Zusatzmaterial. Informatik 1 - Angewandte Programmierung

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1 Zusatzmaterial Informatik 1 - Angewandte Programmierung

2 Java Sprachelemente Kommentare Java Anweisungen Java Identifier (= Namen für irgendwas) Java Schlüsselwörter Java Literale (= Zahlenwerte u.ä)

3 Kommentare 1. Möglichkeit Der Kommentar beginnt mit //. Der Rest der Zeile ist Kommentartext: // This is a C++ style or single line comments 2. Möglichkeit Der Kommentar beginnt mit /* und endet mit */. Alles dazwischen ist Kommentar. /* this is an example of a C style or multiline comments */ Spezielle Kommentarform für die Dokumentation mit Javadoc Special Javadoc comments are used for generating an HTML documentation for your Java programs. You can create javadoc comments by starting the line with /** and ending it with */. It can also contain certain tags to add more information to your comments. For example, /** This is an example of special java doc comments used for generating an html documentation. It uses tags Florence 1.2 */

4 Java-Anweisungen und Blöcke Java Statements and blocks A statement is one or more lines of code terminated by a semicolon. An example of a single statement is, System.out.println( Hello world ); A block is one or more statements bounded by an opening and closing curly braces that groups the statements as one unit. Block statements can be nested indefinitely. Any amount of white space is allowed. An example of a block is, public static void main( String[] args ){ System.out.println("Hello"); System.out.println("world"); }

5 Java-Namen Java Identifiers Identifiers are tokens that represent names of variables, methods, classes, etc. Examples of identifiers are: Hello, main, System, out. Java identifiers are case-sensitive. This means that the identifier: Hello is not the same as hello. Identifiers must begin with either a letter, an underscore _, or a dollar sign $. Letters may be lower or upper case. Subsequent characters may use numbers 0 to 9. Identifiers cannot use Java keywords like class, public, void, etc. Coding Guidelines: 1. For names of classes, capitalize the first letter of the class name. For names of methods and variables, the first letter of the word should start with a small letter. 2. In case of multi-word identifiers, use capital letters to indicate the start of the word except the first word. For example, chararray, filenumber, ClassName.

6 Java-Schlüsselwörter Java Keywords Keywords are predefined identifiers reserved by Java for a specific purpose. You cannot use keywords as names for your variables, classes, methods, etc. Here is a list of the Java keywords:

7 Java-Literale (1) Java Literals Literals are tokens that do not change or are constant. The different types of literals in Java are: Integer Literals, Floating-Point Literals, Boolean Literals, Character Literals and String Literals. Integer Literals Integer literals come in different formats: decimal (base 10), hexadecimal (base 16), and octal (base 8). For decimal numbers, we have no special notations. We just write a decimal number as it is. For hexadecimal numbers, it should be preceeded by 0x or 0X. For octals, they are preceeded by 0 (Dies ist eine Null, nicht der Buchstabe o!). For example, consider the number 12. It's decimal representation is 12, while in hexadecimal, it is 0xC, and in octal, it is equivalent to 014. Floating-Point Literals Floating point literals represent decimals with fractional parts. An example is Floating point literals can be expressed in standard or scientific notations. For example, is in standard notation, while e2 is in scientific notation. Boolean Literals Boolean literals have only two values, true or false.

8 Java-Literale (2) Character Literals Character Literals represent single Unicode characters. A Unicode character is a 16-bit character set that replaces the 8-bit ASCII character set. Unicode allows the inclusion of symbols and special characters from other languages. To use a character literal, enclose the character in single quote delimiters. For example, the letter a, is represented as a. To use special characters such as a newline character, a backslash is used followed by the character code. For example, \n for the newline character, \r for the carriage return, \b for backspace. String Literals String literals represent multiple characters and are enclosed by double quotes. An example of a string literal is, Hello World.

9 Ein Java-Programm ein Java-Programm ist eine Klasse mit einer main-methode: Klassen ohne main-methode sind Programmbausteine

10 einfache Datentypen (1) boolean - für logische Ausdrücke zwei mögliche Werte: true oder false char - für einzelne Zeichen z.b.

11 einfache Datentypen (2) ganze Zahlen Fließkommazahlen

12 Variablen Eine Variable ist eine Speicherzelle mit einem Namen. Der Name muss ein gültiger Java-Identifier sein. Eine Variable hat einen Namen und einen Datentyp. Eine Variable muss vor der Benutzung deklariert werden: <Datentyp> <Variablenname> [= Initialwert];

13 Ausgabe von Variablen Der Wert von Variablen und beliebiger Text kann mit Hilfe der Anweisungen System.out.print(<Variablenname>); System.out.println(<Variablenname>); ausgegeben werden.

14 Variablenarten (1) Es gibt zwei Arten von Variablen, je nach Datentyp: Objekt-Variablen Der Wert der Variablen ist ein Zeiger auf ein Objekt. Variablen vom einfachen (primitiven) Datentyp Der Wert der Variablen ist der Datenwert.

