Android will doch nur spielen. Java Eine kurze Einführung

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1 Android will doch nur spielen Java Eine kurze Einführung

2 Agenda Einführung in Java Syntax und Semantik Komplexe Datenstrukturen OOP Weitere Java-Elemente 2

3 Einführung in Java Was ist Java? lt. Sun: einfach und klein objektorientiert dezentral interpretiert stabil laufend architekturneutral und portierbar dynamisch 3

4 Entstehung 1990: Sun beginnt mit der Entwicklung von Steuersoftware für elektronische Alltagsgeräte 1991: Entwicklung einer Programmiersprache für diese Software beginnt 1992: Erster Prototyp erscheint 1995: Java wird im Internet veröffentlicht 1996: Erstes JDK erscheint 4

5 Die Java-Plattform Java-Programme werden auf der Java-Plattform ausgeführt Java-Plattform besteht aus Java Virtual Machine APIs Write Once, Run Anywhere Applikation Java APIs JVM System 5

6 Datenkapselung Mixtur aus Kompilierung und Interpretation edit-build-run -Zyklus public class HelloWorld { public static void main(string[]) args) { System.out.println( Hello World ); } } class Hello {} Quellcode Kompilierung Java-Bytecode 6

7 Agenda Einführung in Java Syntax und Semantik Vergleich mit C++ Grundstrukturen Kontrollstrukturen Komplexe Datenstrukturen OOP Weitere Java-Elemente 7

8 Vergleich mit C++ Anlehnung an C++ mit vereinfachter Syntax Sprachmerkmal C++ Java Garbage collection - + Globale Methoden + - Operatoroverloading + - Zeiger + - Strukturen (struct) + - 8

9 Grundstrukturen: Programmaufbau public class hw { public static void main(string[] args) { // do something } // weitere Methoden in hw } 1. Deklaration einer Klasse 2. Deklaration der main-methode 3. (Signatur: main(string[] args)) 4. Deklaration des Methodenkörpers 5. Deklaration weiterer Methoden 9

10 Grundstrukturen: Einfache Datentypen Java stellt primitive Datentypen zur Verfügung Intern nicht als Objekte realisiert 10

11 Grundstrukturen: Operatoren 37 Operatoren in Java vordefiniert Operatorklassen: Boolesche Operatoren (z.b. Vergleich) Integrale Operatoren (z.b. Modulo) Fließkommaoperatoren (z.b. Division) Objektwertige Operatoren (z.b. Manipulationen von Zeichenketten) 11

12 Kontrollstrukturen: Selektion public static void main(string[] args) { int i = 0; if (i == 1) { // do something, wenn i = 1 } else { // do something else, wenn i!= 1 } } 1. Definition einer Bedingung 2. Reaktion, wenn Bedingung eintritt 3. Reaktion, wenn Bedingung nicht eintritt 12

13 Kontrollstrukturen: Iteration Drei Schleifenarten: for-schleifen Kopfgesteuerte Schleifen Fußgesteuerte Schleifen Weitere Schleifenkonstrukte: break continue 13

14 Kontrollstrukturen: Die for-schleife public static void main(string[] args) { for (int i=0; i<10; i++){ // do something, solange i < 10 } } 1. Deklaration des Schleifen Rumpfs 2. Deklaration der Schleifenvariablen 3. Deklaration der Abbruchbedingung 4. Deklaration des Iterationsschritts 5. Deklaration des Schleifenkörpers 14

15 Kontrollstrukturen: Die while-schleife public static void main(string[] args) { int i = 0; while (i<10){ // do something, solange i < 10 i++; } } 1. Deklaration der Schleifenvariablen 2. Deklaration des Schleifenrumpfs 3. Deklaration des Schleifenkörpers mit Iterationsschritt 15

16 Kontrollstrukturen: Die do-schleife public static void main(string[] args) { int i = 0; do { // do something, solange i < 10 i++; } while (i < 10); } 1. Deklaration der Schleifenvariablen 2. Deklaration des Schleifenrumpfs 3. Deklaration des Schleifenkörpers 4. Deklaration der Abbruchbedingung 16

17 Kontrollstrukturen: break und continue break: Bricht Schleife vorzeitig ab continue: Bricht aktuellen Schleifendurchlauf vorzeitig ab Erneute Prüfung der Schleifenbedingung wird angestoßen 17

18 Kontrollstrukturen: Ausnahmen Sinn einer Ausnahmebehandlung: Separierung von Code und Fehlerbehandlung Propagierung des Ausnahmezustands Bildung von Fehlerklassen Java bietet dafür try{...} catch(){...} finally{...} Konstrukt an 18

