Kapitel 4. Programmierkurs. Datentypen. Arten von Datentypen. Datentypen und Operatoren Ganzzahlige Numerische Datentypen Logischer Datentyp

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1 Kapitel 4 Programmierkurs Birgit Engels, Anna Schulze Datentypen und Operatoren Ganzzahlige Numerische Datentypen Logischer Datentyp ZAIK Universität zu Köln WS 07/08 1 / 6 Datentypen Arten von Datentypen Bei der Deklaration einer Variablen legt der Datentyp fest: Welche Werte die Variable annehmen kann. Wieviel Speicherplatz die Variable belegen darf. Welche Operationen auf die Variable angewendet werden dürfen. Damit auch implizit in welchen Anweisungen sie vorkommen kann (später). Wir unterscheiden hier wieder Arten von Datentypen: Primitive Datentypen: Ganzzahlige numerische Datentypen: int, long,... Logischer Datentyp: boolean Rationale numerische Datentypen: float, double,... Alphanumerischer Datentyp: char Vordefinierte Datentypen (z.b. : BufferedReader, InputStreamReader) Selbstdefinierte Datentypen (z.b. : Greets, Age) 3 / 6 4

2 Vor-/Selbstdefinierte Datentypen Primitive Datentypen Vor-/ Selbstdefinierte Datentypen stehen in engem Zusammenhang mit Objektorientierung und werden daher später behandelt. Vorgriff Klasse - Datentyp - Objekt: Jede (wie bisher gesehen) definierte Klasse XYZ spezifiziert einen eigenen Datentyp XYZ. Es können Variablen mit diesem Datentyp als deklariert werden: XYZ beispiel Solche Variablen sind Objekte vom Typ XYZ und werden Instanzen der Klasse XYZ genannt. Bei sogenannten primitiven Datentypen tritt die Objektorientierung zunächst in den Hintergrund. Sie heissen auch Standarddatentypen, da sie von quasi allen Programmiersprachen mehr oder weniger äquivalent implementiert sind. Im einfachsten Fall möchte man mit Variablen eines solchen Datentyps ganze oder natürliche Zahlen darstellen. Diese müssen im Computer natürlich binär gespeichert werden. Reserviert ein solcher Datentyp n Bits Speicherplatz, so kann man entweder die n natürlichen Zahlen von 0 bis n 1 oder die n ganzen Zahlen von n 1 bis n 1 1 darstellen. 5 / Ganzzahlige numerische Datentypen Gültiger Zahlenbereich (Over-/Underflow) Typ Anz Bits Min Max byte short int long 64 < > Wir sehen, dass für Standarddatentypen n = 8 < 16 < 3 < 64 <... ist. Diese n Bits werden in Java jeweils für die ganzen (vorzeichenbehaftete) Zahlen von n 1 bis n 1 1 verwendet. Die Asymmetrie zwischen kleinster und größter darstellbarer Zahl eines Typs wird durch die Darstellung der 0 bedingt. Werden die Grenzen (min./max. darstellbare Zahl) des gültigen Zahlenbereichs eines Datentyps z.b. durch Zuweisung einer zu großen oder zu kleinen Zahl zu einer Variable des Typs verletzt entsteht ein sogenannter Über-/Unterlauf bzw. Over-/Underflow (Vorstellung: Bitdarstellung als Kreis Übung): Overflow: Bitdarstellung einer zu großen Zahl erfordert mehr Bits als verfügbar. Bits werden abgeschnitten: Darstellung entspricht kleinerer Zahl. Bitdarstellung wird auch als kleinere Zahl (meist sogar wegen Darstellung als negative Zahl!) interpretiert. Underflow: Analog mit zu kleiner Zahl. 7 / 6 8

3 Operanden für ganze Zahlen I - Arithmetische Operationen Kurzschreibweisen + +i Vorzeichen (kann weggelassen werden) - -i Vorzeichen + a+b Summe - a-b Differenz * a*b Produkt / a/b ganzzahlige Division % a%b Rest der ganzzahligen Division (Modulo) = x=a+b Zuweisung Diese Operatoren ermöglichen eine Art von Anweisung: Die Zuweisung arithmetischer Ausdrücke. Für häufig benutzte Ausdrücke existieren Kurzschreibweisen: Inkrementierung/Dekrementierung: i = i + 1; entspricht: i= i - 1; i++; i--; Selbsbezügliche Addition/Subtraktion/... mit beliebigem. Wert: += a+=b a=a+b -= a-=b a=a-b *= a*=b a=a*b /= a/=b a=a/b %= a%=b a=a%b 9 / {. { Der Wert b-a wird berechnet und auf dem Bildschirm ausgegeben, aber nicht gespeichert. 11 / 6 1

