Softwareentwicklung Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten

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1 Mag. iur. Dr. techn. Michael Sonntag Softwareentwicklung Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten Institut für Informationsverarbeitung und Mikroprozessortechnik (FIM) Johannes Kepler Universität Linz, Österreich Michael Sonntag 2004

2 ??? Fragen? Bitte gleich stellen!??? Michael Sonntag 2004

3 Java Allgemeines Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 3

4 Vom Programm zum Maschinencode Ein Programm ist für einen Menschen gut lesbar, für einen Computer aber nicht ideal: Übersetzung in ein "besseres" Format: Maschinensprache Dies bedeutet aber auch, dass das übersetzte Programm dann nur mehr auf diesem Rechner(typ) ausführbar ist! Lösung: Übersetzen in Zwischensprache (Java: "Bytecode"), diese wird bei der Ausführung dann interpretiert Neuere Ablaufumgebungen führen für Teile teilweise (und trickreich) Compilierungen durch, um die Geschwindigkeit zu vergrößern Fertige Bausteine werden bei der Laufzeit einfach geladen Bibliotheken, z. B. Datei - Ein-/Ausgabe, Stringfunktionen, etc. Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 4

5 Bearbeitungsvorgang: Vom Problem zur Ausführung Problemanalyse & Spezifikation Bytecode.class java Maschinencode Lösungsidee & Algorithmus Ausführung Programm.java javac Mensch Compiler Lader Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 5

6 Java-Programme: Allgemeines Groß-/Kleinschreibung ist wichtig; muss beachtet werden while, While, while und WHILE sind verschiedene Dinge! Einrückungen sind für das Programm egal Für den Leser aber nicht, daher unbedingt korrekt durchführen Der Computer ist genau: Immer exakt arbeiten! Ein Hochkomma ist etwas anderes als ein Anführungszeichen " {, [, (, ], }, ) besitzen verschiedene Bedeutungen» Der Computer nimmt sie beim Wort! Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 6

7 Java Programmaufbau, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 7

8 Struktur eines Java-Programms public class Hello { } Name der Klasse; muss identisch zu Dateinamen sein Hauptprogramm; dieser Block wird ausgeführt public static void main(string[] args) { Programmbeginn Jede Anweisung System.out.println("Hello World\n"); (=statement) muss mit } Programmende Strichpunkt enden Ergebnis: Ausgabe des Textes Hello World sowie eines Zeilenumbruchs Hello.java Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 8

9 Kommentare in Java Block-Kommentare: /* */ Alles dazwischen wird ignoriert» Inklusive /*, also keine Schachtelung möglich! Zeilenende-Kommentare: // Alles bis zum nächsten Zeilenumbruch wird ignoriert Keine Bedeutung innerhalb von /* */ /* und */ haben keine Bedeutung nach // Wo kommentieren: Überall, wo Zustand, Tätigkeit oder Grund nicht von vornherein sofort absolut eindeutig klar sind! Sowie: Allgemeine Beschreibung (siehe JavaDoc später!) Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 9

10 Datentypen in Java Datentypen definieren den Wertebereich und die verfügbaren Operationen darauf Jede Variable, Parameter, etc. besitzt in Java einen genau bestimmten Datentyp Dieser lässt sich zur Laufzeit niemals ändern Polymorphie (siehe später) lässt die Referenz unberührt! Bereits bei der Compilierung wird überprüft, ob der Wert korrekt ist (Konstanten) eine Zuweisung tatsächlich durchgeführt werden kann (Ausdruck) Dies wird statische Typprüfung genannt Nicht überprüfbar: Über-/Unterlauf Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 10

11 Datentypen in Java Ganze Zahlen byte: 8 Bit short: 16 Bit int: 32 Bit long: 64 Bit Wertebereiche sind jeweils inklusive der Endwerte In der Regel wird mit int gearbeitet (schnellste Berechnung) Über-/Unterlauf: Dies wird ignoriert Keinerlei Fehlermeldung Ergebnis kann seltsam sein, z. B. falsches Vorzeichen» Siehe Zweierkomplement: Dieses wird für die Berechnung verwendet! Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 11

12 Datentypen in Java Ganze Zahlen - Beispiele byte b; byte b2=-128; byte b3=+128; // FEHLER! Außerhalb des Wertebereichs! short s=+128; short s2=128;// Wie vorige Zeile int i=s2; Wertvergrößerung ist immer erfolgreich und korrekt möglich! byte short int long long l= ; MinMax.java Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 12

