JAVA-Datentypen und deren Wertebereich

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1 Folge 8 Variablen & Operatoren JAVA 8.1 Variablen JAVA nutzt zum Ablegen (Zwischenspeichern) von Daten Variablen. (Dies funktioniert wie beim Taschenrechner. Dort können Sie mit der Taste eine Zahl zwischenspeichern). Jede Variable hat eine festgelegte Größe (Anzahl von Bytes) und gehört einem bestimmten Datentyp z.b. boolean, int usw. an. Bei den Datentypen unterscheidet man zwei Kategorien: primitive Typen Referenztypen (auch Klassentypen). Im Rahmen unseres JAVA-Hamster benutzen wir nur die primitiven Datentypen! Referenzen werden nur dann eingesetzt, wenn Objekte ins Spiel kommen. Dies dauert aber noch etwas, vorläufig hamstern wir. M+ 8.2 Die primitiven Datentypen In JAVA gibt es fest definierte Datentypen für: Wahrheitswerte ganze Zahlen Gleitkommazahlen Zeichen Zeichenketten boolean byte, short, int, long float, double char string Alle Datentypen haben eine festgelegte Größe in Bytes (siehe Tabelle). Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die primitiven Datentypen: JAVA-Datentypen und deren Wertebereich Datentyp / Schlüsselwort Größe (Bytes) Bereich / Wert Wahrheitswert boolean 1 true, false Ganze Zahlen byte bis +127 Ganze Zahlen short bis Ganze Zahlen int bis Ganze Zahlen long bis Gleitkommazahlen float 4 1, E-45f bis +1, E+38f Gleitkommazahlen double 8 4, E-324 bis +1, E+308 Zeichen char 2 ein 16-Bit Unicode Zeichen Zeichen string 16-Bit Unicode Zeichen Für den Anfang benutzen wir die Datentypen: boolean und int JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 1/8

2 8.3 Boolesche Variable: boolean Mit einer booleschen Variable lässt sich der Wert: true oder false speichern. Das Programm kann die boolesche Variable dann lesen oder beschrieben. Um Variabeln zu nutzen, müssen Sie definiert werden. Die booleschen Variablen werden mit dem Schlüsselwort boolean definiert. Zusätzlich können Variablen bei ihrer Erzeugung initialisiert werden, d.h. ihnen wird ein Anfangswert zugewiesen. Fehlt der Anfangswert, so wird der booleschen Variable der Wert: false zugewiesen! Gilt nur für globale Variablen! Beispiele für die Definition von Variablen des Typs boolean: boolean test = true; boolean siddeeq_da = true; boolean inge_da = false; boolean q23w; Definiert die Variable namens test und weist ihr den Wert: true zu Definiert die Variable namens siddeeq_da und weist ihr den Wert: true zu Definiert die Variable namens inge_da und weist ihr den Wert: false zu Definiert die Variable namens q23w boolean a, b, c; boolean d, e = true, f; Definiert a, b, c auf einmal Definiert d, e, f auf einmal, e bekommt den Wert: true zugewiesen. boolean mauer_da =!vornfrei(); Definiert mauer_da und weist ihr den Wert des booleschen Ausdrucks!vornFrei() zu boolean korn_maul = kornda() && maulleer(); Definiert korn_maul und weist ihr den Wert der UND-Verküpfung aus kornda() und maulleer() zu 8.4 Namensvergabe - Empfehlung - Konventionen Bei der Namensvergabe hat sich folgendes durchgesetzt: Nur Kleinbuchstaben und Zahlen verwenden, Am Anfang darf keine Zahl stehen Variablennamen dürfen nicht mit Schlüsselwörtern identisch sein Besteht ein Variablenname aus mehreren Wörtern so werden sie durch einen Unterstrich _ voneinander getrennt. JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 2/8

