3 Tag 3: Programmieren mit einem einfachen Klassenkonzept Sequentielle Anweisungen 3.2 Verzweigungen if-verzweigung

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1 Marco Block JAVA Intensivkurs In 14 Tagen lernen Projekte erfolgreich zu realisieren Unter Mitarbeit von Ernesto Tapia und Felix Franke Mit 90 Abbildungen 4y Springer

2 Inhaltsverzeichnis 1 Tag 1: Vorbereitungen und Motivation Motivation: Warum gerade Java? Programme fur Webseiten Vorteile des Selbststudiums Installation von Java Testen wir das Java-System 4 2 Tag 2: Grundlegende Prinzipien der Programmentwicklung Primitive Datentypen und ihre Wertebereiche Primitive Datentypen in Java Variablen und Konstanten Deklaration von Variablen Variablen und Konstanten Primitive Datentypen und ihre Operationen boolean char int byte, short, long float, double Casting, Typumwandlungen Ubersicht zu impliziten Typumwandlungen Die Datentypen sind fur die Operation entscheidend Methoden der Programmerstellung Sequentieller Programmablauf Verzweigungen Spriinge Schleifen Mehrfachverzweigungen Mehrfachschleifen (verschachtelte Schleifen) Parallelitat Kombination zu Programmen 23

3 XII Inhaltsverzeichnis 2.6 Programme in Java Erstellen eines Javaprogramms 2.7 Zusammenfassung und Aufgaben 24 3 Tag 3: Programmieren mit einem einfachen Klassenkonzept Sequentielle Anweisungen 3.2 Verzweigungen if-verzweigung switch-verzweigung Verschiedene Schleifentypen for-schleife while-schleife do-while-schleife Sprunganweisungen break continue Klassen Funktionen in Java 3.6 Zusammenfassung und Aufgaben 4 Tag 4: Daten laden und speichern *" 4.1 Externe Programmeingaben 4.2 Daten aus einer Datei einlesen 4 ' 4.3 Daten in eine Datei schreiben " 4.4 Daten von der Konsole einlesen 4.5 Zusammenfassung und Aufgaben -^ 5 Tag 5: Verwendung einfacher Datenstrukturen " 5.1 Arrays und Matrizen -^ Erzeugung eines Arrays -" Matrizen oder multidimensionale Arrays " Conway's Game of Life ^ Einfache Implementierung -" Eine kleine Auswahl besonderer Muster Zusammenfassung und Aufgaben 61 6 Tag 6: Debuggen und Fehlerbehandlungen Das richtige Konzept Exceptions in Java Einfache try-catch-behandlung Mehrfache try-catch-behandlung "' 6.3 Fehlerhafte Berechnungen aufspiiren Berechnung der Zahl pi Zeilenweises Debuggen und Breakpoints 7' 6.4 Zusammenfassung und Aufgaben 71 4Q Hy

4 Inhaltsver/eichnis XIII Tag 7: Erweitertes Klassenkonzept Entwicklung eines einfachen FuBballmanagers Spieler und Trainer Generalisierung und Spezialisierung Klassen und Vererbung Modifizierer public und private Objekte und Instanzen Konstruktoren in Java Die Mannschaft Turniere, Freundschaftsspiele Ein Interface festlegen Freundschaftsspiel Deutschland-Brasilien der WM-Mannschaften von Interface versus abstrakte Klasse Aufarbeitung der vorhergehenden Kapitel Referenzvariablen Zugriffauf Attribute und Methoden durch Punktnotation Die Referenzvariable this Prinzip des tjberladens Uberladung von Konstruktoren Der Copy-Konstruktor Garbage Collector Statische Attribute und Methoden Primitive Datentypen und ihre Wrapperklassen Die Klasse String Vergleich von Zeichenketten Zusammenfassung und Aufgaben 98 Tag 8: Verwendung von Bibliotheken Standardbibliotheken Mathematik-Bibliothek Zufallszahlen in Java Ganzzahlige Zufallszahlen vom Typ int und long Zufallszahlen vom Typ float und double Weitere nutzliche Funktionen der Klasse Random Das Spiel Black Jack Spielkarten Wertigkeiten der Karten Der Spielverlauf Spieler. Karten und Kartenspiel Verwendungsbeispiel fiir Datenstruktur Vector Implementierung der Klassen Spieler. Karten und Kartenspiel Die Spielklasse Blackjack JAMA - Lineare Algebra 118

