Java lernen mit BlueJ

Transkript

1

2 David J. Barnes Michael Kölling Java lernen mit BlueJ Eine Einführung in die objektorientierte Programmierung 4., aktualisierte Auflage Übersetzt von Axel Schmolitzky, Universität Hamburg ein Imprint von Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

3 Java lernen mit BlueJ - PDF Inhaltsverzeichnis Java lernen mit BlueJ - Eine Einführung in die objektorientierte Programmierung - 4., aktualisierte Auflage Inhaltsverzeichnis Vorwort von James Gosling, Sun Microsystems Vorwort an Kursleiter Vorwort zur vierten deutschen Ausgabe Projekte, die in diesem Buch detailliert besprochen werden Danksagunge Teil 1 Grundlagen der Objektorientierung Kapitel 1 Objekte und Klassen Kapitel 2 Klassendefinitionen Kapitel 3 Objektinteraktion Kapitel 4 Objektsammlungen Kapitel 5 Bibliotheksklassen nutzen Kapitel 6 Fehler vermeiden Kapitel 7 Klassenentwurf Teil 2 Anwendungsstrukturen Kapitel 8 Bessere Struktur durch Vererbung Kapitel 9 Mehr über Vererbung Kapitel 10 Weitere Techniken zur Abstraktion Kapitel 11 Grafische Benutzungsoberflächen Kapitel 12 Fehlerbehandlung Kapitel 13 Entwurf von Anwendungen Kapitel 14 Eine Fallstudie Anhang A Arbeiten mit BlueJ-Projekten Anhang Anhang B Datentypen in Java Anhang C Operatoren Anhang D Kontrollstrukturen in Java Anhang E Java ohne BlueJ Anhang F Benutzung des Debuggers Anhang G Testwerkzeuge für Modultests mit JUnit Anhang H Werkzeuge für die Teamarbeit Anhang I Javadoc Anhang J Quelltextkonventionen Anhang K Wichtige Bibliotheksklassen Sachregister Lizenzvereinbarung

4 Vorwort von James Gosling, Sun Microsystems Vorwort an Kursleiter Java BlueJ Objekte wirklich zuerst Iteratives Vorgehen Keine komplette Abdeckung der Sprache Java Projektorientiertes Vorgehen Konzepte statt Sprachkonstrukte Übersicht der Kapitel Vierte Auflage Zusatzmaterial Diskussionslisten Vorwort zur vierten deutschen Ausgabe Projekte, die in diesem Buch detailliert besprochen werden Figuren - Kapitel 1 Zeichnung - Kapitel 1 Laborkurse - Kapitel 1, Kapitel 2, Kapitel 8 Ticketautomat - Kapitel 2 Buch - Kapitel 2 Uhrenanzeige - Kapitel 3 Mail-System - Kapitel 3 Notizbuch - Kapitel 4 Auktion - Kapitel 4 Weblog-Auswertung - Kapitel 4 Technischer-Kundendienst - Kapitel 5 Baelle - Kapitel 5 Terminkalender - Kapitel 6 Rechner - Kapitel 6 Ziegelsteine - Kapitel 6 Zuul - Kapitel 7, Kapitel 9 DoME - Kapitel 8, Kapitel 9 Fuechse-und-Hasen - Kapitel 10 Bildbetrachter - Kapitel 11 Sound-Player - Kapitel 11 Adressbuch - Kapitel 12 Kinobuchungssystem - Kapitel 13

5 Taxi - Kapitel 14 Danksagungen Teil 1 Grundlagen der Objektorientierung 1 Objekte und Klassen 1.1 Objekte und Klassen 1.2 Instanzen erzeugen 1.3 Methoden aufrufen 1.4 Parameter 1.5 Datentypen 1.6 Eine Klasse, viele Instanzen 1.7 Zustand 1.8 Das Innenleben eines Objekts 1.9 Objektinteraktion 1.10 Quelltext 1.11 Ein weiteres Beispiel 1.12 Aufrufergebnisse 1.13 Objekte als Parameter 1.14 Zusammenfassung 2 Klassendefinitionen 2.1 Ticketautomaten Inhaltsverzeichnis Das Verhalten des naiven Ticketautomaten 2.2 Eine Klassendefinition untersuchen 2.3 Datenfelder, Konstruktoren und Methoden Datenfelder Konstruktoren 2.4 Datenübergabe mit Parametern 2.5 Zuweisungen 2.6 Sondierende Methoden 2.7 Verändernde Methoden 2.8 Ausgaben in Methoden 2.9 Zusammenfassung des naiven Ticketautomaten 2.10 Bewertung des Entwurfs des naiven Ticketautomaten 2.11 Entscheidungen treffen: die bedingte Anweisung 2.12 Ein weiteres Beispiel für eine bedingte Anweisung 2.13 Lokale Variablen 2.14 Datenfelder, Parameter und lokale Variablen 2.15 Zusammenfassung des besseren Ticketautomaten 2.16 Übungen zur Selbstüberprüfung 2.17 Vertrautes neu betrachtet 2.18 Ausdrücke testen: die Direkteingabe 2.19 Zusammenfassung

