CS1005 Objektorientierte Programmierung Bachelor of Science (Informatik)

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1 CS1005 Objektorientierte Programmierung Bachelor of Science (Informatik) Einfache Programme: Programm-Argument, Bedingte Anweisungen, Switch, Enum Boolesche Werte und Ausdrücke Seite 1

2 Beispiel: Umrechnen Grad Fahrenheit ~> Grad Celsius package mypackage; /** * Temperaturumrechnung. * Umrechnung einer Temperaturangabe von Grad Fahrenheit in Grad Celsius. * Eingabe ueber das erste Kommandozeilenargument. Folklore */ public final class Temperatur { private Temperatur() { /** args : Temperaturangabe in Grad Fahrenheit */ public static void main(final String[] args) { double f = 0.0; // Variable, enthaelt Grad in Fahrenheit double c = 0.0; // Variable, enthaelt Grad in Celsius //Grad in Fahrenheit von der Kommandozeile einlesen: f = Double. parsedouble (args[0]); //Grad in Celsius berechnen: c = ((f - 32) * 5) / 9; //Grad in F. und C. ausgeben: System. out.println(f + " Grad Fahrenheit ist " + c + " Grad Celsius "); Seite 2

3 Beispiel: Umrechnen Grad Fahrenheit ~> Grad Celsius Übersetzen und Ausführen / Programmargument Programm-Argument ~> javac mypackage/temperatur.java ~> java mypackage.temperatur Grad Fahrenheit ist Grad Celsius ~> public static void main(final String[] args) { double f = 0.0; // Variable, enthaelt Grad in Fahrenheit double c = 0.0; // Variable, enthaelt Grad in Celsius //Grad in Fahrenheit von der Kommandozeile einlesen: f = Double. parsedouble (args[0]); //Grad in Celsius berechnen: c = ((f - 32) * 5) / 9; //Grad in F. und C. ausgeben: System. out.println(f + " Grad Fahrenheit ist " + c + " Grad Celsius "); Seite 3

4 Beispiel: Umrechnen Grad Fahrenheit ~> Grad Celsius Übersetzen und Ausführen Run ~> Run Configurations... Programm-Argument Seite 4

5 Beispiel: Umrechnen Grad Fahrenheit ~> Grad Celsius Ausführen auf der Konsole Als ausführbare Jar-Datei exportieren temperatur.jar java cp temperatur.jar mypackage.temperatur java jar temperatur.jar 100 Seite oder

6 Programmiersprachen: Syntax und Semantik Syntax Struktur Gestalt eines Texts Syntaxfehler: Fehlerhafter Text, wird vom Compiler abgewiesen Semantik Inhalt, Aussage eines Texts (Semantischer) Fehler: Text formal korrekt, wird vom Compiler akzeptiert das Programm verhält sich nicht wie gewünscht. Programmiersprache Eine Programmiersprache ist festgelegt durch Syntax : Welche Texte sind korrekte Programmtexte Penible Festlegung der erlaubten Zeichenfolgen, z.b. durch eine Grammatik Semantik: Was genau bedeuten die Programmtexte z.b. durch Angabe der Aktionen einer realen oder gedachten Maschine die die Anweisungen der Programme ausführt Seite 6

7 Programmiersprachen: Syntax und Semantik package mypackage; public final class Addit { private Addit() { public static void main(final String[] args) { double a = 0.0; dooble b = 0.0; a = Double.parseDobble(args[0]), b = Double.parseDouble(args(0)); System.out.printline("Die Summe von " + a + + "und " + b + "ist: " + a * b); Syntaktische und semantische Fehler? Seite 7

8 Programm und Algorithmus Algorithmus Verfahren zur Lösung eines Problems in Handlungsschritten Beispiele: Kochrezept Verfahren zum schriftlichen Multiplizieren Aktionsfolge um an eine Bahnfahrkarte zu kommen8 Gebrauchsanleitung: Sammlung von Algorithmen... Darstellung z.b. als (Programm-) Ablaufplan (Flussdiagramm) Programm Algorithmus dargestellt in einer Programmiersprache Programmtext entspricht exakt der definierten Syntax Definierte Aktionen folgen exakt der definierten Semantik Seite 8

9 Bedingte Anweisung Syntax if ( Bedingung ) Anweisung if ( Bedingung ) Anweisung-1 else Anweisung-2 Semantik Abhängig von der Bedingung wird die Anweisung ausgeführt oder nicht. Abhängig von der Bedingung wird eine von zwei Anweisungen ausgeführt Bedingung T Anweisung Anweisung 1 Bedingung F Anweisung 2 Darstellung als Flussdiagramm Seite 9

10 Bedingte Anweisung : Beispiel package mypackage; public final class Max { Die Formatierung ist prinzipiell frei: Den Compiler interessieren LayoutFragen nicht. Aber: 1. Die Text-Struktur soll immer die logische Struktur wiedergeben. 2. Die Textstruktur soll immer gängigen Standards folgen. private Max() { public static void main(final String[] args) { int a = Integer.parseInt(args[0]); int b = Integer.parseInt(args[1]); if (a > b) { System.out.println("Die groessere Zahl ist " + a); else { System.out.println("Beide gleich oder " + b + " ist die groessere"); Seite 10