19 Agenda Einführung in Java Syntax und Semantik Komplexe Datenstrukturen Arrays Listen Aufzählungstypen OOP Weitere Java-Elemente 19

20 Arrays (I) Fassen gleichartige Elemente zusammen Statische Größe Erstes Element steht an Position 0 Kein Zugriff über Grenzen hinweg Mehrdimensionale Arrays möglich Strings NICHT als Array realisiert 20

21 Arrays (II) Deklaration von Array-Variablen: int a1[] = new int[5]; int[] a2 = new int[5]; int[] a3 = {1,2,3,4,5}; Zugriff auf Arrays: a3[0] liefert 1 zurück a2[5] löst Exception aus Multidimensionale Arrays: int[][] a4 = new int[5][2]; 21

22 Listen Fassen gleichartige Elemente zusammen Anzahl muss nicht im Vorfeld bekannt sein Realisierung durch Zeiger auf nächstes Element Java bietet mehrere konkrete Implementierungen an 22

23 Aufzählungstypen Seit Version 1.5 enum eingeführt Aufbau analog zu einer Klasse: public enum WE{Samstag, Sonntag}; Verwendung analog zu primitiven Typen: WE tag = WE.Samstag; KEINE standardmäßige Initialisierung! 23

24 Agenda Einführung in Java Syntax und Semantik Komplexe Datenstrukturen OOP Kapselung Vererbung Weitere Java-Elemente 24

25 Kapselung: Klassen und Objekte public class ClassName extends ClassName implements InterfaceList { type AttributeName; public ClassName() { } public void methodname() { } } 25

26 Kapselung: Bestandteile einer Klasse (I) Klassendeklaration: Angaben zur Sichtbarkeit Deklaration als abstrakt oder final Benennt Klasse eindeutig Gibt Elternklasse an Bestimmt Schnittstellen Deklariert konkreten Klassenkörper 26

27 Kapselung: Bestandteile einer Klasse (II) Attribute: Dynamische Zustandsinformationen Definition von Konstanten mittels static final Keine Definitionen außerhalb von Klassen Konstruktor: Identischer Name mit Klasse Kein Rückgabetyp 27

28 Kapselung: Bestandteile einer Klasse (III) Methoden: Bilden dynamisches Verhalten ab Keine globalen Funktionen Sichtbarkeit kann festgelegt werden void func(int x){} void ist Nichttyp Aufruf mittels Punktnotation mit Bindung an Instanz Statische Methoden ohne Bindung an konkrete Instanz 28

29 Kapselung: Bestandteile einer Klasse (IV) Sichtbarkeit in Java: public protected default private Weitere Schlüsselwörter: abstract static final native 29

30 Kapselung: Pakete Sammlung von Klassen und Schnittstellen i.a. benannt nach URL-Namensschema Schachtelung möglich Beeinflussen Sichtbarkeit von Klassen 30

31 Vererbung Nur Einfachvererbung Klasse erbt nicht private Methoden und Attribute Explizites cast bei Umwandlung von Sub- in Superklasse nötig Zugriff auf Großelternklasse nicht möglich Sichtbarkeit kann von Subklasse weiter eingeschränkt werden 31

32 Vererbung: Abstrakte Klassen Abstrakte Methoden enthalten keine Implementierung public abstract void m(); Abstrakte Methoden können nicht aufgerufen werden Konkrete Implementierung in Kindklasse Klassen können nur von einer abstrakten Klasse abgeleitet werden 32

33 Vererbung: Interface Ermöglichen Mehrfachvererbung Besitzt ausschließlich abstrakte Methoden und Konstanten Zur Implementierung eines Interfaces müssen alle Methoden konkretisiert werden Definition über interface statt class 33

34 Agenda Einführung in Java Syntax und Semantik Komplexe Datenstrukturen OOP Weitere Java-Elemente 34

35 Weitere Java-Elemente: Generics (I) private int val; int getvalue() { return val; } private String val; String getvalue() { return val; } Logik bleibt gleich Datentypen sollen anpassbar bleiben 35

36 Weitere Java-Elemente: Generics (II) class Gen<T> { private <T> val; <T> getvalue() { return val; } } Typ wird generisch als <T> angegeben Konkretisierung erst bei Instanziierung der jeweiligen Klasse Gen<Integer> intbox = new Gen<Integer>(); Gen<String> stringbox = new Gen<String>(); 36

37 Weitere Java-Elemente: Java APIs Abstract Window Toolkit Swing Java Database Connectivity Java Persistence API Java API for XML Processing (mit DOM, SAX, StAX) 37

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