6 3 Objektinteraktion 3.1 Das Uhren-Beispiel 3.2 Abstraktion und Modularisierung 3.3 Abstraktion in Software 3.4 Modularisierung im Uhren-Beispiel 3.5 Implementierung der Uhrenanzeige 3.6 Klassendiagramme und Objektdiagramme 3.7 Primitive Typen und Objekttypen 3.8 Der Quelltext im Projekt Die Klasse Verkettung von Zeichenketten Der Modulo-Operator Die Klasse 3.9 Objekte erzeugen Objekte 3.10 Mehrere Konstruktoren 3.11 Methodenaufrufe Interne Methodenaufrufe Externe Methodenaufrufe Zusammenfassung der Uhrenanzeige 3.12 Ein weiteres Beispiel für Objektinteraktion Das Beispiel eines Mail-Systems Das Schlüsselwort 3.13 Die Benutzung eines Debuggers Haltepunkte setzen Einzelausführung Hineinschreiten in Methoden 3.14 Mehr zu Methodenaufrufen 3.15 Zusammenfassung 4 Objektsammlungen 4.1 Objektsammlungen mit flexibler Größe 4.2 Ein persönliches Notizbuch 4.3 Ein erster Blick auf Bibliotheksklassen Ein Beispiel für die Verwendung einer Bibliothek 4.4 Objektstrukturen mit Sammlungen 4.5 Generische Klassen 4.6 Nummerierung in Sammlungen 4.7 Elemente aus einer Sammlung entfernen 4.8 Komplette Sammlungen verarbeiten Die for-each-schleife Die while-schleife Eine Sammlung durchlaufen Zugriff mit Index oder über Iteratoren Elemente entfernen 4.9 Zusammenfassung des Notizbuch-Beispiels Inhaltsverzeichnis

7 4.10 Ein weiteres Beispiel: ein Auktionssystem Die Klasse Die Klasse Anonyme Objekte Der Umgang mit Sammlungen 4.11 Zusammenfassung: Sammlungen mit flexibler Größe 4.12 Sammlungen mit fester Größe Die Analyse einer Logdatei Array-Variablen deklarieren Array-Objekte erzeugen Array-Objekte benutzen Die Auswertung der Logdatei Die for-schleife Die for-schleife und Iteratoren 4.13 Zusammenfassung 5 Bibliotheksklassen nutzen 5.1 Die Dokumentation der Bibliotheksklassen 5.2 Das Kundendienstsystem Das Kundendienstsystem erkunden Den Quelltext untersuchen 5.3 Die Klassendokumentation lesen Schnittstellen versus Implementierungen Methoden von Bibliotheksklassen benutzen Zeichenketten auf Gleichheit prüfen 5.4 Zufälliges Verhalten einbringen Die Klasse Zufallszahlen mit eingeschränktem Wertebereich Zufällige Antworten generieren Die Dokumentation generischer Klassen 5.5 Pakete und Importe 5.6 Benutzung von Map-Klassen für Abbildungen Das Konzept einer Die Benutzung einer Benutzung einer Abbildung für das Kundendienstsystem 5.7 Der Umgang mit Mengen 5.8 Zeichenketten zerlegen 5.9 Abschluss des Kundendienstsystems 5.10 Die Klassendokumentation schreiben javadoc in BlueJ nutzen Die Elemente einer Klassendokumentation 5.11 Öffentliche und private Eigenschaften Das Geheimnisprinzip Private Methoden und öffentliche Datenfelder 5.12 Klassen über ihre Schnittstelle verstehen 5.13 Klassenvariablen und Konstanten