11 Bedingte Anweisung : Beispiel Maximum von drei Werten Algorithmus dargestellt als Flussdiagramm T max = a a>b F max = b max > c F max = c T Ist dieser Algorithmus korrekt? Wie kann man das feststellen? max ausgeben Seite 11

12 Bedingte Anweisung : Beispiel Maximum von drei Werten Algorithmus dargestellt als Flussdiagramm Test mit repräsentativen Werten T max = a a>b F max = b max > c F max = c T Repräsentative Testwerte, z.b.: 1,1,1 alle gleich 1,2,3 aufsteigend 3,2,1 absteigend 1,2,0 auf-, absteigend 3,2,4 ab, aufsteigend... max ausgeben Seite 12

13 Bedingte Anweisung : Beispiel Maximum von drei Werten Algorithmus durch Zusicherungen verifizieren a > b & max = a T in max ist die Größere der beiden ersten Werte! max = a a b & max = b a>b F a > b & max = a a b & max = b => max a & max b & (max =a max = b) max = b c > max max a & max b & c max & (max =a max = b) max a & max b & max c (max =a max = b max = c) in max ist die Größere der drei Werte! max = c F max ausgeben Seite 13 T max a & max b & c > max & (max =a max = b) =>c a & c b

14 Bedingte Anweisung : Beispiel Maximum von drei Werten als Programm mit Zusicherungen Auswertung von Zusicherungen package mypackage; aktivieren: public final class Max { private Max() { java -ea public static void main(final String[] args) { in Eclipse über int a = Integer.parseInt(args[0]); run ~> run Configurations int b = Integer.parseInt(args[1]); ~> Arguments int c = Integer.parseInt(args[2]); VM-Arguments: -ea int max; if (a > b) { max = a; assert a > b && max == a; else { max = b; Programm-Idee: max assert a <= b && max == b; enthält das Maximumum von zunehmend vielen assert (max >= a && max >= b) && (max == a max == b); Werten. if (c > max) { max = c; assert (max >= a && max >= b && max >= c) && (max == a max == b max == c); Seite 14

15 Switch-Anweisung switch ist nur auf einfachen, diskreten Werten erlaubt: int, und Enum-Typen Switch-Anweisung Verallgemeinerung der bedingten Anweisung Beispiel: int z = switch(z) { case 0: System.out.println("Das muss ich einen Mathe-Prof fragen"); break; case 2: case 3: case 5: case 7: System.out.println(z + " ist Primzahl"); break; case 4: case 6: case 8: case 9: case 10: System.out.println(z + " ist keine Primzahl"); break; default: System.out.println("Das muss ich noch mal nachdenken"); break; Seite 15

16 Enum und Switch Beispiel Definition Enum-Typ package mypackage; import java.util.scanner; public final class SmallPrim { private SmallPrim() { private enum Tag { Montag, Dienstag, Mittwoch, Donnerstag, Freitag, Samstag, Sonntag ; public static void main(final String[] args) { Scanner scan = new Scanner(System.in); int z = scan.nextint(); Tag tag = null; switch(z) { if (tag!= null) System.out.println(tag.name()); Seite 16

17 Enum und Switch Beispiel: Verwendung Scanner scan = new Scanner(System.in); int z = scan.nextint(); Tag tag = null; switch(z) { case 1: tag = Tag.Montag; break; case 2: tag = Tag.Dienstag; break; case 3: tag = Tag.Mittwoch; break; case 4: tag = Tag.Mittwoch; break; case 5: tag = Tag.Freitag; break; case 6: tag = Tag.Samstag; break; case 7: tag = Tag.Sonntag; break; default: System.out.println("Fehlerhafte Eingabe!"); break; if (tag!= null) System.out.println(tag.name()); Seite 17

18 Boolesche Werte und Ausdrücke Boolescher Werte und Ausdrücke Boolescher Wert: Wahrheitswert Boolescher Ausdruck: Ausdruck der wahr oder falsch ist. boolean w = true; w = 4 > 5; System.out.println(w); w = (4 > 5) (5 > 4); if (w) System.out.println(w); else System.out.println(!w);! : Negation : Oder && : Und Ausgabe? Seite 18

19 Bedingte Ausdrücke Bedingter Ausdruck: Wertberechnung abhängig von einer Bedingung Bedingte Anweisung (if): Bedingung steuert Ausführung von Anweisungen Bedingter Ausdruck: Bedingung steuert Auswertung von Ausdrücken int a = int b = int max = (a > b)? a : b; Wenn a>b gilt dann ist der Wert a sonst ist der Wert b Seite 19

20 Bedingte Ausdrücke Bedingter Ausdruck: Oft Kompaktere Darstellung eines Algorithmus als mit if int a = int b = int c = System.out.println("Maximum:" + (a>b? ( a>c? a : c) : (b>c? b : c) ) ); Einsatz des Bedingungsoperators nicht übertreiben: Keine zu komplexen Ausdrücke konstruieren. Seite 20