3 8.5 Syntax der Variable boolean boolean Variablenname ; boolescher boolean Variablenname = ; Ausdruck Syntaxdiagramm: Variable boolean 8.6 Beispiele Beispiel: Abbiegen Der Hamster soll in Abhängigkeit von der booleschen Variable: left abbiegen. Ist der Wert von left = true; soll der Hamster links abbiegen. Ist der Wert von left = false; soll der Hamster rechts abbiegen. In Zeile 01 wird die Variable left definiert und es wird ihr der Wert: true zugewiesen. In Zeile 05 fragt die if-verzweigung den Wert der Variable left ab. Da die Bedingung erfüllt ist (Wert ist true), wird die Anweisungsliste (Zeile 6 bis 9) ausgeführt. Der Hamster biegt links ab. Wird der Variable left der Wert: false zugewiesen, so wird der else-teil (Zeile 11 bis 16) ausgeführt. Der Hamster biegt rechts ab. Programmieren Sie das Beispiel und testen Sie die Variable left mit dem Wert: false. Was passiert wenn Sie der Variable left in Zeile 03 keinen Wert zuweisen? boolean left; boolean left = true; void main() if (left) else rechtsum(); void rechtsum() JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 3/8

4 Beispiel: Der betrunkene Hamster Der Hamster soll in Abhängigkeit von der booleschen Variable: left im Zick-Zack Kurs nach Hause zum Korn torkeln. Ist der Wert von left = true; so biegt der Hamster nach links ab. Ist der Wert von left = false; so biegt der Hamster nach rechts ab. In Zeile 01 wird die Variable left definiert und der Wert: true zugewiesen. Das Hauptprogramm (Zeile 3 bis 10) lässt den Hamster in Abhängigkeit von der Variable left im Zick-Zack-Kurs nach hause laufen. Mit der Zuweisung in Zeile 8 wird der Wert der Variable left überschrieben mit der Negation des vorhergehenden Wertes der Variable left. In Zeile 14 fragt die if-verzweigung den Wert der Variable left ab. Ist die Bedingung erfüllt, schwankt der Hamster nach links. Ist sie nicht erfüllt, wird der else-teil (Zeile 21 bis 27) ausgeführt und der Hamster schwankt nach rechts. Der alte Wert der Variable left wird durch den neu berechneten (Negation) ersetzt. Die Abarbeitung der Zeile erfolgt von rechts. Dies nennt sich: Rechtsassoziativität Logisch wäre:!left = left; weil wir von links nach rechts lesen. (Programmiersprachen funktionieren eben manchmal anders! boolean left = true; void main() while (!kornda()) zickzack(); left =!left; void zickzack() if (left) rechtsum(); rechtsum(); else rechtsum(); rechtsum(); void rechtsum() JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 4/8

5 8.7 Integer Variable: int Mit der int-variable (Ganzzahl: englisch integer) lassen sich Zahlen von: bis speichern (±2,1 Milliarden). Für unsere Hamsterumgebung würde also eigentlich die Variable byte (±127) vollkommen ausreichen (Zahlen größer als 100 kommen selten vor). Allgemein ist es aber üblich mit der int-variable zu arbeiten. Um eine int-variablen zu nutzen, muss Sie definiert werden. Eine int-variable wird mit dem Schlüsselwort int definiert. Zusätzlich können Variablen bei ihrer Erzeugung initialisiert werden, d.h. ihnen wird ein Anfangswert zugewiesen. Fehlt der Anfangswert, so wird der int-variable der Wert: 0 (Null) zugewiesen! Gilt nur für globale Variablen! Beispiele für die Definition von Variablen vom Typ int: int körner = 0; int startwert = 24; int q23w; Definiert die Variable namens körner und weist ihr den Wert: 0 zu Definiert die Variable namens startwert und weist ihr den Wert: 24 zu Definiert die Variable namens q23w int i1, i2, i3; int x6, x7 = 44, x8; int x9 = -x7; Definiert i1, i2, i3 auf einmal Definiert x6, x7, x8 auf einmal, x7 bekommt den Wert: 44 zugewiesen. Definiert x9 und weist ihr den negativen Wert der Variable x7 zu (-44) Bei der Namensvergabe hat sich folgendes durchgesetzt: Nur Kleinbuchstaben und Zahlen verwenden, Am Anfang darf keine Zahl stehen Variablennamen dürfen nicht mit Schlüsselwörtern identisch sein Besteht ein Variablenname aus mehreren Wörtern so werden sie durch einen Unterstrich _ voneinander getrennt alles_klar_so_weit? 8.8 Syntax der Variable int int Variablenname ; arithmetischer int Variablenname = ; Ausdruck Syntaxdiagramm: Variable int JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 5/8