13 Datentypen in Java Zeichen und Strings char: Zeichen (16 Bit Unicode) Es lassen sich praktisch alle Schriften der Welt darstellen Auch der Quellcode ist Unicode, daher können in Strings alle beliebigen Zeichen verwendet werden» Sofern der Editor dies unterstützt! Unicode: Konstanten: Unter geraden Hochkomma '' Beispiele: 'a', 'Z', '3' String: Eigentlich kein Datentyp sondern eine Klasse Wird später gesondert behandelt, da sehr wichtig Wichtig aber für Konstanten und Initialisierung, daher schon hier Konstanten: Unter Anführungszeichen Beispiele: "Test", "Softwareentwicklung" Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 13

14 Datentypen in Java Sonderkonstanten Manche besondere Zeichen können nicht direkt in Konstanten eingebaut werden Z. B. Zeilenumbruch, nicht-druckbare Zeichen bei Verwendung von Unicode ohne Editor-Unterstützung Hierzu dienen "Escape-Sequences" Vollständige Liste (für Zeichen und Strings): \b (Backspace), \t (Tabulator), \n (Zeilenvorschub), \r (Wagenrücklauf), \f (Seitenvorschub), \" (Anführungszeichen), \' (Hochkomma), \\ (Rückstrich) Zeichen: '\u????' Fragezeichen sind durch Hexadezimal-ziffern zu ersetzen, die den Unicode-Code des gewünschten Zeichens angeben Oktalcode: \??? (von 000 bis 377) Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 14

15 Datentypen in Java Boolean und Gleitkomma boolean: Wahrheitswert Werte: "true" und "false" (0, 1, -1, sind nicht erlaubt!) Beispiel: boolean currentlyteaching=false; float: Fließkommawert Wertebereich: ca. 1.4E E38 (optional "f": Kennzeichen) Beispiele: E+0, 7e3, E-3f double: Langer Fließkommawert Wertebereich: ca. 4.9E E308 (optional "d": Kennzeichen) Beispiele: E+0D, e-3, 129E127 Fließkommawerte/-arithmetik entspricht IEEE Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 15

16 Variablen in Java Variablen müssen vor Verwendung deklariert werden Dies kann praktisch überall erfolgen Sollte aber immer nur am Beginn eines Blockes erfolgen!» Lesbarkeit! Namen: Frei wählbar Beliebig lange Folge von Unicode-Buchstaben und -Ziffern» Beginn mit einem Buchstaben (inkl. A-Z, a-z, _, $)» Sonstige Unicode-Buchstaben auch erlaubt Vorsicht: Gleiches Aussehen, aber andere Nummer = andere Variable! Keine doppelten Namen erlaubt» Außer: Verschiedene Tiefe (siehe später unter "Blöcke") Schlüsselwörter sind nicht erlaubt (z. B. "if", "while", ), ebensowenig wie "true", "false" und "null" Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 16

17 Variablen in Java Beispiele und Konventionen Beispiele: Falsch: int j=57; int 3faches=57; (Anfangsbuchstabe) char nextchar='3'; char c='a'; char c='c'; (Doppelt) bufferfull=true; boolean goto=false; (Schlüsselwort) Schlecht: Konventionen: int Variable_drei=2; Beginnt mit Kleinbuchstaben Zusammengesetzte Worte: Neues Wort beginnt groß Substantive oder Zusammensetzungen verwenden, ev. Adjektive Nicht zu kurz, nicht zu lang» Lokale Variablen (z. B. Schleifen) kurz Noch notwendig: Alle globalen Variablen müssen "static" sein Siehe später unter Objektorientierung! Beispiel: static int j=57; Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 17

18 Konstanten in Java Gleich wie Variablen, aber mit Präfix Durch das Schlüsselwort "final" wird gekennzeichnet, daß eine Variable nicht mehr verändert werden darf Der Compiler prüft dies; eine Zuweisung darauf kann dann gar nicht mehr erfolgen (Fehlermeldung beim compilieren!) In der Regel zusätzlich noch als "static" deklariert Wird später bei Klassen behandelt Zu unterscheiden von konstanten Ausdrücken: Beispiel: 3, 7.56e12, 0x3fff, Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 18

19 Konstanten in Java Beispiele und Konventionen Beispiele: final static int MAX_VALUE=100; final byte CREDENTIAL_ACCEPTED=0; final byte CREDENTIAL_REJECTED=1; final byte CREDENTIAL_UNDECIDED=2; Konventionen: Lauter Großbuchstaben Zusammengesetzte Worte: Neues Wort mit '_' trennen Substantive oder Zusammensetzungen verwenden, ev. Adjektive Eher länger Gruppen zusammengehöriger Konstanten (Alternativ-Werte) sollten einen gemeinsamen Anfang besitzen Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 19