5 XIV Inhaltsverzeichnis 8.6 Eine eigene Bibliothek bauen Zusammenfassung und Aufgaben Tag 9: Grafische Benutzeroberflachen Fenstermanagement unter AWT Ein Fenster erzeugen Das Fenster zentrieren Zeichenfunktionen innerhalb des Fensters verwenden Textausgaben Zeichenelemente Die Klasse Color verwenden Bilder laden und anzeigen Auf Fensterereignisse reagieren und sie behandeln Fenster mit dem Interface WindowListener schlieben GUI-Elemente und ihre Ereignisse Layout Manager Die Komponenten Label und Button Die Komponente TextField Auf Mausereignisse reagieren Zusammenfassung und Aufgaben Tag 10: Appletprogrammierung Kurzeinfuhrung in HTML Applets im Internet Bauen eines kleinen Applets Verwendung des Appletviewers Eine Applikation zum Applet umbauen Konstruktor zu init paint-methoden anpassen TextField-Beispiel zum Applet umbauen Flackernde Applets vermeiden Die Ghosttechnik anwenden Die paint-methode iiberschreiben Ein Beispiel mit mousedragged Zusammenfassung und Aufgaben Tag 11: Techniken der Programmentwicklung Der Begriff Algorithms Entwurfs-Techniken Prinzip der Rekursion Brute Force Greedy Dynamische Programmierung, Memoisierung Divide and Conquer Algorithmen miteinander vergleichen 160

6 Inhaltsver/eichnis XV 11.4 Kleine algorithmische Probleme Identification und Erzeugung von Primzahlen mit Brute Force Sortieralgorithmen InsertionSort BubbleSort Quicksort Needleman-Wunsch-Algorithmus Zusammenfassung und Aufgaben Tag 12: Bildverarbeitung Das RGB-Farbmodell Grafische Spielerei: Apfelmannchen Mathematischer Hintergrund Fraktale Implementierung eines einfachen Apfelmannchens Die Klasse Bufferedlmage Bilder laden und speichern Bilder bearbeiten Ein Bild invertieren Erstellung eines Grauwertbildes Binarisierung eines Grauwertbildes Zusammenfassung und Aufgaben Tag 13: Methoden der Kiinstlichen Intelligenz Mustererkennung it-nn Visualisierung /t-means Expectation-Maximization als Optimierungsverfahren Allgemeine Formulierung des A-means Algorithmus Implementierung des k-means Spieltheorie MinMax-Algorithmus MinMax-Algorithmus mit unbegren/ter Suchtiefe MinMax-Algorithmus mit begren/ter Suchtiefe und Bewertungsfunktion Beispiel TicTacToe Zusammenfassung und Aufgaben 208

7 XVI lnhaltsverzeichnis 14 Tag 14: Entwicklung einer groberen Anwendung Entwurf eines Konzepts Klassendiagramm GUI Klassen Spiellogik Spieldatenverwaltung Komplettes Klassendiagramm Implementierung Klasse TeeTristBox Klasse TeeTristStein Klasse TeeTristSpielfeld Klasse SpielThread Klasse TeeTristPanel Klasse TeeTrist Spielen wir ein Spiel TeeTrist Dokumentation mit javadoc Zusammenfassung und Aufgaben Java - Weiterfiihrende Konzepte Professionelle Entwicklungsumgebungen Das Klassendiagramm als Konzept einer Software Klassendiagramm mit UML Klasse Vererbung Beziehungen zwischen Klassen Verwendung externer Bibliotheken Zusammenarbeit in groben Projekten 237 Glossar 239 Literatur 245 Sachverzeichnis 249