Einstieg in die Informatik mit Java

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1 1 / 30 Einstieg in die Informatik mit Java Datentypen Gerd Bohlender Institut für Angewandte und Numerische Mathematik

2 Gliederung 2 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

3 Gliederung 3 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

4 4 / 30 Überblick In diesem Kapitel werden Datentypen und Literalkonstanten beschrieben. Datentypen Vorgegebene oder selbst definierte Mengen von Werten, z.b. ganze Zahlen, Zeichen, Zeichenketten Literalkonstanten Darstellung dieser Werte im Programmtext

5 Gliederung 5 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

6 6 / 30 Ganzzahlige Typen Die Darstellung und Genauigkeit der vordefinierten Datentypen ist in Java genau festgelegt. Typ Speicherbedarf Wertebereich byte 8 bit von -128 bis 127 short 16 bit von bis int 32 bit von bis long 64 bit von bis Achtung Der Datentyp char dient zur Speicherung von Zeichen (siehe unten). char zählt ebenfalls zu den ganzzahligen Typen!

7 Ganzzahlige Konstanten, Stellenwertsystem 7 / 30 Natürliche Zahlen werden üblicherweise dezimal (zur Basis 10) dargestellt, z.b. 123 = Alternativ können Zahlen auch zu einer Basis b 2 dargestellt werden: x n x n 1... x 2 x 1 x 0 = x n b n +x n 1 b n x 2 b 2 +x 1 b 1 +x 0 b 0 Hierbei sind x i Ziffern zur Basis b, im Bereich 0, 1,... b 1. In der Informatik ist die Verwendung der Basen 2, 8, 16 weit verbreitet.

8 Ganzzahlige Konstanten 8 / 30 In Java dürfen ganzzahlige Konstanten zur Basis 10 (dezimal), 8 (oktal) oder 16 (hexadezimal) dargestellt werden. Darstellung Beschreibung dezimal Ziffernfolge, die nicht mit 0 beginnt. oktal 0 gefolgt von oktaler Ziffernfolge (0... 7). hexadezimal 0x gefolgt von hexadezimaler Ziffernfolge (0... 9, a,... f, A,..., F). Bei hexadezimaler Darstellung werden zusätzliche Ziffern benötigt. a = A = 10, b = B = 11,... f = F = 15

9 Ganzzahlige Konstanten Beispiele Beispiel Darstellung der Zahl Zehn: 10 = = 10 dez, 012 = = 10 dez, 0xa = = 10 dez. Die Suffixe l, L sorgen für eine Umwandlung in eine Konstante vom Datentyp long (Speicherbedarf 64 Bit). Beispiel: Vorsicht, Verwechslungsgefahr! = Fehler L = L = 123(im 64 Bit Format) 123l = 123(!) 1231 = 1231(!) 9 / 30

10 Gliederung 10 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

11 Gleitkommatypen 11 / 30 Floating point numbers heißen in ihrer deutschen Übersetzung Gleitkommazahlen und sind nach dem IEEE Standard 754 implementiert. Typ Speicherbedarf Größter Wert (ca.) Genauigkeit (ca.) Kleinster Wert (ca.) float 32 bit E Stellen E-045 double 64 bit E Stellen E-324 Achtung Obwohl dieser Datentyp in der deutschen Übersetzung das Wort Komma enthält, werden die Nachkommastellen von Gleitkommazahlen in Java trotzdem mit einem Punkt getrennt!

12 Gleitkommakonstanten Eine Gleitkommazahl besteht aus: Mantisse (Ziffernfolge, ggfs. Dezimalpunkt) Exponentenangabe (e bzw. E, ggfs. Vorzeichen) Achtung Die Buchstaben e, E bedeuten Exponentieren zur Basis 10. Beispiele 1.23 bedeutet 1, 23 1e6 bedeutet 10 6, also , 0 1E-3 bedeutet 10 3, also 0, e5 bedeutet 12, , also , e-2 bedeutet 12, , also 0, bedeutet 0, 1 1. bedeutet 1, 0.12e-3 bedeutet 0, = 0, / 30

13 Gleitkommatypen spezielle Werte 13 / 30 Die Suffixe f, F legen eine Konstante vom Typ float an, die Suffixe d, D entsprechend eine Konstante vom Typ double, z. Bsp. 1.2f, 1.2d. Ohne Suffix ist die Konstante vom Typ double. Tritt Überlauf ein, so wird mit ± Infinity weitergerechnet! Bei einem mathematisch sinnlosen Ergebnis (z. Bsp. 0/0,, 0 ) wird NaN ( Not a Number ) als Ergebnis eingesetzt. Damit kann das Programm formal fortgesetzt werden.

14 Gliederung 14 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

15 15 / 30 Zeichen, Datentyp char Zeichen zählen in Java ebenfalls zu den numerischen Datentypen! Mit ihnen darf gerechnet werden (das Ergebnis ist dann i.a. ein int)! Typ Speicherbedarf Wertebereich char 16 bit von 0 bis (von \u0000 bis \uffff ) Achtung char ist der einzige vorzeichenlose numerische Datentyp.