8 Das Schlüsselwort Konstanten 5.14 Zusammenfassung 6 Fehler vermeiden 6.1 Einführung 6.2 Testen und Fehlerbeseitigung 6.3 Modultests in BlueJ Objektinspektoren nutzen Positives und negatives Testen 6.4 Tests automatisieren Regressionstests Automatisiertes Prüfen von Testergebnissen Tests aufzeichnen Testgerüste 6.5 Modularisierung und Schnittstellen 6.6 Ein Szenario für Fehlerbeseitigung 6.7 Kommentierung und Programmierstil 6.8 Manuelle Ausführung Eine Ausführung auf erster Ebene Den Zustand kontrollieren Mündliche Ausführung 6.9 Ausgabeanweisungen Ausgabeanweisungen an- und ausschalten 6.10 Die Wahl der richtigen Teststrategie 6.11 Debugger 6.12 Techniken umsetzen 6.13 Zusammenfassung 7 Klassenentwurf 7.1 Einführung 7.2 Die Welt von 7.3 Kopplung und Kohäsion 7.4 Code-Duplizierung 7.5 Erweiterungen für Die Aufgabe Ermitteln der betroffenen Quelltextstellen 7.6 Kopplung Kapselung zur Reduzierung der Kopplung 7.7 Entwurf nach Zuständigkeiten Zuständigkeiten und Kopplung 7.8 Änderungen lokal halten 7.9 Implizite Kopplung 7.10 Vorausdenken 7.11 Kohäsion

9 Kohäsion von Methoden Kohäsion von Klassen Kohäsion für bessere Lesbarkeit Kohäsion für Wiederverwendbarkeit 7.12 Refactoring Refactoring und Testen Ein Beispiel für Refactoring 7.13 Refactoring für Sprachunabhängigkeit Aufzählungstypen Weitere Entkopplung der Befehlsschnittstelle 7.14 Entwurfsregeln 7.15 Programmausführung ohne BlueJ Klassenmethoden Die Methode Einschränkungen für Klassenmethoden 7.16 Zusammenfassung Teil 2 Anwendungsstrukturen 8 Bessere Struktur durch Vererbung 8.1 DoME Die Klassen und Objekte in DoME Der Quelltext von DoME Diskussion über DoME 8.2 Einsatz von Vererbung 8.3 Vererbungshierarchien 8.4 Vererbung in Java Vererbung und Zugriffsrechte Vererbung und Initialisierung 8.5 Weitere Medien für DoME 8.6 Vorteile durch Vererbung (bis hierher) 8.7 Subtyping Subklassen und Subtypen Subtypen und Zuweisungen Subtyping und Parameterübergabe Polymorphe Variablen Der Cast-Operator 8.8 Die Klasse 8.9 Autoboxing und Wrapper-Klassen 8.10 Die Hierarchie der Sammlungstypen 8.11 Zusammenfassung 9 Mehr über Vererbung 9.1 Das Problem: die Methode zum Ausgeben 9.2 Statischer und dynamischer Typ Aufrufe von ausgeben in Datenbank 9.3 Überschreiben von Methoden

10 9.4 Dynamische Methodensuche 9.5 super-aufrufe in Methoden 9.6 Methoden-Polymorphie 9.7 Methoden aus Object: tostring 9.8 Objektgleichheit: equals und hashcode 9.9 Der Zugriff über protected 9.10 Der Operator instanceof 9.11 Ein weiteres Beispiel für Vererbung mit Überschreiben 9.12 Zusammenfassung 10 Weitere Techniken zur Abstraktion 10.1 Simulationen 10.2 Die Füchse-und-Hasen-Simulation Das Projekt Die Klasse Die Klasse Die Klasse die Initialisierung Die Klasse ein Simulationsschritt Verbesserungen der Simulation 10.3 Abstrakte Klassen Die Superklasse Abstrakte Methoden Abstrakte Klassen 10.4 Weitere abstrakte Methoden 10.5 Multiple Vererbung Eine Klasse Akteur Flexibilität durch Abstraktion Selektive Darstellung Zeichenbare Akteure: multiple Vererbung 10.6 Interfaces Ein Interface Akteur Multiple Vererbung für Interfaces Interfaces als Typen Interfaces als Spezifikationen Ein weiteres Beispiel für ein Interface Abstrakte Klasse oder Interface? 10.7 Zusammenfassung von Vererbung 10.8 Zusammenfassung 11 Grafische Benutzungsoberflächen 11.1 Einführung 11.2 Komponenten, Layout und Ereignisbehandlung 11.3 AWT und Swing 11.4 Das Beispiel: ein Bildbetrachter

