Arrays. Einleitung. Deklarieren einer Array Variablen

Transkript

1 Arrays Einleitung bisher jede Variable einzeln deklariert: double sum; int count; ÿ Sie können Zweck und Aufbau von Array-Datentypen erklären ÿ Sie können einen Array korrekt deklarieren ÿ Sie können mit Arrays umgehen (Initialisierung, Zuweisung, Parameterübergabe) K Rege 1 Probleme: für jede Variable ein neuer Namen notwendig Anzahl der Variablen bei Programmentwicklung festgelegt nicht möglich Gruppen von gleichartigen Werten zu definieren Gruppen von gleichartigen Werten treten jedoch in der Praxis häufig auf: Lottozahlen Regenmengen an verschiedenen Tagen Tageseinnahmen an einer Kasse Farben auf dem Bildschirm Teilnehmerliste K Rege 2 Der Array Der Array ist in Java ein Behälter, der mehrere Werte von gleichem Typ aufnimmt Die Anzahl der Elemente wird zur Laufzeit bestimmt Folgende Operationen auf Arrays werden in Java unterstützt: Deklarieren einer Array-Variablen Erzeugen eines Arrays Zugriff auf ein Array Element Bestimmen der Grösse eines Arrays Initialisierung eines Arrays mit vordefinierten Werten Übergabe als Methodenparameter und Rückgabewert in Java ist ein Array selber ein Objekt es muss erzeugt (instanziert) werden es wird immer per Referenz übergeben Deklarieren einer Array Variablen Beispiel: int[] anarray; //deklariere einen int-array allgemeine Form: Typ [] ArrayNamen; weitere Beispiele double[] anarrayofdouble; boolean[] anarrayofbooleans; Button[] anarrayofbuttons; Konto[] anarrayofaccounts; nur die Array-Variable angelegt, aber nicht den Speicher für die Array- Elemente: anarray K Rege K Rege 4

2 Erzeugung eines Array Erzeugung mittels new (wie bei allen Objekten) zusätzlich muss die Grösse angegeben werden anarray = new int[10]; die Grösse kann auch erst zur Laufzeit bestimmt werden anarray = new int[n]; allgemeine Form: Variable new ElementTyp[Arraygrösse] weitere Beispiele anarrayofdouble = new double[6]; anarrayofbooleans = new boolean[4]; anarrayofaccounts = new Konto[100]; Speicherplatz für Elemente des Arrays jetzt angelegt aber Werte noch nicht gesetzt: numerische Datentypen: 0 anarray K Rege 5 Indizes und Elemente eines Arrays die Indizes beginnen mit 0 und gehen bis Länge-1 auf die einzelnen Elemente des Arrays kann durch Angabe des Indexwertes in [ ] zugegriffen werden anarray[8] = 42; int k = anarray[8]; das Attribut length enthält die Länge des Arrays len = anarraylength length ist ein Attribut, das die Länge des Arrays enthält Beispiel: for (int i = 0; i < anarraylength; i++) { anarray[i] = i; Systemoutprint(anArray[i] + " "); K Rege 6 Initialisierung von Arrays Arrays müssen erzeugt und elementweise initialisiert werden (sonst alle Werte = 0) Beispiel int[] anarray = new int[4]; anarray[0] = 1; anarray[1] = 4; anarray[2] = 6; anarray[3] = 3; es gibt dafür in Java eine abgekürzt Schreibweise: Liste von Elementen bei der Deklaration: {element,element,element, Beispiel Zuweisungen und Arrays Arrays werden als Referenz zugewiesen int[] anarray = {1,3,7,4 int[] anotherarray; anotherarray = anarray; anotherarray[2] = 5; anarray anotherarray Frage: anarray [2]? int[] anarray = {1, 4, 6, 3; Länge implizit durch Anzahl Element bestimmt K Rege K Rege 8

3 Variablen von Wert-Typen und Referenz-Typen einfache Wert-Typen in Java sind: byte, short, int, long float, double char später boolean Beispiel int a, b; a = 3; b = a; Referenz-Typen in Java sind Arrays später Object und sämtliche eigene Klassen String (speziell; verhält sich wie Wert-Typ) Variablen von Referenz-Typen Array-Variablen sind lediglich Referenzen (Zeiger) auf den Inhalt int[] a= {3,1,2; int[] b; a b am Anfang zeigen diese nirgendwo hin: int[] a,b; a[0] = 3; // Laufzeit-Fehler können/müssen mittels der Zuweisung gesetzt: a = new int[3]; b = a; oder wieder zu gesetzt a = ; K Rege K Rege 10 lokale Werte-Variablen Vorteil: lokal kann mit "neuen" Variablen gearbeitet werden, die nicht mit anderen Variablen interferieren Nachteil: Die lokalen Variablen sind nach dem Verlassen der Methode nicht mehr zugreifbar (bei Bedarf: entweder als Rückgabewert oder Wert in Instanzvariable speichern) void foo() { int x = 4; int y = x+1; ; int x = 2; foo(); foo(); ; void main() {bar(); K Rege 11 lokale Referenz-Variablen Deklariert eine Methode eine lokale Variable von einem Referenz-Typ Sie verweist auf einen Speicherbereich Die lokalen Referenz-Variablen sind nach dem Verlassen der Methode ebenfalls nicht mehr zugreifbar Der Speicherbereich auf den Variable zeigt kann jedoch noch zugreifbar sein int[] cy; void foo() { int[] cx = new int[4]; cx[0] = 4; cy = cx; ; foo(); int k = cy[0]; K Rege 12

