.out.println( Ich hei" + SZ + "e"); Integer.toString ( ß, 16) oder Integer.toHexString ( ß ) liefert den Unicode in hex-schreibweise für das Zeichen ß. System.out.println ("\u00df ); gibt immer ein ß aus; - egal von welcher Plattform aus das Java-Programm übersetzt wird Übungen Informatik 1 Folie 20

21 8 Grundtypen 4 Typen: (byte, short, int, long) für ganzzahlige Integerwerte 2 Typen: (float, double) für Fließkommawerte (Gleitpunktwerte) 1 Typ: (char) für Character- oder Zeichenwerte 1Typ: (boolean) für Wahrheitswerte (boolesche Werte) Integrale Datentypen Typ Bit von bis einschließlich boolean 8 false true byte short = = int = = long = = char Fließkomma-Datentypen Typ Größe Genauigkeit von bis einschl. float 32 Bit 6-7 Stellen 1.4E E38 double 64 Bit Stellen 4.9E E308 Übungen Informatik 1 Folie 21

22 erweiterte Typkonvertierung Java wandelt automatisch einen kleineren (niederwertiger) in einen größeren (höherwertiger) Datentyp um byte short int long float double char int Wenn in einer Operation zwei unterschiedliche Typen enthalten sind: z.b. System.out.println (integerzahl * longzahl); autom. Umwandlung von int in long Wenn in einer Operation gleiche Datentypen enthalten sind, die kleiner sind als integer, wird das Resultat mindestens vom Typ integer sein. z.b.: System.out.println (char * char); Ergebnis vom Typ int double x=10; 10 wird in double konvertiert char c= a ; int i; i=c; char wird in int konvertiert ( a => 97) x=c; char wird in double konvertiert ( a => 97.0) Übungen Informatik 1 Folie 22

23 erweiterte Typkonvertierung public class Typen01 { public static void main (String[] args) { int erstezahl; long zweitezahl =999999; erstezahl = ; System.out.println (erstezahl * erstezahl); /*Java bestimmt, dass das Ergebnis vom Typ int sein wird deshalb hier: falsches Ergebnis (zu groß für Integer, s. Tabelle) */ System.out.println (erstezahl * zweitezahl); /* Java bestimmt, dass das Ergebnis vom Typ long sein wird (s.o.), automatische Typkonvertierung von int nach long, weil zweitezahl eine long-variable ist ) Übungen Informatik 1 Folie 23

24 eingeschränkte Typkonvertierung Umwandlung vom größeren (höherwertiger) in einen kleineren (niederwertiger) Datentyp geschieht in Java mit dem cast-(konvertierungs-) Operator eingeschränkte Konvertierung cast : = voranstellen, vorstellen-operator, gibt den Zieltyp an (typ) byte short int long float double char int Ziel-Typ in runden Klammern i = (int) ; double-wert wird nach int konvertiert, der Nachkommateil wird abgeschnitten. abc = (byte) xyz; char-wert xyz wird nach byte konvertiert Übungen Informatik 1 Folie 24

25 eingeschränkte Konvertierung public class Typen02 { public static void main(string[] args) { byte azahl = 2; byte bzahl = 5; byte czahl; czahl = azahl * bzahl; // FEHLER! // das Ergebnis ist vom Typ integer, // obwohl als byte deklariert czahl = (byte) azahl * bzahl; // FEHLER! czahl = (byte) (azahl * bzahl); // czahl soll vom Typ byte sein // Typumwandlung per Cast bzahl *= azahl; // bzahl=bzahl*azahl // effektiv -> ohne Zwischenergebnis System.out.println(cZahl); System.out.println(bZahl); Übungen Informatik 1 Folie 25

26 Konstanten final float MEHRWERTSTEUER = 16.0 final char EURO; EURO = wurde der Wert der final-variable (hier ) einmal festgelegt, ist eine spätere Änderung nicht mehr möglich. die Variable kann wie eine Konstante eingesetzt werden. Übungen Informatik 1 Folie 26

27 Aufbau des Quelltextes Operatoren Operatoren Operatoren werden für Vergleiche und Berechnungen verwendet. Die Operatoren sind: Arithmetische Operatoren: + - * / % Relationale Operatoren: > >= < <= ==!= Logische Operatoren:! && Bit Operatoren: ~ & ^ >> >>> << Zuweisungs Operatoren: = += -= *= /= %= &= = ^= <<= >>= >>>= Sonstige Operatoren:?: [ ]. (parameterliste) (type) new instanceof + Prioritäten : Übungen Informatik 1 Folie 27

28 Variablen Variablen dienen dazu, Daten im Hauptspeicher eines Programms abzulegen und gegebenenfalls zu lesen oder zu verändern. In Java gibt es drei Arten von Variablen: Lokale Variablen: - müssen explizit initialisiert werden Deklaration und Gültigkeit: innerhalb einer Methode oder innerhalb eines Blocks einer Methode Instanzvariablen: (kommt später, im 2. Semester) - Existieren zusammen mit den Instanzen der Klasse - Modifikatoren sind zulässig - werden beim Erzeugen der Instanz initialisiert Deklaration: innerhalb des Rumpfes einer Klasse Klassenvariablen (kommt später, im 2. Semester) - Existieren unabhängig von den Instanzen der Klasse - Modifikatoren sind zulässig - werden beim Laden der Klasse initialisiert Deklaration: innerhalb des Rumpfes einer Klasse und explizit mit static als Klassenvariable vereinbart. Übungen Informatik 1 Folie 28

29 Variablen Alle Variablen müssen in Java deklariert werden, bevor man sie verwendet Variablen werden wie folgt gebildet: Modifikator(en) Typ Name Wert Modifikatoren: Sichtbarkeitsbereich und Lebensdauer Typ: Grundtyp oder Referenztyp Name: Java-Bezeichner Bei der Deklaration können Variablen gleich initialisiert werden int ivar1, ivar2, ivar3; float wurzel; char cv1= a, cv2=10; cv3; static final float PI = 3.14F; String zeile; (Referenztypvariable) Übungen Informatik 1 Folie 29

30 Gültigkeitsbereich von Variablen public class BlockDemo { // Anfang Block der Klasse BlockDemo public static void main(string[] args) { // Anfang Block Methode main String blk = "Main-Block"; System.out.println(blk); { // ein Block (Block 1) String blk1 = " Block 1"; System.out.println(blk + blk1); { /* noch ein Block, blk1 aus Block 1 ist in diesem Block nicht "sichtbar */ String blk2 = " Block 2"; System.out.println(blk + blk2); // System.out.println(blk1); // Ende main() // Ende class BlockDemo Übungen Informatik 1 Folie 30

31 Java-Befehle int ivar1, ivar2; a=b+c; a++; System.out.println(a,b); Beispiele // Deklaration // Zuweisung /* Zuweisung a = a+1: Abk + effekt. Anweisung, */ weil kein Zwischenergebnis gebildet wird. // Methodenaufruf if (a==b) a=c; // Schlüsselwort if oder if (a==b){ // dasselbe über mehrere Zeilen a=c; // hier kein Semikolon if (a==0) { // Block b=10; c=20; int c; // zusammengesetzter Befehl: if (a==c){ // blocklokale Variable b=a; c=b; System.out.println(a,b); Übungen Informatik 1 Folie 31

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