Algorithmen und Datenstrukturen II

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1 Algorithmen und Datenstrukturen II in JAVA D. Rösner Institut für Wissens- und Sprachverarbeitung Fakultät für Informatik Otto-von-Guericke Universität Magdeburg Sommer 2009, 31. März 2009, c 2009 D.Rösner D. Rösner AuD II

2 Gliederung 1 D. Rösner AuD II

3 Steilkurs historisch: erste Version ca verfügbar als Sprache für verschiedenste Geräte konzipiert Eigenschaften: Portabilität Plattformunabhängigkeit Objektorientierung Wiederverwendbarkeit D. Rösner AuD II

4 Steilkurs JAVA ist streng getypte Sprache der Typ der für eine Variable zulässigen Werte muss vor erster Benutzung der Variable deklariert sein ebenso: der Typ zulässiger Werte von Parametern von ebenso: der Typ der möglichen Rückgabewerte (oder void, falls kein Rückgabewert) D. Rösner AuD II

5 Steilkurs einige elementare Typen: int ganze Zahlen (e: 2-7 ) float Gleitkommazahlen (e: ) boolean Wahrheitswerte (true false) D. Rösner AuD II

6 Steilkurs Bausteine von Algorithmen in imperativen Sprachen: Sequenz bedingte Anweisung Zuweisung (assignment) im funktionalen Stil (oder Paradigma): Definition von Funktionen Funktionsaufrufe D. Rösner AuD II

7 Steilkurs skonstrukte: for Syntax: for ([<initialization>]; [<condition>]; [<increment>]) <body_statement> im Initialisierungs-Abschnitt ( <initialization>) kann eine Indexvariable deklariert werden, die nur im Bereich des for-loop existiert z.b. for (int counter = 0; <condition>; <increment>) im Bedingungsabschnitt ( <condition>) wird angegeben, bei welcher Bedingung die erneut durchgeführt wird (sog. repeat(while) Bedingung) D. Rösner AuD II

8 Steilkurs skonstrukte: for cont. solange diese Bedingung am Beginn einer möglichen neuen erfüllt, wird der Körper ausgeführt; sobald <condition> false wird, wird der for-loop verlassen im Inkrementierungsabschnitt ( <increment>) kann angegeben werden, welcher Code am Ende der Durchführung des Körpers auszuführen ist, bevor erneut <condition> getestet wird; oft ist dies ein Befehl zum Inkrementieren eines Zählers D. Rösner AuD II

9 Steilkurs skonstrukte: while Syntax: while (<boolean-expression>) <loop-body-statement> vor Beginn jeder wird die Bedingung geprüft; der Körper wird nur ausgeführt, wenn die Bedingung erfüllt D. Rösner AuD II

10 Steilkurs skonstrukte: do-while Syntax: do <loop-body-statement> while (<boolean-expression>) nach jeder wird die Bedingung geprüft, die wird beendet, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist D. Rösner AuD II

11 Steilkurs von : : Kombination von Daten (Instanz- bzw. Klassenvariable) und von zur Verarbeitung und Kommunikation dieser Daten Unterscheidung zwischen Klassen und Instanzen D. Rösner AuD II

12 Steilkurs Syntax einer Klassendefinition: [<class_modifiers>] class <class_name> [extends <superclass_name>] [implements <interface_1>, <interface_2>,...] { // Definition von Klassenmethoden // und Instanzvariablen } Bemerkungen: [.. ] optionale <.. > Bezeichner //.. Kommentar D. Rösner AuD II

13 Steilkurs Kreieren von Instanzen Mit Operator new : Kreieren einer Instanz einer angegebenen Klasse und Rückgabe einer Referenz (Adresse) auf dieses Objekt meist in Zuweisung verwendet: [<class>] <var_name> = new <class>([par, par,...]); : für Klasse Point Point mypoint;... mypoint = new Point(3, 6); oder Point mypoint = new Point(3, 6); D. Rösner AuD II