15 Variablenarten (2) Ein Beispiel: int num = 10; String name = "Hello" Ein Blick in den Speicher des Computers:

16 Operatoren arithmetische Operatoren

17 Ein Beispielprogramm Schreiben Sie ein Beispielprogramm zur Demonstration der arithmtischen Operatoren!

18 Inkrement- und Dekrement-Operatoren abgekürzte Schreibweise der Addition oder Subtraktion von Eins. count = count + 1; entspricht count++;

19 Ein Beispielprogramm Schreiben Sie ein Beispielprogramm zur Demonstration der Inkrement- und Dekrement-Operatoren!

20 Vergleichsoperatoren Vergleichsoperatoren bestimmen eine Beziehung zwischen zwei Variablen. Das Ergebnis ist von Datentyp boolean, d.h. entweder true oder false.

21 Ein Beispielprogramm Schreiben Sie ein Beispielprogramm zur Demonstration der Vergleichsoperatoren!

22 logische Operatoren Logische Operatoren verknüpfen boolesche-variablen und haben einen booleschen Wert als Ergebnis. && // logischen UND // logisches ODER! // logisches NICHT ^ // logische ENTWEDER ODER (exclusive or)

23 Ein Beispielprogramm Schreiben Sie ein Beispielprogramm zur Demonstration der logischen Operatoren!

24 Übung 1 Schreiben Sie ein Java-Programm, das die folgenden Variablen deklariert und mit den angegebenen Werten initialisiert. Bildschirmausgabe:

25 Übung 2 Schreiben Sie ein Java-Programm, das den Mittelwert aus drei Zahlen berechnet. Die Zahlen seien 10, 20 und 45. Die Bildschirmausgabe soll so aussehen:

26 Dateneingabe über die Tastatur Zur Datenausgabe gibt es: System.out.println(...) Zur Eingabe von Daten über die Tastatur gibt es zwei Möglichkeiten: Konsoleingabe (ohne Grafikfenster) Eingabe über ein Grafikfenster

27 Dateneingabe über die Konsole (1) analog zu System.out über System.in leider etwas umständlich: vor der Klassendefinition muss stehen: import java.io.*; bietet Zugriff auf den Teil der Java- Klassenbibliothek mit den I/O-Klassen I/O = Input/Output = Eingabe/Ausgabe

28 Dateneingabe über die Konsole (2) zur Vorbereitung der Eingaben muss stehen: BufferedReader datain = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); dann kann eine Eingabezeile in eine String- Variable mit folgenden Anweisungen eingelesen werden: try { String temp = datain.readline(); } catch( IOException e ){ System.out.println( Error in getting input ); }

29 Dateneingabe über ein Grafikfenster (1) einfacher zu programmieren und einfacher zu verstehen es wird die Klasse aus der Java-Grafikbibliothek joptionpane verwendet vor der Klassendefinition muss stehen: import javax.swing.*; bietet Zugriff auf den Teil der Java-Bibliothek mit den Swing-Grafikklassen

30 Dateneingabe über ein Grafikfenster (2) Einlesen der Eingabe in eine String-Variable: String eingabe = ""; eingabe = JOptionPane.showInputDialog("Please enter your name"); es wird angezeigt:

31 Datenausgabe über ein Grafikfenster z.b.: String msg = "Hello " + name + "!"; JOptionPane.showMessageDialog(null, msg); es wird angezeigt:

32 Kontrollstrukturen um Entscheidungen zu treffen if, else, switch um Codeabschnitte zu wiederholen while, do-while, for um den Programmfluss zu steuern break, continue, return

33 Enscheidungen treffen 1 die bedingte Anweisung ohne else: if( boolean_expression ) statement; oder if( boolean_expression ){ statement1; statement2;... } Flussdiagramm:

34 Beispiele z.b.: int grade = 68; if( grade > 60 ) System.out.println("Congratulations!"); oder int grade = 68; if( grade > 60) { System.out.println("Congratulations!"); System.out.println("You passed!"); }

35 Enscheidungen treffen 2 die bedingte Anweisung mit else: if( boolean_expression ) statement1; else statement2; oder if( boolean_expression ) { statement1; statement2;... } else { statement3; statement4;... } Flussdiagramm:

36 Beispiele z.b.: int grade = 68; if( grade > 60 ) System.out.println("Congratulations!"); else System.out.println("Sorry you failed"); oder int grade = 68; if( grade > 60) { System.out.println("Congratulations!"); System.out.println("You passed!"); } else { System.out.println("Sorry, you failed!"); }

37 Enscheidungen treffen 3 die bedingte Anweisung mit if-else-if: if( boolean_expression1 ) { statement1;... } else if( boolean_expression2 ) { statement2;... } else { statement3;... } Flussdiagramm:

38 Beispiel z.b.: int grade = 68; if( grade > 90 ) { System.out.println("Very good!"); } else if((grade < 90) && (grade >= 80)) { System.out.println("Good job!" ); } else if((grade < 80) && (grade >= 60)) { System.out.println("Study harder!" ); } else { System.out.println("Sorry, you failed!"); }