11 Erste Schritte: ein Fenster erzeugen Einfache Komponenten einfügen Menüs hinzufügen Ereignisverarbeitung Die zentralisierte Variante für Ereignisverarbeitung Innere Klassen Anonyme innere Klassen Zusammenfassung der zentralen GUI-Konzepte 11.5 Bildbetrachter 1.0: die erste komplette Version Klassen zur Bildverarbeitung Einfügen des Bildes Layout Geschachtelte Container Bildfilter Dialoge Zusammenfassung der Layout-Verwaltung 11.6 Bildbetrachter 2.0: die Programmstruktur verbessern 11.7 Bildbetrachter 3.0: weitere GUI-Komponenten Knöpfe Rahmen 11.8 Zusätzliche Erweiterungen 11.9 Ein weiteres Beispiel: der Sound-Player Zusammenfassung 12 Fehlerbehandlung 12.1 Das Adressbuch-Projekt 12.2 Defensive Programmierung Interaktion zwischen Klient und Dienstleister Parameter prüfen 12.3 Fehlermeldungen durch den Dienstleister Den Benutzer informieren Den Klienten informieren 12.4 Prinzipien der Ausnahmebehandlung Das Auslösen einer Exception Exception-Klassen Die Auswirkungen einer Exception Ungeprüfte Exceptions Objekterzeugung verhindern 12.5 Die Behandlung von Exceptions Geprüfte Exceptions: die throws-klausel Exceptions fangen: der try-block Werfen und Fangen mehrerer Exceptions Eine Exception propagieren Die finally-klausel 12.6 Neue Exception-Klassen definieren 12.7 Die Verwendung von Zusicherungen

12 Interne Konsistenzüberprüfungen Die assert-anweisung für Zusicherungen Richtlinien zur Benutzung von Zusicherungen Zusicherungen und JUnit-Tests in BlueJ 12.8 Wiederaufsetzen und Fehlervermeidung Wiederaufsetzen Fehlervermeidung 12.9 Dateibasierte Ein- und Ausgabe Reader, Writer und Streams Textausgaben mit FileWriter Einlesen von Text mit einem FileReader Die Klasse File Scanner: Eingaben von der Konsole lesen Objektserialisierung Zusammenfassung 13 Entwurf von Anwendungen 13.1 Analyse und Entwurf Die Verb/Substantiv-Methode Das Beispiel: ein Kinobuchungssystem Identifizieren von Klassen CRC-Karten Szenarios 13.2 Klassenentwurf Entwurf von Klassenschnittstellen Entwurf von Benutzungsschnittstellen 13.3 Dokumentation 13.4 Kooperation 13.5 Prototyping 13.6 Softwarewachstum Das Wasserfallmodell Iterative Vorgehensmodelle 13.7 Der Einsatz von Entwurfsmustern Struktur eines Musters Dekorierer Singleton Fabrikmethode Beobachter Muster zusammengefasst 13.8 Zusammenfassung 14 Eine Fallstudie 14.1 Die Fallstudie Die Problembeschreibung 14.2 Analyse und Entwurf Identifizieren der Klassen CRC-Karten benutzen

13 Szenarios 14.3 Klassenentwurf Entwurf der Klassenschnittstellen Partnerklassen Die Rahmenimplementierung Testen Einige weitere offene Fragen 14.4 Iterative Entwicklung Entwicklungsstufen Eine erste Stufe Testen der ersten Stufe Eine spätere Stufe der Entwicklung Weitere Ideen für die Weiterentwicklung Wiederverwendung 14.5 Ein weiteres Beispiel 14.6 Ein Blick nach vorn Anhang A Arbeiten mit BlueJ-Projekten A.1 BlueJ installieren A.2 Ein Projekt öffnen A.3 Der Debugger in BlueJ A.5 BlueJ konfigurieren A.6 Auf deutsche Schnittstelle umstellen A.7 Einbinden lokaler API-Dokumentation A.8 Vorlagen für neue Klassen ändern Anhang B.1 Primitive Typen B Datentypen in Java B.2 Cast-Operator für primitive Typen B.3 Objekttypen B.4 Wrapper-Klassen B.5 Cast-Operator für Objekttypen C Operatoren C.1 Arithmetische Ausdrücke C.2 Boolesche Ausdrücke D Kontrollstrukturen in Java D.1 Kontrollstrukturen D.2 Auswahlanweisungen D.2.1 D.2.2 D.3 Schleifen D.3.1 D.3.2

