Einstieg in die Informatik mit Java

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1 1 / 18 Einstieg in die Informatik mit Java Klassenvariablen, Klassenmethoden Gerd Bohlender Institut für Angewandte und Numerische Mathematik

2 Gliederung 2 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

3 Gliederung 3 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

4 4 / 18 Klassenmethoden Bekannt: Instanzmethoden. Objektorientierte Bearbeitung der Instanzvariablen. Alternative: Klassenmethoden. Dienen zur Bearbeitung der Klassenvariablen, ähnlich wie Funktionen, Prozeduren, Subroutines in anderen Programmiersprachen. Sind mit dem Modifizierer static versehen. Sonst fast wie Instanzmethoden. Syntax Modifizierer Typspezifikation Methodenname (formale Parameterliste) { Deklarationen und Anweisungen

5 Methodendefinition Beispiel 5 / 18 Beispiel Methode zur Berechnung von x n mit n ganzzahlig s t a t i c double power ( double x, i n t n ) { i n t m; double y = 1. 0 ; i f ( n>=0) m = n ; / / Absolut Betrag von n else m = n ; for ( i n t i =0; i <m; ++ i ) y =x ; / / Berechnung von x ˆm i f ( n>=0) return y ; else return 1. 0 / y ; Der Aufruf erfolgt dann im Hauptprogramm über: double y = power ( a, 5 ) ; Die Methode Math.pow() bestimmt ebenfalls x y, wobei y dann auch eine Gleitkommazahl sein darf.

6 Gliederung 6 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

7 7 / 18 Besonderheiten von Klassenmethoden Es gibt keine Referenz this auf die aktuelle Instanz. Formale Parameter, lokale Variablen, Klassenvariablen dürfen wie bei Instanzmethoden verwendet werden. Aufrufe von Klassenmethoden sind erlaubt. Instanzvariablen und Instanzmethoden dürfen nur verwendet werden, wenn eine Instanz genannt wird, z.b. Instanzname.Instanzvariable Instanzname.Instanzmethode ()

8 Gliederung 8 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

9 9 / 18 Aufruf einer Klassenmethode Im Wesentlichen wie bei Instanzmethoden. Aber: es wird keine Instanz angegeben. Innerhalb der gleichen Klasse: Klassenmethode (Aktuelle Parameterliste) class Demo { s t a t i c i n t hoch3 ( i n t x ) { return x x x ; public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { System. out. p r i n t l n ( hoch3 ( 5 ) ) ; / / 125 System. out. p r i n t l n ( hoch3 (2+3) 25 ) ; / / 100

10 Aufruf aus einer anderen Klasse 10 / 18 Aufruf einer Klassenmethode aus einer anderen Klasse (sofern der Zugriff aufgrund der Rechte erlaubt ist): Klasssenname.Klassenmethode (Aktuelle Parameterliste) class Demo1 { s t a t i c i n t hoch3 ( i n t x ) { return x x x ; class Demo2 { public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { System. out. p r i n t l n (Demo1. hoch3 ( 5 ) ) ;

11 Instanzname statt Klassenname 11 / 18 Auch erlaubt ist: Instanzname.Klassenmethode (Aktuelle Parameterliste) Hierdurch erfolgt keine Bindung an die genannte Instanz! public class Demo { s t a t i c i n t x ; / / Klassenvariable s t a t i c void erhoehe ( ) { / / Klassenmethode x ++; / / erhoeht x public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { Demo a = new Demo ( ) ; Demo b = new Demo ( ) ; / / zwei Instanzen a. x = 1; / / es g i b t nur ein x b. erhoehe ( ) ; / / erhoeht auch a. x

12 Gliederung 12 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

13 13 / 18 Hauptprogrammparameter Das Hauptprogramm bei Java (Applets sind hiervon ausgenommen) ist eine Methode der Form public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { / / args i s t ein Feld von Zeichenketten. Argumente werden an der Kommandozeile mit Leerzeichen getrennt. Die Umleitung der Standardausgabe vom Bildschirm in eine Datei erfolgt durch > Dateiname entsprechend erfolgt die Eingabe über Achtung < Dateiname Diese Angaben zählen nicht zur Argumentliste!

14 Hauptprogrammparameter 14 / 18 Im Gegensatz zu C++ kommt der Programmname ebenfalls nicht in der Argumentliste vor. Beispiel java MeinPrg Hallo Welt // args[0]=hallo // args[1]=welt java MeinPrg < Daten.dat > Ausgabe.txt Hallo Welt // args[0]=hallo // args[1]=welt

15 Gliederung 15 / 18 1 Klassenmethoden 2 Besonderheiten von Klassenmethoden 3 Aufruf einer Klassenmethode 4 Hauptprogrammparameter 5 Rekursion

16 16 / 18 Rekursion Es werden bei Methoden zwei Rekursionsarten unterschieden: (1) Bei der direkten Rekursion ruft sich die Methode selber auf, (2) bei der indirekten Rekursion rufen sich zwei oder mehrere Methoden gegenseitig auf, d. h. Methode a() ruft Methode b() und umgekehrt. Lokale Variablen werden bei jedem rekursiven Aufruf erneut angelegt. Es handelt sich bei der Rekursion um ein sehr leistungsfähiges Werkzeug, allerdings muss darauf geachtet werden, dass die Rekursion nach endlich vielen Schritten endet. In vielen Fällen ist die Iteration mit einer Schleife effizienter.

17 Rekursion - Demo-Beispiele 17 / 18 Beispiel Berechnung von x n, n N { x n x n 1 x, falls n > 0, = 1, sonst. Beispiel Berechnung der Fibonacci Zahlen f 0 = 1, f 1 = 1, f i = f i 1 + f i 2 für i 2.

18 18 / 18 Rekursion - Beispiel Fibonaccizahlen public class Fibonacci { s t a t i c i n t f i b o n a c c i ( i n t i ) { i f ( i <=1) return 1; / / n i c h t rek. T e i l else return ( f i b o n a c c i ( i 1)+ f i b o n a c c i ( i 2)); / / rek. T e i l public s t a t i c void main ( S t r i n g [ ] args ) { for ( i n t i =0; i <=100; ++ i ) System. out. p r i n t l n ( f i b o n a c c i ( i ) ) ; Achtung Ein großer Vorteil liegt hier in der direkten Umsetzung der mathematischen Formel! Allerdings ist dies in diesem konkreten Fall sehr ineffizient, da viele Werte mehrfach berechnet werden!

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