CS1005 Objektorientierte Programmierung

Transkript

1 CS1005 Objektorientierte Programmierung Bachelor of Science (Informatik) Allgemeines Java-Programme erstellen und ausführen Seite 1

2 Allgemeines Dozenten Dr. Th. Letschert Dr. Andreas Dominik Tutoren Lernziel / Inhalt Einführung in die objektorientierte Programmierung Grundbegriffe der Softwaretechnik Literatur Folien / Skript / Anleitungen [ ] Jedes beliebige neuere Java Buch Sun Dokumentation [ ] Software Java SE 6 [ ] Entwicklungsumgebung Eclipse 3.5 [ ] Seite 2

3 Allgemeines Organisation Vorlesung in 2 Zügen Übung / Praktikum mit testierten Hausaufgaben einer Projektaufgabe Abgabe von Lösungen ist Voraussetzung zur Klausurzulassung Informationen / Forum: estudy estudy-plattform: Kurs: CS1005, Objektorientierte Programmierung (OOP) enthält alle Unterlagen, Dokumente, Hinweise, etc. zum Kurs ein Form für die Kursteilnehmer (bitte nutzen für Fragen und Antworten! ) Seite 3

4 Allgemeines Entwicklungsplattform beliebiges Betriebssystem Java Version 6 Texteditor, Shell Eclipse 3.5 Rechner Rechner stehen in den in den Übungsräumen zur Verfügung eigenes Notebook bevorzugt Seite 4

5 Programmausführung: Compiler, Interpretierer Programm Programm Festlegung von Aktionen in einer festen Notation (Programmiersprache) Interpretierer Daten Interpretierer führt das Programm aus Interpretierer als Hardware: Computer (Maschine) Compiler Ergebnis Compiler übersetzt Programme von einer Sprache in die andere Quellsprache: für Menschen verstehbar Zielsprache: für Maschine verstehbar Seite 5 MaschinenProgramm Maschine Daten

6 Programmausführung: Virtuelle Maschine Programm (Sprache A) Compiler Maschinenprogramm wird von Maschine ausgeführt Virtuelle Maschine Compiler Maschine Software führt übersetzte Programm aus Maschinenprogramm wird von Maschine ausgeführt virtuelle Maschine ~ Interpretierer für MaschinenProgramme ~ simuliert Maschine in SW Programm (Sprache B) Daten Interpretierer Maschine virtuelle Maschine Ergebnis Seite 6

7 Was ist Java Programmiersprache public class Hallo { public static void main(string[] args) { System.out.println(''Hallo''); Hallo.java Syntax: Form Semantik: Inhalt Klassenbibliothek vorgefertigte Klassen (Programmkomponenten) Compiler javac Hallo.java Compiler Quellcode (Java) Zielcode: Bytecode Virtuelle Maschine Software (Maschinenprogramm) simuliert Maschine die Bytecode ausführen kann. (Beliebige Plattform) 1! Hallo java/lang/object <init> ()V Code LineNumberTable LocalVariableTable this LHallo; main ([Ljava/lang/String;)V java/lang/system out Ljava/io/Pr... virtuelle Maschine Hallo.class java Hallo Hallo Seite 7

8 Java: Compiler, virtuelle Maschine Compiler übersetzt Java-Code in Quelltext-Datei (.java-datei) in Bytecode (Code für virtuelle Maschine) javac-programm Java-code Virtuelle Maschine, JVM (Java Virtual Maschine) gedachte Maschine Compiler führt Bytecode (in.class-datei)) aus virtuelle Maschine realisiert durch Bytecode reale Maschine (physischer Prozessor) Bytecode-Interpretierer / java-programm java (JVM) auch Virtuelle Maschine / JVM genannt Betriebssystem Warum virtuelle Maschine Keine Anpassung des Compilers notwendig CPU / HW Übersetzte Programme überall lauffähig reale Maschine Nachteil: Ausführung langsamer Klassisch: Compiler / Bibliotheken an Plattform anpassen, Quellcode transferieren Java: Ablaufumgebung (JVM) an Plattform anpassen, Bytecode transferieren Seite 8