6 8.9 Arithmetische Operatoren Es existieren insgesamt fünf arithmetische Operatoren. + Addition - Subtraktion * Multiplikation / Division % Modulo-Operator: liefert den Rest einer ganzzahligen Division. 9 % 2 = 1 entspricht 9 / 2 = 4 Rest = 1 Bei den arithmetischen Operatoren gilt: Punkt-vor-Strich-Rechnung Beispiele für die Definition von int-variablen mit arithmetischen Operatoren: int y = x6 + x7; int p = 2 * m1; int quadrat = x * y; int div = x6 / x9; int i5 = 5 * (x6 + x9); Definiert y und weist ihr den Wert der Addition der Variable x6 mit der Variable x7 zu. Definiert p und weist ihr den Wert aus der Multiplikation der Variable m1 mit 2 zu. Definiert quadrat und weist ihr den Wert aus der Multiplikation der Variable x mit der Variable y zu. Definiert div und weist ihr den Wert aus der Division der Variable x6 durch die Variable x9 zu. Definiert i5 und weist ihr den Wert aus der Multiplikation der Zahl 5 mit der Addition aus der Variable x6 und x9 zu. JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 6/8

7 8.10 Vergleichsoperatoren Es existieren insgesamt sechs Vergleichsoperatoren. == Gleichheitsoperator!= Ungleichheitsoperator < Kleineroperator <= Kleinergleichoperator > Größeroperator >= Größergleichoperator Mit ihnen lassen sich int-variablen vergleichen. Ist der Wert in der Variablen a größer als der Wert der Variablen b (a > b)? Vergleichsoperatoren liefern einen booleschen Wert (true oder false). Die Vergleichsoperatoren sind linksassoziativ, d.h. sie werden von links nach rechts ausgewertet! Beispiele für Vergleichsoperatoren: int a = 1, int b = 5; int z; if (a < b) if (a!= b) if (a > b) Definiert a und b und weist ihnen einen Wert zu. Definiert z. a < b liefert den Wert: true, also wird der Befehl vor() ausgeführt. a!= b liefert den Wert: true, also wird der Befehl vor() ausgeführt. a > b liefert den Wert: false, also wird der Befehl vor() nicht ausgeführt. if (a <= b) a <= b liefert den Wert: true, also wird der Befehl vor() ausgeführt. boolean vergleich = (a < b); if (b!= 0) z = a / b; Definiert die boolesche Variable vergleich und weist ihr als Wert das Ergebnis aus der Vergleichsoperation zu. Also hat die Variable vergleich den Wert: true. Die Vergleichsoperation prüft, ob b ungleich Null ist. Damit wird eine unerlaubte Teilung durch Null vermieden. JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 7/8

8 8.11 Beispiele Beispiel: Der Hin- und Zurück-Hamster Der Hamster steht irgendwo im Territorium und soll bis zur nächsten Wand laufen. Danach dreht er sich um und läuft wieder zu seinem Ausgangspunkt zurück. In Zeile 01 wird die Variable schritte definiert und es wird ihr der Wert: 0 zugewiesen. In Zeile 05 fragt die while-schleife den Wert der Variable vornfrei() ab. Solange die Bedingung erfüllt ist, wird die Anweisungsliste (Zeile 6 bis 9) ausgeführt. Hierbei wird schritte immer um 1 erhöht. Wenn der Hamster an der Wand angelangt ist, wendet er. In Zeile 14 vergleicht die while-schleife den Wert der Variable schritte mit 0. Solange die Bedingung erfüllt ist, wird die Anweisungsliste (Zeile 15 bis 18) ausgeführt. Hierbei wird schritte immer um 1 verringert. Hat schritte ebenfalls den Wert 0, so wird die while-schleife verlassen. Der Hamster ist wieder zuhause int schritte = 0; void main() while (vornfrei()) schritte = schritte + 1; while (schritte > 0) schritte = schritte - 1; == JAVA Folge 8 - Variablen & Operatoren_V3.doc 8/8