39 Enscheidungen treffen 4 Codeauswahl mit switch: switch( switch_expression ) { case case_selector1: statement1; // statement2; // block 1... // break; case case_selector2: statement1; // statement2; // block 2... // break;... default: statement1; // statement2; // block n... // break; } Flussdiagramm:

40 Beispiel z.b.: int grade = 68; switch (grade) { case 100: System.out.println("Excellent!"); break; case 90: System.out.println("Good job!" ); break; case 80: System.out.println("Study harder!" ); break; default: System.out.println("Sorry, you failed!"); }

41 Schleifen um Codeabschnitte zu wiederholen es gibt zwei Arten von Wiederholungen: eine feste Zahl von Wiederholungen wiederholen, solange eine Bedingung erfüllt ist

42 die while-schleife solange eine Bedingung erfüllt ist, wiederhole etwas while( boolean_expression ){ statement1; statement2;... } z.b.: int i = 4; while ( i > 0 ){ System.out.print(i); i--; } Wie sähe hier eine infinite loop aus? Was wird ausgegeben?

43 while-schleifen-beispiele Example 1: int x = 0; while (x<10) { System.out.println(x); x++; } Example 2: //infinite loop while(true) S y s t e m. o u t. p r i n t l n ( h e l l o ) ; Example 3: //no loop statement is executed while (false) System.out.println( hello );

44 die do-while-schleife mache etwas und wiederhole es, solange eine Bedingung erfüllt ist Der Schleifenkörper wird mindestens einmal ausgeführt! do { statement1; statement2;... } while( boolean_expression );

45 do-while-schleifen-beispiele Example 1: int x = 0; do { System.out.println(x); x++; } while (x<10); Example 2: //infinite loop do { S y s t e m. o u t. p r i n t l n ( h e l l o ) ; } while(true); Example 3: //the loop is executed once do { System.out.println( hello ); } while (false);

46 die for-schleife besonders geeignet, wenn die Zahl der Wiederholungen von vornherein fest steht for (<Anweisung1>; <boolescher Ausdruck>; <Anweisung2>) { statement1; statement2;... } <Anweisung1> wird vor dem ersten Schleifendurchlauf ausgewertet. <boolescher Ausdruck> der Schleifenkörper wird wiederholt, solange dieser Ausdruck true ist <Anweisung2> wird am Ende eines jeden Schleifendurchlaufs neu ausgewertet.

47 for-schleifen-beispiel for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(i); } // dies entspricht der while-schleife: int i = 0; while (i < 10) { System.out.println(i); i++; }

48 Verzweigungsanweisungen break die Ausführung einer Schleife wird an dieser Stelle abgebrochen continue der Rest der Schleife wird übersprungen und der nächste Schleifendurchlauf gestartet return beendet die Abarbeitung einer Methode

49 Beispiele Schreiben Sie ein Java-Programm, das alle Quadratzahlen zwischen 1 und 100 berechnet und auf der Konsole ausgibt. Schreiben Sie ein Java-Programm, das alle Primzahlen zwischen 1 und 100 berechnet und auf der Konsole ausgibt. Das Sieb des Eratosthenes: 1. Schreibe alle natürlichen Zahlen von 2 bis zu einer beliebigen Zahl n auf. 2. Streiche alle Vielfachen von 2 heraus. 3. Gehe zur nächst größeren nichtgestrichenen Zahl und streiche deren Vielfache heraus. 3. Wiederhole 3. sooft es geht. 4. Die übrig gebliebenen Zahlen sind Primzahlen.

50 Objektsammlungen Java Arrays Java Bibliotheksklassen für verschiedene Arten von Objektsammlungen Java collections API in java.util

51 Iteration über die for-each-schleife Sammlungen gibt es erst seit Java Version 5 funktioniert auch mit Arrays Achtung! - Die Sammlung darf in der Schleife nicht modifiziert werden. for(<elementtyp> <elementname> : <sammlungsobjekt>){ statement1; statement2;... }

52 Java Arrays (1) Wenn man mehrere Variablen gleichen Typs unter einem Namen speichern möchte, so kann man dazu ein Array anlegen. gespeichert werden können einfache Datentypen und Objekte Deklaration: <Datentyp> [] <variablenname>; oder <Datentyp> <variablenname>[]; int [] ages;

53 Java Arrays (2) Array-Objekterzeugung: <arrayvariable> = new <Datentyp>[<anzahlElemente>]; z.b.: ages = new int[100];

54 Umgang mit Arrays ages = new int[100]; // ages ist vom Datentyp Array von int // Zugriff auf ein Array-Element: int i; i = ages[2]; // hier wird auf das 3. Element des Arrays zugegriffen // ages[2] ist von Datentyp int // die Länge des Arrays feststellen int länge; länge = ages.length; // Achtung, kein Methodenaufruf!