Programmierung in Java

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1 Programmierung in Java Primitive Datentypen von Java sind: boolean byte char short int long float double entweder true oder false Zahlen von 128 bis 127 (8 Bit) 16-Bit (2 Byte) Unicode-Zeichen Zahlen von bis (16 Bit) Zahlen von 2 31 bis (32 Bit) Zahlen von 2 63 bis (64 Bit) Fließkommazahlen Fließkommazahlen mit doppelter Genauigkeit P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 1

2 Strings in Java Strings sind vordefinierte Klasse; nicht primitiv Methoden für Strings: + Zwei Strings werden verbunden length(), charat(int), substring(anfangsindex, endindex), equals(string other). Test der Inhalts-Gleichheit. Bei s == t wird Objektidentität geprüft! P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 2

3 Umlaute, Unicode-Darstellung, Escape-Sequenzen ä ö ü ß Ä Ö Ü \u00e4 \u00f6 \u00fc \u00df \u00c4 \u00d6 \u00dc \n Zeilenumbruch (newline) \r carriage return \ Doppeltes Anführungszeichen \ Einfaches Anführungszeichen \\ ergibt \ P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 3

4 Operatoren auf primitiven Daten, /, +, Infix-Ops (für mehrere Typen) % modulo-rechnung 7%3 ergibt 1 ++ addiere 1: z.b. i++ (erst verwende i; addiere 1) ++i (addiere 1; verwende i ) -- subtrahiere 1: i-- (verwende i; subtrahiere 1) --i (subtrahiere 1; verwende i ) <, <=, > arithmetische Infix Vergleiche >=, ==,! = P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 4

5 Operatoren auf primitiven Daten (2)! Negation (Prefix) &, &&, ^ striktes und, oder für Boolesche Ausdrücke (werden auch für bitweise Operation verwendet) lazy und, oder exklusives oder += x += y entspricht x = x + y op= Abkürzung für: x op= a entspricht x = x op a andere op sind möglich Es gibt weitere Operationen,... P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 5

6 Ausdrücke Ausdruck = Programmfragment, das nach Ausführung einen Wert hat (analog zu Haskell) Zum Beispiel arithmetische Ausdrücke; Boolesche Ausdrücke. Funktionsausdrücke; Methoden-Anwendungen Methoden müssen dazu Rückgabetyp haben und mittels return den Wert zurückgeben. Auswahloperator: a? b : c wirkt wie ein if mit Wertrückgabe In Haskell: if-then-else leistet beides P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 6

7 Beispiel für Boolesche Ausdrücke (a == b) (a!= b) (a > b) Zusammengesetzte Boolesche Ausdrücke: (a > 0 && a <= 10) (3*a +5 < 20 b == c) P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 7

8 Anweisungen Anweisung = Programmfragment, das den Zustand ändert (Befehl, Kommando) P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 8

9 Anweisungen if. then. else. Syntax: if ( Ausdruck ) Anweisung else Anweisung Hinter if muss ein Boolescher Ausdruck stehen. Mehrere Anweisungen, mit { und geklammert, zählen als eine Anweisung. Das else kann weggelassen werden. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 9

10 switch Syntax: (Einrückung zur besseren Lesbarkeit) switch ( Ausdruck ) { case Konstante : Anweisungen break ;... case Konstante : Anweisungen break ; default: Anweisungen Nebenbedingungen: Typ des Ausdrucks: elementar Konstanten müssen zur Kompilierzeit bekannt sein. break s sollten jeden Fall abschließen, P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 10

11 while Syntax: while ( Ausdruck ) Anweisung Der Rumpf der Schleife wird ausgeführt, solange der Ausdruck den Wert true hat. Besondere Anweisungen: continue: break: Sprung ans Ende des Rumpfes Beenden der Schleife P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 11

12 do-while Syntax: do Anweisung while ( Ausdruck ) Der Rumpf der Schleife wird ausgeführt, bis der Ausdruck den Wert false hat. Der Rumpf wird auf jeden Fall einmal ausgeführt. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 12

13 for Syntax: for ( Init ; Bedingung ; Ausdruck ) Anweisung Der Rumpf (Anweisung) der for-schleife wird ausgeführt, solange der Bedigungs-Ausdruck den Wert true hat. Man kann mit der continue Anweisung ans Ende des Rumpfes springen. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 13

14 Beispiel for (int i = 0; i <= 10; i++) <Anweisung>; Diese Schleife wird für i = 0,..., 10 durchlaufen. Alternativ zu i++ : i = i+1 oder i += 1 P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 14

15 Marken, Labels Anweisungen sind markierbar mit Marken (Labels): marke1: while (i < 0) i--; Bei geschachtelten Schleifen: beenden mit break marke1, ans Ende mit continue marke1 P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 15

