Programmieren I. Die Programmiersprache Java. Institut für Angewandte Informatik

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1 Programmieren I Die Programmiersprache Java KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Eigenschaften von Java Java ist eine von der Firma Sun Microsystems entwickelte objektorientierte Programmiersprache. Java ist......a simple, object-oriented, distributed, interpreted, robust, secure, architectural neutral, portable, high-performance, multithreaded, and dynamic language. (Sun Microsystems) Plattformunabhängigkeit Write Once, Run Anywhere Java enthält standardmäßig eine große Anzahl von Bibliotheken, z.b. zur Grafikprogrammierung, zum Netzwerkzugriff oder zur Arbeit mit Dateien und Datenbanken. Java ist frei verfügbar. Außerdem stehen auch zahlreiche kostenfreie Entwicklungsumgebungen zur Verfügung. 2 W. Süß, T. Schlachter

3 Das Java Development Kit (JDK) Historie von Java 1991: Erste Anfänge bei Sun Microsystems, heute Oracle 1995: Vorstellung von Java auf der SUNWORLD ' : Freigabe der Version Java : Freigabe der Version Java 1.2 (Java 2) Derzeit aktuelle Version Java 1.6 (1.6 Update 23) Preview erhältlich: 1.7 Bestandteile des Java Development-Kit (JDK) Tools Java Runtime Environment (JRE) Bibliotheken (Java-Klassen) Keine (!) grafische Entwicklungsumgebung 3 W. Süß, T. Schlachter

4 Das Java Development Kit (JDK) Tools Java-Compiler javac Java-Interpreter java zum Ausführen des vom Compiler erzeugten Bytecodes appletviewer zum Ausführen von Java-Applets Weitere Programme, beispielsweise zur Erstellung von Dokumentationen und zur Erzeugung so genannter JAR-Archive Bibliotheken (Java-API - Application Programming Interface) Sammlung von Komponenten (Klassen), beispielsweise zur Entwicklung von grafischen Anwendungen, oder von Anwendungen mit Zugriff auf Dateien bzw. Ein- und Ausgabe über Tastatur und Bildschirm etc. Liste und Dokumentation unter 4 W. Süß, T. Schlachter

5 Einsatzgebiete des JDK Das JDK liegt für verschiedene Einsatzgebiete vor: Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE) Diese Standard Edition wird zur Entwicklung von Programmen für Desktop-Computer eingesetzt. Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE) Mit der Enterprise Edition werden zusätzliche Bibliotheken für verteilte Anwendungen und Web-Services angeboten Java 2 Platform, Micro Edition (J2ME) Diese Edition ist für Anwendungen gedacht, die in kleinen Geräten wie Telefonen, Handheld- Computern (PDA), etc. betrieben werden können, da diese Geräte wenig Speicher und geringe Rechenleistung besitzen. 5 W. Süß, T. Schlachter

6 Sprachkonzepte von Java Angelehnt an C/C++, aber stark vereinfacht: Kein Präprozessor Keine Pointer keine Operatoren, Mehrfachvererbung, Bewährte Konzepte anderer Sprachen wurden integriert: Exceptions: Fehlerbehandlung Garbage Collection: Automatische Speicherfreigabe Package-Konzept: Zusammenfassung von Klassen Concurrency: Nebenläufigkeit 6 W. Süß, T. Schlachter

7 Java-Programme Java-Applikationen (Anwendung, engl. Application) kann direkt auf der Betriebssystemebene gestartet werden besteht aus einer oder mehreren Klassen muss eine main-methode enthalten wird mit Hilfe des Java-Interpreters gestartet und ausgeführt werden meistens einfach als Java-Programme bezeichnet Java-Applets können in HTML-Seiten eingebunden werden (HTML = HyperText Markup Language) können durch das Programm appletviewer (Teil des JDK) oder einen WWW-Browser mit Java-Unterstützung ausgeführt werden Weitere spezialisierte Anwendungen Servlet, Portlet, Web-Service, 7 W. Süß, T. Schlachter

8 Schritte zur Erstellung eines Java-Programms Programm schreiben Programm mit Compiler javac übersetzen Bytecode mit Interpreter java ausführen Texteditor Texteditor Java-Programm Java-Programm Java Java Compiler Compiler javac javac Plattformunabhängiger Bytecode Bytecode *.java *.class Java Java Interpreter Interpreter virtuelle virtuelle Maschine Maschine für für Windows Windows Programm Programm unter unter Windows Windows ausführen ausführen Java Java Interpreter Interpreter virtuelle virtuelle Maschine Maschine für für Linux Linux Programm Programm unter unter Linux Linux ausführen ausführen Java Java Interpreter Interpreter virtuelle virtuelle Maschine Maschine für für MacOS MacOS X Programm Programm unter unter MacOS MacOS X ausführen ausführen 8 W. Süß, T. Schlachter

9 Aufbau einer Anwendung Java-Programme bestehen aus Klassen. Diese beinhalten alle Informationen, die zur Ausführung notwendig sind. Klassen umfassen Attribute (Daten) und Methoden (Funktionalität). Methoden beinhalten die Anweisungen, die ausgeführt werden sollen. Die einfachste Java- Anwendung besteht aus einer Klasse mit dem Namen der Anwendung. Diese Klasse enthält das Hauptprogramm, die main-methode Klasse Programmname... main-methode... Anweisungen... Klasse X Attribute Methoden Klasse Y Attribute Methoden Klasse Z Attribute Methoden 9 W. Süß, T. Schlachter

10 Ein einfaches Java-Programm Der Quellcode eines einfachen Java-Programms (Dateiname: Hello.java): class Hello { public static void main (String[] args) { System.out.println("Hello World"); } } Um das Programm mit Hilfe des JDK zu übersetzen und zu starten sind folgende Schritte nötig: javac Hello.java (Erzeugt die Datei Hello.class) java Hello (Startet das Programm) 10 W. Süß, T. Schlachter

11 Muss man das alles von Hand machen? 11 W. Süß, T. Schlachter

12 Java-Entwicklungsumgebungen bestehen (mindestens) aus Source-Code-Editor Übersetzer (Compiler) Werkzeugen zum automatisierten Bau (Build) von Paketen Werkzeugen zur Fehlersuche und -analyse (Debugger) helfen beim Entwickeln von Java-Programmen Schablonen für Anwendungen Ändern von Code (Refactoring) Anzeigen von Fehlermeldungen, Debugging Automatisches Vervollständigen von Code Design von grafischen Oberflächen Umsetzen von UML-Diagrammen in Code und, und, und 12 W. Süß, T. Schlachter

13 Java-Entwicklungsumgebungen gibt es wie Sand am Meer Eclipse ( NetWeaver Developer Studio (SAP) NetBeans ( MS Visual Studio JCreator JDeveloper (Oracle) JBuilder 13 W. Süß, T. Schlachter

14 Java-Entwicklungsumgebungen Wir empfehlen entweder Eclipse (3.5 oder höher) oder Netbeans (6.7 oder höher) Auswahl auf Basis von Erfahrung und/oder Einsatz im Ausbildungsbetrieb 14 W. Süß, T. Schlachter

15 Java-Entwicklungsumgebungen 15 W. Süß, T. Schlachter

16 Hausaufgabe Installation einer aktuellen IDE (z.b. Eclipse oder Netbeans) Anlegen eines neuen Projektes BA oder Programmieren Anlegen einer neuen Anwendung HelloWorld Übersetzen und Starten der Anwendung HelloWorld 16 W. Süß, T. Schlachter