20 Java Einrückung Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 20

21 Einrückung Einrückung ist für den Computer egal - Sie wird ignoriert Einrückung ist für den Programmierer essentiell Weder er noch andere können das Programm sonst lesen Einrückungen "müssen" IMMER mit den Blöcken korrespondieren!»if(val<0)» dosomehting(); Sehr schwerer Fehler: Ausrücken!» dosomethingother(); Es existieren 4 Grund-Muster (siehe nächste Folie) Welches gewählt wird, hängt ab von» Geschmack des Programmierers» Verwendeten Tools (z. B. Editor)» Firmen-Richtlinien Aber immer konsistent bleiben! Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 21

22 Einrückung 4 Grundformen Die beiden linken Formen (1 + 2) sind gebräuchlicher Und meiner Meinung nach besser geeignet! Beide untereinander gleich if ( ) { doit(); } 1 if ( ) { doit(); } 3 Variante 2 ist die "offizielle" Java Empfehlung Suchen Sie sich aus, was Ihnen besser gefällt. Dann bleiben Sie konsistent dabei! if ( ) { doit(); } 2 if ( ) { doit(); } 4 Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 22

23 Einrückung Was? Wie? Wie tief? 2-4 Zeichen oder 1 Tabulator Was soll man Einrücken? Jeden Block (= { })» Ebenso: Inhalt von Klassen, Methoden Alles Anweisungen im inneren von if, while, do, switch, for, try, synchronized, static Nicht einrücken: Variablen-Deklaration Kommentare Sondereinrückung: Fortsetzungszeilen Viel stärker: Optisch "passend" oder >=doppelter normaler Tiefe Beispiel:» if (a&&b c&&d» e&&f g&&h) Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 23

24 Ein- / Ausgabe "Kürzest-" Fassung Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 24

25 Ein- / Ausgabe Ausgeben Wiederholung: Siehe schon oben! Verwenden der Klasse PrintWriter System.out: Normale Programmausgabe System.err: Ausgabe von Programmfehlern Methoden: "print( );": Für alle Datentypen (Ausgabe) "println( );": Für alle Datentype (Ausgabe + neue Zeile) "println();": Zeilenumbruch alleine Länge eines Strings feststellen String str; int len=str.length(); An die Zeichenkonstanten denken! \r, \n, \t, \\,... Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 25

26 Ein- / Ausgabe Einlesen Zeilenweise einlesen: BufferedReader verwenden» BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader( System.in)); Fehlerüberprüfung "ausschalten"» Beim Hauptprogramm anfügen "throws IOException" "public static void main(string[] args) throws IOException" Zeile einlesen: String zeile=in.readline(); Aufteilung in einzelne Werte: Siehe Kapitel über Strings!» Derzeit: Immer nur ein Wert pro Zeile Einzelne Zeichen lesen: "read();": liefert einen int zurück» -1 falls nichts mehr zu lesen (Dateiende)» Sonst: Typecast auf char Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 26

27 Ein- / Ausgabe String in Zahlen umwandeln ".parse" Datentyp-Name mit Großbuchstaben "(" String ")" Dies sind eigentlich Klassen; siehe später! Beispiel: String s="13";byte b=byte.parsebyte(s); Gibt es für: Byte, Short, Long, Float, Double» Integer ist Sonderfall: "Integer.parseInt(s);" Kommt gegenüber Variable hinzu! Fehlerüberprüfung "ausschalten" Beim Hauptprogramm anfügen "throws NumberFormatException"» public static void main(string[] args) throws NumberFormatException» Gemeinsam mit zeilenweisem einlesen: "throws IOException, NumberFormatException" oder einfach für alle Fehler: "throws Exception" InOut.java Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 27

28 Java Sprachdefinition Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 28

29 Java-Sprachdefinition Die Programmiersprache Java ist exakt definiert: Sowohl Syntax als auch Semantik sind genau festgelegt Dies ermöglicht es, daß auch andere Firmen als Sun Compiler und VM herstellen können! Für Programmierer: Bei Detailfragen einfach nachschauen! Java_Language_Grammar.htm Entnommen aus der Online Version von Gosling, Joy, Steele, Bracha: The Java Language Specification. Online unter Michael Sonntag Java allgemein, Kommentare, Datentypen, Variablen, Konstanten 29

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