9 Java: Wichtige Versionen project green / Sprache Oak / ~ 1991 Konzept: Programmierung von eingebetteten Geräten (Toaster mit Internetanschluss und Web-Server) Beweglicher Code, Virtuelle Maschine Java 1.02 (erste offizielle Version) ~ 1995 Klassenbibliothek : 250 Klassen Einsatz : Fun / Applets Java 1.1 ~ 1997 Klassenbibliothek : 500 Klassen Einsatz : Unterricht / GUI / erste ernsthafte Anwendungen Java 2 ( ~ Version 1.2 Version 1.4 ) ~ ab 1998 Klassenbibliothek : 2300 Klassen Einsatz : Server- (Geschäfts-) Anwendungen (!) Java 5 ( ~ Version 1.5) ~ ab 2005 Wesentliche Erweiterung/Modifikation (ca Klassen) Java 6 ~ ab 2007 Leichte Weiterentwicklung Seite 9

10 Java: Installation JRE Java SE (= Standard Edition) Runtime Environment Enthält Dinge die zur Ausführung von (bereits übersetzen) JavaProgrammen benötigt werden: virtuelle Maschine (JVM, Programm java) Bibliotheken JDK Java SE Development Kit Enthält JRE Java-Compiler (Programm javac) Weitere Entwicklerwerkzeuge Für Java-Entwicklungen muss das JDK installiert werden API-Dokumentation Enthält Beschreibung der Klassen der Bibliothek Wichtige Dokumentation bei der Programmentwicklung Download als java-d.doc.zip Seite 10

11 Java: Programme und ihre Komponenten Beispiel: ein einfaches Programm bestehend aus zwei Methoden (main und einem Konstruktor MyClass) in einer Klasse (MyClass) in einem Paket (mypackage) Entspricht den peniblen Codier-Richtlinien des FB MNI. package mypackage; public final class MyClass { private MyClass() { /** args wird ignoriert. */ public static void main(final String[] args) { System.out.println("Hallo Java"); Programm mit 2 Klassen in einem Paket Seite 11

12 Java: Programme und ihre Komponenten Methode Hauptklasse package hallo; public class Hallo { public static void main(string[] args) { sayhello(); Haupt-Methode Dog.sayHello(); public static void sayhello() { Methode System.out.println( Hallo ); Klasse mit 2 Methoden Bestandteil einer Klasse Folge von Anweisungen Klasse Komponente von JavaProgrammen Sammlung von Methoden / Variablen Paket Sammlung von Klassen Programm Haupt-Klasse mit main-methode plus beliebig viele (im einfachsten Fall keine) weitere Klassen in beliebig vielen Paketen Seite 12 Klasse package hallo; class Dog { public static void sayhello() { Methode System.out.println( Hallo ); Klasse mit 1 Methode Programm mit 2 Klassen in einem Paket

13 Java: Programme und ihre Komponenten Programm Ein Java-Programm besteht aus mindestens einem Paket (package) kann das namenlose default-paket sein mindestens einer Klasse in diesem Paket mindestens einer Methode in dieser Klasse eine der Methoden einer Klasse muss die main-methode sein ein Methode enthält üblicherweise mindestens eine Anweisung package mypackage; public final class MyClass { public static void main( final String[] args) { System.out.println("Hallo"); Seite 13 ein Paket: mypackage eine Klasse im Paket: MyClass eine Methode in der Klasse: main eine Anweisung: System.out.println

14 Java: Programme, Dateien, Verzeichnisse Datei Java-Code in Quelltext-Datei Dateiname: KlassenName.java Datei kann mehrere Klassen enthalten, davon darf nur eine public sein Verzeichnis enthält die Bestandteile eines Pakets: Klassen des Pakets: Java- / ClassDateien Sub-Pakete Paket-Zugehörigkeit einer Klasse durch Package-Deklaration: package <Paket-Name>; in der Datei eines Pakets (Relation Paket/Sub-Paket): Hierarchische Paketnamen: <Paket>.<Sub-Paket>.<Sub-Sub-Paket> Programm keine direkte Repräsentation Paket Klasse1 Sub-Paket Klasse2 logische Struktur Verzeichnis ~ Paket Klasse1.java Java-Datei Klasse1.class Class-Datei Unter-Verz. ~ Sub-Paket Klasse2.java Java-Datei Klasse2.class Class-Datei Verzeichnis-Struktur Seite 14