16 Zeichenkonstanten Zeichenkonstanten werden in Hochkommata geschrieben. Beispiel a, 1. Codierung von speziellen Zeichen mit Escape-Sequenzen und Unicode Escapes Escape Sequenzen Zeichen Unicode Bezeichung Wirkung \b \u0008 Backspace Cursor einen Schritt nach links. \r \u000d Carriage Return Cursor an Zeilenanfang. \f \u000c Formfeed Seitenvorschub, neue Seite \t \u0009 Horizontal Tab Tabulator \n \u000a Line Feed Zeilenvorschub, neue Zeile \\ \u005c Backslash \ \u0027 Anführungszeichen \" \u0022 Gänsefüßchen 16 / 30

17 ASCII Tabelle 17 / 30 hex $00 $10 $20 $30 $40 $50 $60 $70 dez $00 00 NUL DLE P ` p $01 01 SOH DC1! 1 A Q a q $02 02 STX DC2 " 2 B R b r $03 03 ETX DC3 # 3 C S c s $04 04 EOT DC4 $ 4 D T d t $05 05 ENQ NAK % 5 E U e u $06 06 ACK SYN & 6 F V f v $07 07 BEL ETB 7 G W g w $08 08 BS CAN ( 8 H X h x $09 09 HT EM ) 9 I Y i y $0A 10 LF SUB : J Z j z $0B 11 VT ESC + ; K [ k { $0C 12 FF FS, < L \ l $0D 13 CR GS = M ] m } $0E 14 SO RS. > N ^ n ~ $0F 15 SI US /? O o DEL

18 18 / 30 Unicode Beispiel Beispiel Bei der Verwendung des Unicode Zeichensatzes wird durch System.out.println ( \u0051 ); das Zeichen Q ausgegeben. Eine Liste aller Unicode-Zeichen gibt es unter

19 Gliederung 19 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

20 20 / 30 Zeichenketten, String Der Datentyp String dient zur Speicherung (beliebig langer) Zeichenketten. Achtung String zählt zu den Referenztypen! Dies hat Auswirkungen bei manchen Operationen.

21 21 / 30 Stringkonstanten Zeichenketten Für Zeichenketten (engl. Strings) ist in Java der Typ String vorgesehen. Im Gegensatz zu Zeichenkonstanten werden Zeichenketten in doppelte Hochkommata gesetzt. Die Verwendung der Unicode und Escape Sequenzen ist identisch zu ihrer Verwendung bei Zeichenkonstanten. Durch Einfügen von \n in die Zeichenkette kann die Ausgabe auf dem Bildschirm über mehrere Zeilen erfolgen. Lange Zeichenketten können mit Hilfe der Stringkonkatenation + in mehrere Teilzeichenketten aufgespalten werden.

22 22 / 30 Stringkonstanten Beispiel Beispiel "Dies ist ei" + "n einzeiliger String." Beispiel "Dies ist ein \nzweizeiliger String."

23 23 / 30 Stringkonstanten Beispiel Achtung "5" ist nicht vom Typ char, sondern eine Zeichenkette und damit vom Typ String! Mit Strings kann nicht gerechnet werden. Bemerkung Tritt die gleiche Zeichenkette mehrmals auf, so wird diese i.a. nur einmal gespeichert. Beispiel S t r i n g a = Einmal i s t genug! ; S t r i n g b = Einmal i s t genug! ;

24 Stringkonstanten Beispiel 24 / 30 public class B e i s p i e l { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { double c e l s i u s, f a h r e n h e i t ; c e l s i u s = ; f a h r e n h e i t = 1.8 c e l s i u s ; System. out. p r i n t l n ( Temperatur i n Fahrenheit = + f a h r e n h e i t ) ; } }

25 Gliederung 25 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

26 26 / 30 Boolescher Typ Boolsche Variablen speichern Wahrheitswerte, also z.b. Ergebnisse von Vergleichen. Der Datentyp lautet boolean. Es können nur die Wahrheitswerte true (wahr) und false (falsch) angenommen werden.

27 Gliederung 27 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

28 28 / 30 Referenztypen Referenztypen treten auf bei Objekten (Klassen, Feldern, Strings). Sie sind das Gegenteil der bisher genannten Grundtypen/elementaren Typen und werden in späteren Kapiteln ausführlich behandelt. Eine Referenzvariable enthält nicht die Daten, sondern nur eine Referenz darauf (d.h. Adresse, Pointer, Verweis). null bezeichnet die Nullreferenz, die auf kein Objekt verweist.

29 Gliederung 29 / 30 1 Überblick 2 Ganzzahlige Typen 3 Gleitkommatypen 4 Zeichen, char 5 Zeichenketten, String 6 Boolscher Typ 7 Referenztypen 8 void Typ

30 void 30 / 30 Dieser Typ ist ein Pseudotyp und tritt bei Methoden auf. Besitzt eine Methode keinen Rückgabewert, so wird void, d. h. nichts als Ergebnis zurückgegeben. Beispiel public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) {} Achtung Aufgrund der Unterscheidung zwischen Klein und Großbuchstaben müssen die boolschen Konstanten true und false sowie die Nullreferenz null und der Pseudotyp void in Kleinbuchstaben angegeben werden!