4 . { Merke: Kurze, gleichartige kombinierte Deklarationen und Initialisierungen zusammenfassen.. { Merke: Ausgabe von Variablen mit System.out.println(var) ohne. und Zusammensetzen von Ausgaben mit System.out.println(var + ) 13 / 6 14 Kurzschreibweisen II Inkrement/Dekrement: InkDekOps.java Für die Inkrementierung/Dekrementierung existieren weitere Kurzschreibweisen: ++i; --i; entspricht nicht: i++; i--; Dies ist wichtig, falls die Inkrementierung/Dkrementierung innerhalb komplexerer Anweisungen ausgeführt werden: Im Ersten Fall wird zuerst In-/Dekrementiert und dann der (neue) Wert von i weiterverwendet, im zweiten Fall wird zuerst der alte Wert von i verwendet und dann In-/Dekrementiert.. { 3. int a=1, b=1; 4. System.out.println( a: + a++ ); 5. System.out.println( a ); 6. System.out.println( b: + ++b ); 7. } 1 15 / 6 16

5 Inkrement/Dekrement: InkDekOps.java Inkrement/Dekrement: InkDekOps.java. { 3. int a=1, b=1; 4. System.out.println( a: + a++ ); 5. System.out.println( a ); 6. System.out.println( b: + ++b ); 7. }. { 3. int a=1, b=1; 4. System.out.println( a: + a++ ); 5. System.out.println( a ); 6. System.out.println( b: + ++b ); 7. } 1 Der Wert von a wird zuerst ausgegeben, dann inkrementiert (vgl.. Ausgabe von a). 1 Der Wert von b wird noch vor der Ausgabe inkrementiert. 17 / 6 18 Operanden für ganze Zahlen II - Vergleichsoperationen 4. Logischer Datentyp boolean Java besitzt den logischen Datentyp boolean : </<= a<b/a<=b Liefert wahr, falls a kleiner(-gleich) b >/>= a>b/a>=b Liefert wahr, falls a grösser(-gleich) b!= a!=b Liefert wahr, falls a ungleich b ist == a==b Liefert wahr, falls a gleich b ist = x=a<b Zuweisung Die Auswertung von Vergleichsoperationen liefert einen der logischen Werte wahr oder falsch. Die Zuweisung eines solchen Wertes erfordert links von = eine Variable des Typs boolean!. Wertebereich: { true, false } Kann bei Zuweisungen von logischen Ausdrücken verwendet werden. Wird implizit bei Kontrollstrukturen verwendet. Logische Operatoren:!!i logische Negation && a && b logisches UND a b logisches ODER = a = a && b Zuweisung 19 / 6 0

6 . { //main. { Vergleich auf Variablen vom //main Typ int. 1 / 6. { Wird zu Typ boolean ausgewertet! //main. { Können logisch weiter verknüpft //main werden. 3 / 6 4

7 Verwechslungsgefahr 4 Ganzzahlige Datentypen vs. 1 int Haben byte, short, int, long kennen gelernt. == a==b Liefert wahr, falls a gleich b ist = x=a<b Zuweisung Durch Tippfehler wird der Vergleichsoperator für den Test auf Gleichheit zweier Variablen == leicht zum Zuweisungsperator = und umgekehrt!!! Nutzen in Beispielen nur int, da dieser Typ auch in der Praxis am gebräuchlichsten ist. Nutzung von byte, short : Speicherplatz sparen (bei Speicherkritischen Geräten, z.b. Handys, oder grossen Eingaben für Algorithmen). Falls keine normalen Zahlen dargestellt werden sollen, sondern spezielle Dinge kodiert werden (z.b. Überschaubare Anzahl von Zuständen, Farben,...). Nutzung von long, falls Wertebereich von int nicht ausreicht. 5 / 6 6