16 Felder (Arrays) Folgen von Objekten gleichen Typs, die mit Index angesprochen werden können. Felder können mehrdimensional sein. Beispiel int [] a; // integer feld a ist erkl\"art a = new int [10] ; // integer feld a ist jetzt ansprechbar // und hat 10 Eintraege: von 0 bis 9 // nicht initialisiert for (int i = 0; i < a.length; i++) { a [i] = i ; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 16

17 Felder (Arrays): mehrdimensional Beispiel für ein zweidimensionales Feld mit direkter Initialisierung: String[][] matrix = { {"AA","AB","AC","AD", {"BA","BB","BC","BD", {"CA","CB","CC","CD" ; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 17

18 Kommentare Es gibt drei Arten von Java-Kommentaren: Kommentar bis Zeilenende // Kommentare zwischen /* und */. Schachtelung ist jedoch nicht erlaubt. Kommentare zwischen /** und */ Die letzeren können mit javadoc extrahiert und bearbeitet werden. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 18

19 Konstruktoren Beispiel: class Rechteck extends geometrischesobjekt { Rechteck (int x, int y, int b, int h) { this.x = x; this.y = y; this.b = b; this.h = h; int x, y, b, h; void move (int xd; int yd) { this.x = x + xd; this.y = y + yd; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 19

20 Konstruktoren new Class konstruiert neues Objekt. new ruft die Konstruktor-Methode (den Konstruktor) von Class auf. Name des Konstruktors = Name der Klasse Verschiedene Konstruktoren sind erlaubt Auswählen der Bindung genau wie beim Überladen. this(...) ruft Konstruktor der gleichen Klasse auf. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 20

21 Konstruktoren: Aufrufprinzipien Bei konkreter Klassenhierarchie: Aufruf der Konstruktoren von oben nach unten Notwendig: Aufruf super() am Anfang Aufruf super() und this() nicht gleichzeitig im Konstruktor Grund: geordnetes Abarbeiten der Konstruktoren. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 21

22 Klassenkonversion, Typkonversion, cast Die Syntax des cast-operators ist: Class Objekt Beispiel: varfloat = (float) vardouble Die umgekehrte Zuweisung kann Java automatisch richtig umsetzen, da keine Information verlorengeht. vardouble = (float) varfloat ist erlaubt. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 22

23 Beispiel Klassenkonversion Sei geoobj Oberklasse von Rechteck. vargeoobj = varrechteck ist erlaubt; der Inhalt wird nicht verändert. varechteck = vargeoobj ist verboten, denn : vargeoobj könnte ein Kreisobjekt sein Erlaubt: varrechteck = (Rechteck) vargeoobj Exception zur Laufzeit, wenn vargeoobj ein Kreis ist. Typkonversion und Typangaben: unterstützen die Typsicherheit und den Typcheck zur Kompilezeit geben Flexibilität beim Programmieren Z.B. Zusammenfassen von Objekte verschiedener Klassen (Vector, Liste) P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 23

24 Ausnahmen, Exceptions Exceptions (Ausnahmen) sind Laufzeitfehler bzw. unerwartete Reaktionen: Fehler bei externen Aufrufen, Division durch 0 usw. try, catch, throw: Umgang mit Exceptions catch try throw Abfangen von Exceptions Einpacken von Anweisungen als Vorbereitung für catch Erzeugen von programmierten Ausnahmen. Abbruch des Programms, wenn keine Ausnahmebehandlung programmiert ist. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 24

25 Ausnahmen, Exceptions... throws Exception1,...: zeigt an, dass die Methode Ausnahmen erzeugen kann. Verwendung von try und catch: Nach dem try-block : try Ausdruck folgen catch-blöcke: catch (Exception exception) Anweisung P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 25

26 Zugriffsrechte public, private. Seltener verwendet: protected Beispiel... class Rechteck extends geometrischesobjekt { private int x, y, b, h; public void move (int xd; int yd) { this.x = x + xd; this.y = y + yd; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 26

27 Zugriffsrechte public private protected keine Angabe: Methode move darf von außerhalb benutzt werden die Nachricht move(10,10) ist immer erlaubt. Attribute x,y,b,h dürfen nicht von außen abgefragt/ geändert werden (Wie lokale Variablen) Dürfen innerhalb des Packages aufgerufen werden Attribute dürfen nur von Methoden der Unterklassen geändert werde Alle Methoden des Packages haben Zugriff P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 27

28 Modifikatoren static: kennzeichnet Klassen-Attribut bzw. -Methoden Definiert globale Variablen der Klasse z.b. die Anzahl aller Objekte einer Klasse kann man so definieren Klassen-Attribute sind aufrufbar mittels Klasse.attribut. final: Klassenmethoden kann man benutzen ohne Objekt d.h. die Variable this ist nicht verwendbar. Aufruf: Klassenname. Methodenname(params). Z.B. main ist in einer Applikation stets eine Klassenmethode. nicht überschreibbare Attribute bzw. Methoden. Zur Definition von festen Konstanten; verwendbar in Bibliotheken / Standard Pakete. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 28

