Das diesem Dokument zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen

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1 Das diesem Dokument zugrundeliegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 16OH21005 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor/bei der Autorin.

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3 In diesem Abschnitt beschäftigen wir uns mit den wichtigsten Basis- Sprachelementen von Java. Die OO-Prinzipien kommen später. Zunächst betrachten wir nur: Kommentare Datentypen und Variablen Literale Verzweigungen Schleifen/Wiederholungen 2

4 Die wichtigsten Sprachelemente sind: Anweisungen. Sie werden mit einem ; abgeschlossen Zuweisungen Kommentare Datentypen Literale Flusskontrolle zur Steuerung des Programmablaufes Arithmetische Operatoren Präferenzen der Operatoren Bit-Operationen - Shift Vergleichsoperatoren 3

5 Kommentare dienen dazu, direkt im Quellcode Informationen zu hinterlegen, die zu einem späteren Zeitpunkt dem Leser bzw. der Leserin den Code erklären sollen, sofern dies nicht offensichtlich ist. In der Praxis hat sich folgendes Vorgehen bewährt: Kurzen Kommentar am Anfang jeder Klasse um zu beschreiben, für was die Klasse verwendet wird. Kurzen Kommentar vor jeder public Methode um zu beschreiben, was die Methode macht und welche Bedeutung die Parameter haben. Kurzen Kommentar vor jedem public Attribute um zu beschreiben, welchen Zweck dieses Attribut hat. Kommentare zu privaten Methoden oder einzelnen Anweisungen werden nur dann erstellt, wenn der Verwendungszweck bzw. Bedeutung nicht offensichtlich erscheint. 4

6 In dieser Abbildung sehen Sie ein Beispiel für Anweisungen. Anweisungen sind gültige Java-Quellzeilen. Alle Anweisungen werden am Ende mit einem ; abgeschlossen. 5

7 In dieser Abbildung sehen Sie ein Beispiel für Anweisungsblöcke. Anweisungsblöcke dienen zum Gruppieren von zusammenhängenden Einheiten. Beispiele für Blöcke sind: Was gehört zur Klasse? Was gehört zu einer Methode? Was gehört zu einer Schleife? usw. Schauen wir uns nun als nächstes an, was genau die Anweisungen in der Abbildung bedeuten. Hierzu müssen wir zunächst klären was Datentypen sind. 6

8 In dieser Abbildung sehen Sie eine Liste von primitiven bzw. elementaren Datentypen, die von Java unterstützt werden. Die Datentypen werden dabei immer klein geschrieben. Sie werden als Primitive- oder auch Elementare- Datentypen bezeichnet, da die Werte nicht weiter zerlegt werden können. Wie wir noch sehen werden, handelt es sich lediglich um die Angabe, wie ein Speicherbereich zu interpretieren ist. Es handelt sich also nicht um eine Klasse. Datentypen werden immer benötigt, wenn wir Variablen anlegen. In der nächsten Abbildung beschäftigen wir uns daher als nächstes mit Variablen. 7

9 Variablen sind logische Bezeichner, die einen Speicherplatz reservieren. Wenn wir nun für Variablen einen Datentypen zuordnen, legen wir fest, wie der Speicherplatz zu interpretieren ist. Je nach Datentype wird dementsprechend auch unterschiedlich viel Speicherplatz benötigt. So benötigt man für das Ablegen einer WAHR / FALSCH Aussage weniger Speicher als für eine sehr große Ganzzahl. Die einzelnen Datentypen legen somit auch den Wertebereich fest, den eine Variable haben kann. Die Wertebereiche der wichtigsten Datentypen sind in dieser Abbildung dargestellt. 8

10 Diese Tabelle zeigt eine etwas formalere Darstellung der Wertebereiche der einzelnen Datentypen. 9

11 In dieser Abbildung sehen Sie die Syntax und ein Beispiel für das Anlegen von Variablen. Variablen sind demnach nur logische Bezeichner für einen bestimmten Speicherplatz. Wie der Inhalt des Speicherplatzes zu interpretieren ist, wird durch den Datentyp festgelegt. 10