4 Werte-Parameter und Rückgabewerte Werte-Parameter werden beim Aufruf mit dem Wert des Ausdrucks gesetzt: pass by value Verhalten sich sonst gleich wie lokale Werte-Variablen Es kann ein Wert zurückgegeben werden int foo(int x) { int y = x+1; return y; ; int a = foo(3*2); int b = foo(a); ; Quiz void inc(int x) { x++; int a = 4; inc(a); welchen Wert hat a? Beispiel: berechne Summe aller Elemente Es wird lediglich eine Referenz auf den Array übergeben public int summe (int[] values) { int summe = 0; for (int i = 0; i < valueslength; i++) summe = summe + values[i]; return summe; public void foo() { int[] anarray = {1,4,5; int k = summe(anarray); K Rege K Rege 14 Referenz-Parameter und Rückgabewerte Bei Referenz-Parameter werden beim Aufruf lediglich eine Referenz übergeben: pass by reference Übung Schreiben sie eine Methode int[] copyarray(int[] array, int from, int to) die einen (neuen) Array erzeugt, und die Werte from (inklusive) bis to (exklusive) kopiert int[] foo(int[] cx) { cx[0]++; int[] cy = cx; return cy; ; int[] a = new int[2]; a[0] = 1; int[] b = foo(a); ; Quiz void inc(int[] cx) { cx[0]++; void foo(int[] cx) { cx = new int[5]; cx[0] = 3; int[] a = new int[1]; inc(a); welchen Wert hat a? foo(a); K Rege K Rege 16

5 Objekt-Arrays Arrays können Objekte von beliebigen Java-Datentypen enthalten: eingebaute Datentypen: int, double,, char Bibliotheksklassen: Color, Button, Eigene Klassen: Ball, MovingBall Beispiel eines Arrays von Knöpfen (Taschenrechner) Button[] digit = new Button[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { digit[i] = new Button(IntegertoString(i)); add(digit[i]); digit[i]addactionlistener(this); Aufruf einer Methode des i-ten Buttons K Rege 17 Oft gemachter Fehler bei Objekt-Arrays new legt nur Platz für Button-Referenzen an und nicht für Buttons: Button[] digit = new Button[10]; digit setzen jedes Elements des Arrays ist notwendig; ansonsten Laufzeitfehler bei Zugriff for(int i = 0; i < 10; i++) digit[i]= new Button(IntegertoString(i)); digit [0] "0" [1] "1" [2] "2" "Buttons" K Rege 18 Suchen in Arrays Es kann einfach nach einem Wert in Arrays gesucht werden: integer wert = 4; boolean gefunden; int i; for (i = 0; (i < anarraylength) && (anarray[i]!= wert); i++); // kein Schleifenkörper gefunden = i!= anarraylength; Zwei und Mehrdimensionale Arrays Mehrdimensionale Wertereihen im täglichen Leben Umsatzzahlen eines Geschäftes mit 3 Filialen für eine Woche Wochentag Filiale int[][] verkäufe = new int[3][7]; Temperaturverteilung auf einer Fläche y x K Rege 19 double[][] temp = new double[100][100]; K Rege 20

6 Deklaration und Erzeugung allgemein Datentyp [][] ArrayName; Aber: Speicherbereich für Array noch nicht angelegt Grösse des Arrays ist ebenfalls noch nicht bestimmt Erzeugung ArrayName = new Datentyp[AnzReihen][AnzKolonnen] Arraygrenzen müssen keine Konstanten sondern können beliebige Ganzzahl Ausdrücke sein: verkäufe new int[anzfilialen][7]; jede Dimension eines mehrdimensionalen Arrays ist wieder ein Array: int[] filialeinnahmen = verkäufe[0]; K Rege 21 weitere Dimensionen und Zugriff auf Elemente für jede Dimension ein [] anhängen: int[][] verkäufe = new[3][7]; int[][][] tempinraum = new[100][100][100]; Zugriff auf einzelne Elemente: int v = verkäufe[1][3]; double t = temp[45][35]; Zugriff auf ganze Zeilen: int[] filiale0 = verkäufe[0]; oder auf Flächen int[][] temp2 = tempinraum[23] K Rege 22 Umgang mit Arrays, Bestimmung der Grösse Beispiel: Zusammenzählen aller Einnahmen int einnahmen = 0; for (int filiale=0; verkäufelength; filiale++) { for(int tag=0; verkäufe[filiale]length;tag++){ einnahmen = einnahmen + verkäufe[filiale][tag]; Bestimmung der Grösse des Arrays erste Dimension: variablelength zweite Dimension: variable[0]length dritte Dimension: variable[0][0]length usw Initialisierung von mehrdimensionalen Arrays Initialisierung feldweise: int[][] einnahmen = new int[3][7]; einnahmen [0][0] = 32; einnahmen [0][1] = 43; sehr, sehr mühsam Liste von Elementen bei der Deklaration: int[][] einnahmen = { {32,43,43,34,54,54,44, {32,63,43,54,44,54,65, {42,43,53,54,54,57, K Rege K Rege 24

7 Zusammenfassung Arrays Ein Array ist eine Sammlung von gleichartigen Daten ein Array wird folgendermassen deklariert int[] harry = new int[24]; int[][] potter = new int[2][34]; auf individuelle Elemente kann zugegriffen werden int k = harry[0]; int k = potter[1][3]; die Indizes gehen von 0 bis Länge - 1 die Länge kann bestimmt werden durch int len = harrylength; int len = potter[0]length; Arrays sind Objekte und werden als Referenz zugewiesen/übergeben K Rege 25