29 Fahrzeugbeispiel: Beispiel zu Klassendefinition Erzeugung von Objekten Ist Java-Applikation Demonstriert verschiedene Techniken: u.a. static Attribut. P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 29

30 Fahrzeugbeispiel: Quellkode // abgewandeltes Beispiel aus Hannover Skript class Fahrt { private double Geschwindigkeit; public String Fahrtrichtung; private Fahrzeug Benfahrzeug; public Fahrt (double Geschwindigkeit, String Fahrtrichtung, Fahrzeug Benfahrzeug) { this.geschwindigkeit = Geschwindigkeit; this.fahrtrichtung = Fahrtrichtung; this.benfahrzeug = Benfahrzeug; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 30

31 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(2) public double beschleunigt_5() { Geschwindigkeit = Geschwindigkeit +5; return Geschwindigkeit; public double Geschwindigkeit () { return this.geschwindigkeit ; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 31

32 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(2) class Fahrzeug { public double Hoechstgeschwindigkeit; private String Eigentuemer; private static long Anzahl; static { Anzahl = 0; public static long Anzahl() { return Anzahl; public Fahrzeug() { // Konstruktur: Anzahl = Anzahl + 1; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 32

33 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(3) public Fahrzeug(double Hoechstgeschwindigkeit, String Eigentuemer) { Anzahl = Anzahl +1; this.eigentuemer = Eigentuemer; this.hoechstgeschwindigkeit = Hoechstgeschwindigkeit; public double Hoechstgeschwindigkeit () { return Hoechstgeschwindigkeit ; public void loesche_fahrzeug() { Anzahl = Anzahl - 1; public String Eigentuemer () { return Eigentuemer; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 33

34 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(4) class Auto extends Fahrzeug { public String Autokennzeichen; public Auto(double Hoechstgeschwindigkeit, String Eigentuemer, String kennzeichen) { super(hoechstgeschwindigkeit, Eigentuemer); this.hoechstgeschwindigkeit = Hoechstgeschwindigkeit; this.autokennzeichen = kennzeichen; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 34

35 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(4b) class Boot extends Fahrzeug { public double Tiefgang; public Boot(double Hoechstgeschwindigkeit, String Eigentuemer, double tiefgang) { super(hoechstgeschwindigkeit, Eigentuemer); this.hoechstgeschwindigkeit = Hoechstgeschwindigkeit; this.tiefgang = tiefgang; P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 35

36 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(5) class FahrzeugProg2 { public static void main(string[] args) { System.out.println("Anzahl Args: " + args.length); for (int i = 0; i < args.length; i=i+1) System.out.println(args[i] + " "); System.out.println(); System.out.println("Anzahl Fahrzeuge: " + Fahrzeug.Anzahl()); Auto MeinGolf = new Auto(180.0, "myself","b-se-1"); System.out.println("Neues Auto, maxkm:" + MeinGolf.Hoechstgeschwindigk + " Besitzer:" + MeinGolf.Eigentuemer() + " AutoKZ:" + MeinGolf.Autokennzeichen) Boot boot = new Boot(20.0,"Gaby",2.5); P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 36

37 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(6) System.out.println("Neues Boot, maxkm:" + boot.hoechstgeschwindigkeit + " Besitzer:" + boot.eigentuemer() + " Tiefgang:" + boot.tiefgang ) ; System.out.println("Anzahl Fahrzeuge nach 2 X new: " + Fahrzeug.Anzahl Fahrt bootsfahrt = new Fahrt(12.0,"Norden",boot); System.out.println("Geschwindigkeit(boot): " + bootsfahrt.geschwindigkeit()); System.out.println("Richtung(boot): " + bootsfahrt.fahrtrichtung); bootsfahrt.beschleunigt_5(); System.out.println("Geschwindigkeit(boot): " + bootsfahrt.geschwindigkeit()); P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 37

38 Fahrzeugbeispiel: Quellkode(7) System.out.println("MaximalGeschwindigkeit (MeinGolf): " + MeinGolf.Hoechstgeschwindigkeit()); System.out.println("Eigent\u00FCmer (boot): " + boot.eigentuemer()); bootsfahrt = null; boot.loesche_fahrzeug(); boot = null; MeinGolf.loesche_Fahrzeug(); MeinGolf = null; System.out.println(); System.out.println("Anzahl Fahrzeuge nach L\u00F6schen: " + Fahrzeug.Anzahl()); P raktische Informatik 2, SS 2005, F olien Java;2, (27. April2005) Seite 38