14 D.3.3 D.4 Exceptions D.5 Zusicherungen E Java ohne BlueJ E.1 Java ohne BlueJ ausführen E.2 Konsolenanwendungen und die Problematik der Umlaute E.2.1 Zeichenkodierung für System.out anpassen E.2.2 Das Console-Objekt E.3 Ausführbare jar-dateien erzeugen E.4 Entwickeln ohne BlueJ F Benutzung des Debuggers F.1 Haltepunkte F.2 Die Kontrollknöpfe F.2.1 Anhalten F.2.2 Schritt über F.2.3 Schritt hinein F.2.4 Fortsetzen F.2.5 Beenden F.3 Anzeige der Variablen F.4 Die Anzeige der Aufruffolge F.5 Die Thread-Anzeige G Testwerkzeuge für Modultests mit JUnit G.1 Aktivieren der Test-Funktionalität G.2 Eine Testklasse erzeugen G.3 Eine Testmethode erzeugen G.4 Zusicherungen bei Tests G.5 Tests ausführen G.6 Testgerüste H Werkzeuge für die Teamarbeit H.1 Server-Einrichtung H.2 Teamarbeit-Funktionalität aktivieren H.3 Ein Projekt zur gemeinsamen Nutzung einrichten H.4 An einem Projekt gemeinsam arbeiten H.5 Aktualisieren und Abgeben H.6 Weitere Informationen I Javadoc I.1 Dokumentationskommentare I.1.1 Die Übersichtsbeschreibung I.1.2 Der Markierungsabschnitt I.2 Unterstützung für Javadoc in BlueJ J Quelltextkonventionen J.1 Benennung

15 J.1.1 Sprechende Namen verwenden J.1.2 Klassennamen beginnen mit einem Großbuchstaben J.1.3 Klassennamen sind Hauptwörter im Singular J.1.4 Methoden- und Variablennamen beginnen mit einem Kleinbuchstaben J.1.5 Konstanten werden in GROSSBUCHSTABEN geschrieben J.2 Layout J.2.1 Eine Stufe der Einrückung besteht aus drei Leerzeichen J.2.2 Alle Anweisungen innerhalb eines Blocks sind um eine Stufe eingerückt J.2.3 Klammern für Klassen und Methoden stehen allein auf einer Zeile J.2.4 Für alle anderen Blöcke steht die öffnende Klammer am Ende einer Zeile J.2.5 In Kontrollstrukturen immer Klammern verwenden J.2.6 Vor der öffnenden Klammer für den Block einer Kontrollstruktur steht ein Leerzeichen J.2.7 Operatoren links und rechts mit einem Leerzeichen absetzen J.2.8 Immer eine Leerzeile zwischen Methoden (und Konstruktoren) J.3 Dokumentation J.3.1 Jede Klasse wird mit einem Klassenkommentar eingeleitet J.3.2 Jede Methode hat einen Methodenkommentar J.3.3 Kommentare sind im Javadoc-Format J.4 Restriktionen bei der Sprachbenutzung J.4.1 Reihenfolge der Deklarationen: Datenfelder, Konstruktoren, Methoden J.4.2 Datenfelder dürfen nicht public deklariert werden (Ausnahme: konstante Datenfelder) J.4.3 Immer einen Zugriffsmodifikator benutzen J.4.4 Klassen einzeln importieren J.4.5 Immer einen Konstruktor deklarieren (auch wenn der Rumpf leer ist) J.4.6 Immer einen expliziten super-aufruf im Konstruktor einfügen J.4.7 Alle Datenfelder im Konstruktor initialisieren J.5 Programmiermuster J.5.1 Iteratoren für Sammlungen benutzen K Wichtige Bibliotheksklassen K.1 Das Paket java.lang K.2 Das Paket java.util K.3 Das Paket java.io K.4 Das Paket java.net K.5 Weitere wichtige Pakete Sachregister SYMBOLE A B C D E F

16 G H I J K L M N O P Q R S T U V W Z Lizenzvereinbarung Ins Internet: Weitere Infos zum Buch, Downloads, etc. Copyright

17 Copyright Daten, Texte, Design und Grafiken dieses ebooks, sowie die eventuell angebotenen ebook-zusatzdaten sind urheberrechtlich geschützt. Dieses ebook stellen wir lediglich als persönliche Einzelplatz-Lizenz zur Verfügung! Jede andere Verwendung dieses ebooks oder zugehöriger Materialien und Informationen, einschließlich der Reproduktion, der Weitergabe, des Weitervertriebs, der Platzierung im Internet, in Intranets, in Extranets, der Veränderung, des Weiterverkaufs und der Veröffentlichung bedarf der schriftlichen Genehmigung des Verlags. Insbesondere ist die Entfernung oder Änderung des vom Verlag vergebenen Passwortschutzes ausdrücklich untersagt! Bei Fragen zu diesem Thema wenden Sie sich bitte an: Zusatzdaten Möglicherweise liegt dem gedruckten Buch eine CD-ROM mit Zusatzdaten bei. Die Zurverfügungstellung dieser Daten auf unseren Websites ist eine freiwillige Leistung des Verlags. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Hinweis Dieses und viele weitere ebooks können Sie rund um die Uhr und legal auf unserer Website herunterladen: