3. Anatomie eines imperativen Java- Programms

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1 3. Anatomie eines imperativen Java- Programms 3.1 Algorithmus und Pseudocode 3.2 Java-Implementierung 3.3 Organisation von Java-Programmen 3.4 Dokumentation und Konventionen 3.5 Ein Programm in PASCAL

2 ( Beispielalgorithmus Primzahlbestimmung Aufgabe: Bestimme alle Primzahlen max Algorithmus: 2 ist Primzahl. Prüfe alle [ungeraden] Zahlen i = 3,5, max : ( Für alle Primzahlen j < i : prüfe ob i durch j < i teilbar, wenn ja dann ist i keine Primzahl und mache mit nächstem i weiter ) wenn i durch kein j teilbar merke i als Primzahl. Gib alle gemerkten Primzahlen aus. Wie "merkt" man sich die gefunden Primzahlen? Details hängen (teilweise) von Programmiersprache ab. i N n eindeutig als Produkt von Primzahlen darstellbar. ) hs / fub - alp2-03 2

3 Konkretisierung "Pseudocode"-Sprache: Befehle: <variable> = <ausdruck> for i=n..m mit n,m natürliche Zahlen while (<condition> ) {P if (<condition>) {P1 else {P2 output(<number>) Datenstruktur "Feld": benannte endliche Folge gleichartiger Variablen, z.b. für ganze Zahlen boolean: boolean array [1..k] <name> mit Adressierung der i-ten Variable durch <name> [i] hs / fub - alp2-03 3

4 Algorithmus im Pseudocode boolean array [1..max] isprime; //Vereinbarung isprime[2] = true; i=3; while i < max { // pruefe ob i prim for j = 3..(i DIV 2) { if isprime[j] &&(i MOD j) = 0 {isprime[i]=false; goto increment isprime [i]=true; increment: i=i+2 for i=2..max { if isprime[i]{output(i); Prim-Test: sobald ein Teiler von i gefunden, weiter mit i+2 hs / fub - alp2-03 4

5 Pseudocode boolean array [1..max] isprime; isprime[2] = true; i=3; while i < max { int i, max; boolean hasnofactor max = kbdinput.readint(); boolean[] isprime = new boolean[max + 1]; isprime[2]=true; i = 3; while (i <= max) { hasnofactor = true; for j = 3..(i DIV 2) { if(isprime[j]&&(i MOD j)) = 0 {isprime[i]=false; goto increment isprime [i]=true; increment: i=i+2 for i=2..max { if isprime[i]{output(i); for (int j = 3; j <= i/2; j++) if (isprime[j] && (i % j) == 0){ hasnofactor = false; break; if (hasnofactor){ isprime[i] = true; i=i+2; Java-Code hs / fub - alp2-03 5

6 Codierung in Java int i, max; boolean hasnofactor max = kbdinput.readint(); boolean[] isprime = new boolean[max + 1]; isprime[2]=true; i = 3; while (i <= max) { hasnofactor = true; for (int j = 3; j <= i/2; j++) if (isprime[j] && (i % j) == 0) { hasnofactor = false; break; if (hasnofactor){ isprime[i] = true; i=i+2; Beachte: kein goto <marke> Wesentliche Merkmale: Variablen müssen mit Typ vereinbart werden Felder müssen entsprechend ihrer Größe erzeugt werden. Anweisungen werden mit ';' abgeschlossen. for-schleife mit Anfangswert, Maximalwert und Inkrement. und sonst MOD : % { kann entfallen, wenn nur ein Befehl hs / fub - alp2-03 6

7 Klassen (statisch) Java-Klassen enthalten Vereinbarungen von Variablen und Methoden, vorläufig mit static Attribut. class Myclass { static int myvariable; static int mymethod(int param1, int param2){... public static void main(string [] args ) { hs / fub - alp2-03 7

8 Klassen und Methode main Vorläufig dienen Klassen nur als syntaktische Klammer für ein Programm Ein (statisches) Java-Programm ist eine Klasse mit als static gekennzeichneten Vereinbarungen von Methoden und Daten (Variablen) und der ausgezeichneten Methode public static void main (<optionale Eingabeparameter>){... <Code>... static ~ muss nicht während Programmausführung (=dynamisch) erzeugt werden. Typ des Rückgabewertes der Methode. Wenn keine Rückgabe: void hs / fub - alp2-03 8

9 class Primes { public static void main(string[] args) { int i, max, numberofprimes = 1; max = kbdinput.readint(); boolean[] isprime = new boolean[max + 1]; isprime[2]=true; i = 3; while (i <= max) {... for (i = 2; i <= max; i++){ if (isprime[i]) {System.out.print(i + ", "); Hier: nur eine Methode (main). public ~ darf von jedem ausgeführt werden. Ausgabe: System.out.print( ) hs / fub - alp2-03 9