12 In dieser Abbildung sehen Sie die wichtigsten Konventionen für Variablen- Namen 11

13 In dieser Abbildung sehen wir, zwei Möglichkeiten um Variable anzulegen. Auf der linken Seite werden als erstes die Variablen mit den Namen maxsize und isvalid angelegt und zu einem späteren Zeitpunkt werden die Werte zugewiesen. Zwischen dem Anlegen und dem Zuweisen ist der Speicherinhalt der Variablen unbestimmt. Auf der rechten Seite werden die Variablen angelegt, und es wird Ihnen sofort ein Wert zugewiesen. In diesem Fall spricht man auch davon, dass die Variablen gleich initialisiert werden. Das Zeichen = wird verwendet, um Werte zuzuweisen. Das = zeigt an, dass der Ausdruck auf der rechten Seite berechnet wird und anschließend der linken Seite zugewiesen wird. Das = Zeichen wird daher auch als Zuweisungsoperator bezeichnet. 12

14 Wie wir in der vorherigen Abbildung gesehen haben, kann man Variablen, Werte zuweisen. Werden, wie in den gezeigten Beispielen, die Werte nicht berechnet, sondern von dem Programmieren bzw. der Programmiererin direkt im Programm- Code angeben, spricht man von Literale. Die Schreibweise für Literale hängt dabei von dem jeweiligen Datentyp ab. Zum Beispiel werden Binär-Zahlen in einem anderem Format angegeben als ganze Zahlen oder gar Dezimalzahlen. In dieser Abbildung sehen Sie einige wenige Beispiele für Literale. Welche Literale es gibt sehen wir in der nächsten Abbildung. 13

15 Diese Abbildung gibt einen Überblick über die wichtigsten Schreibweisen für Literale. 14

16 Wenn wir Texte angeben im Quellcode, so sind wird am Anfang und am Ende der Zeichenkette jeweils ein hochgestelltes Doppeltes-Anführungszeichen (Siehe Beispiel in der Abbildung ) verwendet, um zu kennzeichnen, wo die Zeichenkette anfängt bzw. endet. Hierbei stellen sich generell zwei Fragen: 1) Was muss ich eingeben, wenn in dem Text auch ein Anführungszeichen enthalten sein soll? In diesem Fall muss man das Anführungszeichen entwerten. Dies erfolgt dadurch, dass man ein \ voranstellt. Wenn man nun ein \ in der Zeichenkette hat, so muss man doppelte \ angeben 2) Was muss ich machen, wenn ich spezielle Zeichen habe wie ein Tabulator? Für diesen Fall gibt es besondere Zeichen. Diese Zeichen sind zusammengesetzt und sind in der Abbildung in der Tabelle aufgeführt. 15

17 Enum Datentypen werden verwendet um eigene Konstanten zu definieren. Die Vorteile sind: Wertebereich ist fest definiert Der Compiler kann den Datentyp prüfen (Typ-Sicherheit) Ein Beispiel für die Definition und die Verwendung von enum-datentypen ist in der Abbildung zu sehen. 16

18 Wie man an dem Code-Beispiel für einen ENUM-Datentype sehen kann, werden die Werte, die eine Variable diesen Typs haben kann, einzeln aufgezählt. Dementsprechend muss auch eine Zuweisungs-Anweisung aussehen. 17

19 Um den Ablauf von Java-Programmen beeinflussen zu können, gibt es zwei Arten von Verzweigungen: Die beiden Formen sind in der Abbildung dargestellt. IF-Anweisung If Anweisungen werden verwendet, wenn nur zwei Fälle zu unterscheiden sind (Wahr oder Falsch) Switch-Anweisung Switch-Anweisungen werden verwendet, wenn ein Ausdruck mehr als 2 Werte annehmen kann. Hierzu schauen wir uns in den nächsten Abbildungen die Syntax und auch Beispiel an. 18