14 Steilkurs Aufruf von new bewirkt: dynamische Zuweisung von Speicher an neues Objekt Belegen aller Instanzvariablen mit vorgegebenen Defaultwerten: null für Variable für 0 für alle Basistypen ausser boolean false für boolean Aufruf des Konstruktors für das neue Objekt mit den angegebenen Parametern nach Rückkehr des Konstruktors gibt new Referenz auf das neue Objekt zurück D. Rösner AuD II

15 Steilkurs in JAVA entsprechen Funktionen und Prozeduren in anderen Hochsprachen definition umfasst Signatur: Name und Parameter der Methode Body (Körper): der eigentliche Code Syntax: [<method_modifiers>] <return_type> <method_name> ([<params>]) { // koerper } D. Rösner AuD II

16 Steilkurs cont. Dabei: <params> ist komma-separierte Liste von Parameter-Deklarationen <param_type> <param_name> [, <param_type> <param_name> [,...]] falls kein Wert zurückgegeben wird (m.a.w. Prozedur): void als <return_type> es kann nur ein Wert zurückgegeben werden falls mehrere Werte zurückgegeben werden müssen, sollten diese in ein zusammengesetztes Objekt vereinigt werden D. Rösner AuD II

17 Steilkurs Konstruktor-: mit Konstruktoren wird die Initialisierung eines neu kreierten Objekts durchgeführt Syntax zur Konstruktor-Definition: [<constructor_modifiers>] <constructor_name> ([<params>]){ // Koerper } Name des Konstruktors muss Name der Klasse sein, die instanziiert wird mehrere gleichnamige Konstruktoren möglich, sofern Signaturen verschieden Aufruf von Konstruktor- mit new D. Rösner AuD II

18 Steilkurs Die Methode main erforderlich für Klassen, die einzeln ausgeführt werden sollen Syntax: public static void main (String[] args){ // Koerper der main-methode } in dem String-Array args sind die als Kommandozeilen-Argumente gegebenen Eingabewerte enthalten (als Strings) wenn diese Werte in einem anderen Basistyps benötigt, muss der jeweilige String entsprechend umgewandelt werden D. Rösner AuD II : Umwandlung in eine ganze Zahl 23

19 Steilkurs : Fakultätsfunktion in class Fak { public static void main(string[] args) { long result; int arg = Integer.parseInt(args[0]); if (arg < 0) System.out.println("Fak called with non-accepted negative argument " + arg + "!"); else { System.out.println("Fak called with argument: " + arg); //Display the argument. result = fact (arg); if (result < 0) System.out.println("CAUTION: result out of range!"); System.out.println("Result: " + result); } } D. Rösner AuD II

20 Steilkurs : Fakultätsfunktion in } static long fact(int arg){ if (arg == 0) return 1; else return (arg * fact ( arg - 1)); } D. Rösner AuD II

21 Steilkurs : Verwendung der Fakultätsfunktion in C:\Daten\roesner\java>java Fak 5 Fak called with argument: 5 Result: 120 C:\Daten\roesner\java>java Fak 10 Fak called with argument: 10 Result: C:\Daten\roesner\java>java Fak 20 Fak called with argument: 20 Result: C:\Daten\roesner\java>java Fak 30 Fak called with argument: 30 CAUTION: result out of range! Result: C:\Daten\roesner\java> D. Rösner AuD II

22 Steilkurs Vorgehen bei der Programmentwicklung: Erstellen des -Code in einem Texteditor (Dateiendung.java) Compilieren mit javac aus.java-datei wird sofern keine Fehler auftreten.class-datei diese wird ausgeführt mit java alternativ: Nutzung einer Entwicklungsumgebung wie Eclipse (s. Vorlesung Programmierung ) D. Rösner AuD II

23 Literatur: I Michael T. Goodrich and Roberto Tamassia. Data Structures and Algorithms in. John Wiley & Sons, New York, ISBN ; 2nd edition. Gunter Saake and Kai-Uwe Sattler. Algorithmen und Datenstrukturen Eine mit. dpunkt.verlag, Heidelberg, ISBN D. Rösner AuD II