10 Java Programmorganisation import java.util.*; import SimpleIO.kbdInput; class Primes{... Klassen können zu Paketen (package) zusammengefasst werden benötigte Pakete oder einzelne Klassen werden importiert Java besitzt eine äußerst reichhaltige Klassenbibliothek (siehe hs / fub - alp

11 Ein einfaches Paket package SimpleIO; import java.io.bufferedreader;... Pakete sind benannt Importe aus der Java-Standard- Bibliothek public class kbdinput {... Eine Klasse des Pakets SimpleIO public static int readint(string prompt){ Eine Methode der Klasse KeyboardInput (kbdinput) Das Paket SimpleIO steht auf der Webseite (Software) zur Verfügung. hs / fub - alp

12 Kommentare und Dokumentation class Primes { /** * Imperative Programm in Java: * Algorithmus zur Bestimmung der Primzahlen bis max. HS 0.1 */ public static void main(string[] args) // hier beginnt es {... Java kennt drei Arten von Kommentaren: 1. einzeiliger Kommentar: alles nach bis Zeilenende // 2. Mehrzeiliger Kommentar: zwischen /* und */ 3. Dokumentationskommentar zwischen /** und */ hs / fub - alp

13 Dokumentation Klassen und ihre Methoden werden mit den Dokumentationskommentare in html-seiten umgewandelt (Werkzeugprogramm: javadoc) Dokumentationskommentare stehen vor dem Objekt, das sie leitet ein Dokumentationsmakro ein, das von javadoc gesondert behandelt @param: Beschreibung von Beschreibung des Ergebnis und viele mehr. hs / fub - alp

14 Beispiel Dokumentationskommentar mit HTML-Code /** * This class represents an Internet Protocol (IP) address. * <p> * Applications should use the methods <code>getlocalhost</code>, * <code>getbyname</code>, or <code>getallbyname</code> to * create a new <code>inetaddress</code> instance. Chris Warth 1.42, 02/23/97 java.net.inetaddress#getallbyname(java.lang.string) java.net.inetaddress#getbyname(java.lang.string) JDK1.0 */ siehe auch hs / fub - alp

15 Kodierkonventionen Zentrale Forderung: Übersichtlichkeit des Codes Namensgebung - Klassenbezeichner beginnt mit Großbuchstabe(*) Primes eine Klasse pro Datei (im Allgem.), <Klassenname>.java - Methodennamen mit Kleinbuchstaben pruefen (Achtung: Java unterscheident Groß / Kleinschreibung) - Variablenbezeichner: klein, max - Konstanten: nur Großbuchstaben. MAX - Zusammengesetzte Bezeichner: Wortanfänge groß isprime - Sprechende Namen verwenden! nicht: isp - Englische / deutsche Bezeichner: Geschmacksache (*) kbdinput und fileinput aus SimpleIO halten sich nicht an die Konventionen :( hs / fub - alp

16 Kodierkonventionen Anweisungen, Ausdrücke - pro Zeile eine Anweisung arg1 = arg0++; - Klammerung von Anweisungen etc: <Schlüsselwort> { <eingerückte Anweisungen auf mehreren Zeilen> if (arg > max) { arg--; Log.error("arg=", arg); Geschweifte Klammern in else { Fallunterscheidungen, Schleifen etc arg = arg0; immer setzen, auch wenn nicht zwingend hs / fub - alp

17 Kodierkonventionen Entwicklungsumgebungen Sind hilfreich bei der Einhaltung von Formatierkonventionen In dieser Veranstaltung: Undogmatische Codierung, stilvolle Anwendung von Konventionen, aber unverzichtbar: - Einrückungen - Bezeichnerregeln siehe auch hs / fub - alp

18 Zum Vergleich: die imperative Sprache PASCAL program eratosthenes; const max = 10000; var a : array[1..max] of boolean; procedure eratos; var i,j : longint; begin a[1]:=false; for i:=2 to max do a[i]:=true; for i:=2 to max div 2 do if a[i] then for j:=2 to max div i do a[i*j]:=false; writeln; {Ausgabe... end; Kommentarbegrenzer Kleinere syntaktische Unterschiede (bei imperativem Programmierstil) Variablen müssen vorab vereinbart werden begin end statt { Syntax for / while unterscheidet sich Nicht objektorientiert begin write('calculating the Prime Numbers from 1 to ',max,'...'); eratos; end. hs / fub - alp

19 Warnung Java ist eine objektorientierte Programmiersprache, in der man auch imperative programmieren kann. Programm für dieses Semester: Imperative Programmierung mit Java Programmiermethodik (imperativ) Einführung in die objektorientierte Programmierung hs / fub - alp