20 In dieser Abbildung sehen Sie die Syntax für die beiden Möglichkeiten einer IF- Anweisung ( If-Abfrage). Ist auf der rechten Seite die IF-Bedingung WAHR, so werden die Anweisungen in dem THEN-Zweig ausgeführt. Ist die IF-Bedingung NICHT-WAHR, so werden die Anweisungen im ELSE Zweig ausgeführt. 19

21 In dieser Abbildung sehen Sie typische Anwendungen von If-Anweisungen. If-Anweisungen dienen der Ausführung von Anweisungen, sofern eine Bedingung zutrifft. Andernfalls wird mit der nächsten Anweisung nach der if- Anweisung fortgefahren. Einfache if-anweisungen lassen sich mit dem else-zusatz erweitern, sodass eine alternative Anweisung bei Nicht-Erfüllung der Bedingung ausgeführt werden kann Es können auch mehrere Bedingungen durch logische Operatoren miteinander verknüpft werden. Gängig sind vor allem && (und-verknüpfung), (oder- Verknüpfung) und! (logisches nicht) Beispiel: && if ( a > 5 && b <8 )... 20

22 Bedeutung: Der Ausdruck ist TRUE wenn a größer 5 UND b kleine 8 ist. Beispiel: if ( a > 5 b == 0 )... Bedeutung: Der Ausdruck ist TRUE wenn a größer 5 ODER b gleich 0 ist. Hinweis: Eine Liste der logischen Operatoren finden Sie in der Java Quick-Reference (PDF). 20

23 Auch die Switch-Anweisung gehört zu den Verzweigungen. Es gibt sie auch in zwei Varianten. Mit Default Zweig und ohne Default Zweig. Wie man erkennen kann, kann man bei der Switch-Anweisung eine Variable angeben. In Anhängigkeit von dem Wert der Variablen werden die Anweisungen in dem entsprechen CASE-Block ausgeführt. Ein Beispiel in der nächsten Abbildung macht dies deutlich. 21

24 Switch-Anweisungen sind die vereinfachste Darstellung von mehrfach (ineinander geschachtelten) if-anweisungen und bietet eine Vielzahl von alternativen Anweisungen 22

25 Kommen wir nun zu den Wiederholungen oder auch Schleifen genannt. In dieser Abbildung sind die drei verschiedenen Formen von Schleifen dargestellt. For-Schleife While-Schleife Do-While Schleife Die nachfolgenden Abbildungen verdeutlichen die Arbeitsweise bzw. das Verhalten der Schleifen anhand von Code-Beispielen. Doch zunächst schauen wir uns die Syntax genauer an. 23

26 Die Arbeitsweise der For-Schleife ist in der Abbildung dargestellt. 24

27 Die Arbeitsweise der While-Schleife ist in der Abbildung dargestellt. 25

28 Die Arbeitsweise der Do-While-Schleife ist in der Abbildung dargestellt. 26

29 In dem Code Beispiel sind die möglichen Schleifen dargestellt: abweisende Schleifen: FOR,, WHILE vor Ausführung der Anweisung wird die Abbruchbedingung geprüft (for-schleife, while-schleife) Hier wird vor der Ausführung des Schleifenkörpers die FOR bzw. die WHILE Bedingung geprüft annehmende Schleifen: DO-WHILE Prüfung der Abbruchbedingung erfolgt erst nach der Ausführung der Anweisung des DO-Blockes. Es erfolgt also mindestens ein Durchlauf (do-while-schleife). Hier werden zunächst die Anweisungen im Schleifenkörper ausgeführt und anschießend wird die WHILE-Bedingung geprüft. 27

30 In dieser Abbildung sehen Sie die Definition einer Klasse. Bevor wir uns aber näher mit dieser Syntax beschäftigen, sollten wir zunächst klären, was eine Klasse überhaupt ist. Dies erfolgt im nächsten Abschnitt. 28

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