15 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Programm erstellen Verzeichnis erstellen: mypackage Datei erstellen (beliebiger Text-Editor): MyClass und in diesem Verzeichnis in der Datei MyClass.java speichern Programm übersetzen Kommando z.b.: javac mypackage/myclass.java erzeugt die Datei mypackage/myclass.class Programm ausführen Kommando z.b.: java mypackage.myclass Editor package mypackage; public final class MyClass { public static void main(final String[] args) { System.out.println("Hallo Java"); Compiler (javac) JVM (java) Hallo Java Seite 15

16 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Pfad und Klassenpfad Pfad, engl. Path ein Ausdruck der dem System hilft Programme zu finden C:\Programme\Java\jdk1.6.0_01\bin könnte der Pfad zu den Programmen javac und java sein. Klassenpfad, engl. Classpath ein Ausdruck der java (der JVM) hilft die Klassendateien zu finden home Klassenpfad als Kommando- (Programm-) Argument: thomas java -cp /pfad/zum/verzeichnis mypackage.myclass z.b.: java -cp /home/thomas/classes mypackage.myclass als Umgebungsvariable CLASSPATH z.b.: set CLASSPATH=C:\home\thomas\classes Klassenpfad classes mypackage MyClass. class java mypackage.myclass default: aktuelles Verzeichnis der Klassenpfad endet immer vor den Paket-Verzeichnissen Seite 16

17 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Jar-Archiv Sammlung von Java-Dateien (Class-Dateien und eventuell Quell Dateien) (zip-codierte Archiv-Datei) Verwendung: Transport und Installation von java-code ~ ausführbare Datei oder Bibliothek Erzeugung mit Kommando (Programm) jar Beispiel: jar -cvf myjararchive.jar mypackage erzeugt ein Archiv des Verzeichnisses mypackage Nutzung als Klassen-Bibliothek Beispiel: jar -cvf myjararchive.jar mypackage java -cp myjararchive.jar mypackage.myclass als ausführbare Datei Beispiel: jar -cvfe myjararchive.jar mypackage.myclass mypackage java -jar myjararchive.jar Manifestdatei: enthält Infos zum Archiv z.b.: Angabe Haupt-Klasse Seite 17

18 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Getrennte Verzeichnisse für Quell- und Binärdateien HalloWeltProject javac -d <Zielverzeichnis> <Quelldatei> z.b.: javac -d bin src/hallo/hallowelt.java + src + hallo + HalloWelt.java + bin + hallo Verzeichnis eventuell mehrere Verzeichnisse + HalloWelt.class Archiv Klasse Jar-Datei erzeugen: cd bin jar -cvfe HalloWelt.jar hallo.hallowelt hallo Jar-Datei aus einem anderen als dem aktuellen Verzeichnis bin heraus erstellen jar -cvfe HalloWelt.jar hallo.hallowelt -C bin hallo Jar-Datei ausführen: java -jar HalloWelt.jar Gibt Verzeichnis des nachfolgenden KommandoArguments an Mainfest-Datei in HalloWelt.jar : Manifest-Version: 1.0 Created-By: 1.6.0_0 (Sun Microsystems Inc.) Main-Class: hallo.hallowelt Seite 18

19 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Ausführbare Jar-Datei mit Eclipse erstellen (ohne Quelldateien) Rechts-Klick auf auf das zu exportierende Paket: Export Runnable JAR file auszuführende Klasse an geben (Launch configuratution) Zielverzeichnis und Datei angeben Finish Export Seite 19

20 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Ausführbare Jar-Datei mit Eclipse erstellen (mit Quelldateien) Rechts-Klick auf auf das zu exportierende Paket: Export JAR file Class-Files und Sources auswählen Zieldatei angeben 2 x Weiter next next Seite 20

21 Java: Programm erstellen, übersetzen und ausführen Ausführbare Jar-Datei mit Eclipse erstellen (mit Quelldateien) Manifest-Datei erzeugen lassen Main-Klasse auswählen OK Finish Seite 21