Einführung in Java. Ausgewählte Quellen zu Java

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1 Einführung in Java Wesentliche Eigenschaften und Merkmale der Programmiersprache Java Prof. Dr. Stefan Böttcher Universität Paderborn im Rahmen der Vorlesung: Webbasierte Informationssysteme SS 2004 Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/1 Ausgewählte Quellen zu Java Java gibt es kostenlos von Sun unter Online-Dokumentation zu Java ebenfalls unter empfohlenes Einführungsbuch zu Java: Bell / Parr: Java für Studenten, Pearson (es tut aber auch fast jedes andere Einführungsbuch zu Java) Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/2 1

2 Anforderungen aus dem Software-Engineering (1) Praktischer Einsatz von Software : portabel auf andere Betriebssysteme/... korrekt / fehlerfrei ( z.b. keine Speicherfehler ) robust Ausnahme-Behandlung am Ort sicher Vor Java keine durchgängige Technologie dafür Usability-Anforderungen : effizient leicht verständlich Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/3 Anforderungen aus dem Software-Engineering (2) Ziel: wirtschaftliche Software-Entwicklung wiederverwendbar wartbar in verschiedenen Anwendungen anpaßbar z.b. an Sprachen, Geräte,... erweiterbar z.b. um zusätzliche Funktionalität lesbar im Team entwickelbar Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/4 2

3 Anforderungen durch das Internet (1) WWW-Zugriff, Unterstützung von URLs Zugriff auf entfernte Rechner, HTTP-Unterstützung Client-/Server-Anwendungen Flexible Programmierung von Clients (durch Applets) Sicherheitsstandards für Applets (Sandbox) Unterschiedliche Grade von Vertrauenswürdigkeit Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/5 Anforderungen durch das Internet (2) Client-/Server-Anwendungen Interaktive Anwendungen und Sitzungen (Session-Konzept) verteilbare Anwendungen Transparenz des Ortes (entfernter Methoden-Aufruf) Flexible Lastverteilung zwischen Client und Server Effiziente Programmierung von Servern Sicherheit für den Server Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/6 3

4 Java-Applikationen (Programme) ( = eigenständig, ohne einen Browser ausführbare Programme ) class Kunde public static void main( String[ ] args ) String ausgabe = Herzlich willkommen in unserem Internet-Shop ; System.out.println( ausgabe ); //... weitere Anweisungen Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/7 Programme übersetzen und ausführen Kunde.java Java-Programm Java-Compiler Kunde.class Java-Byte-Code Eingabe Byte-Code-Interpreter beliebige Zielmaschine Ausgabe Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/8 4

5 Programme übersetzen und ausführen Bei Java-Programmen in der DOS-Box: C:\java> javac Kunde.java erzeugt Kunde.class erfordert, dass der Java-Compiler im Pfad PATH enthalten ist, z.b. durch C:\java> SET PATH = C:\j2sdk1.4.0_01\bin C:\java> java Kunde startet Kunde.class erfordert, dass die Java-Bibliothek(en) und das aktuelle Verzeichnis im Klassenpfad CLASSPATH enthalten sind, z.b. durch C:\java> SET CLASSPATH =.;C:\j2sdk1.4.0_01\lib\dt.jar;C:\j2sdk1.4.0_01\lib\tools.jar Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/9 Portabilität von Java Einheitliche virtuelle Maschine (Interpreter) für alle Zielmaschinen ( statt Maschinen-Code ) Einheitliche Datentypen (anders als in C/C++), z.b. immer 32 Bit für Integerzahlen (int) ==> Portabilität: Byte-Code: Betriebssystem-übergreifend lauffähige Programme Write once run everywhere Applets sind über das Internet in jeden Java-fähigen Browser ladbar. Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/10 5

6 Elementare Datentypen in Java Für ganze Zahlen: - byte 8 Bit -128,..., 0,..., 128 Initialwert: 0 - short 16 Bit ,..., 0,..., Initialwert: 0 - int 32 Bit -2 31,..., 0,..., Initialwert: 0 - long 64 Bit -2 63,..., 0,..., (über ) Initialwert: 0 Für Kommazahlen: - float 32 Bit (über ) Initialwert: double 64 Bit (über ) Initialwert: 0.0 Für logische Werte - boolean false, true Für Zeichen - char 16 Bit Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/11 Internationalität von Java Internationaler Zeichensatz Unicode statt Bytes für Zeichen inklusive Umlaute: deutsche, skandinavische,..., japanische, chinesische Sonderzeichen,... C/C++ 8 Bit ==> 256 Zeichen Java 16 Bit ==> verbraucht doppelt soviel Speicherplatz, aber bietet 256 mal soviele Zeichen zur Auswahl Lokale Umgebungen (landesspezifisch) ==> Portabilität von Anwendungen in andere Staaten/Sprachen Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/12 6

7 Operatoren in Java Rechenoperatoren: +, -, *, /,... Vergleichsoperatoren: <, >, ==,!=, >=, <= logische Operatoren: && (und), (oder),! (nicht) Zuweisungsoperatoren: =, +=,... z.b. x+=4 Kurzform für x=x+4 Typumwandlung, z.b. x = ( int ) 3.14 ; und ein paar weitere Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/13 Kontrollstrukturen in Java if ( Bedingung ) Anweisung1 ;... ; AnweisungN ; else Anweisung ;... for ( InitialisierungsAnweisung ; Bedingung ; SchrittAnweisung ) Anweisung ;... while ( Bedingung ) Anweisung ;... do Anweisung ;... while ( Bedingung ) ; und ein paar weitere ( switch, break, continue, return ) Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/14 7

8 try-anweisung und Ausnahmen try // Anweisungen, die (höchstens) 1x ausgeführt werden. // Falls eine Ausnahme auftritt // (Division durch 0, Datei (Datenbank,Klasse) nicht da,...), // wird der try-block vorzeigt beendet: Sprung zu catch catch ( Exception e ) // fange Ausnahme auf System.out.println( e.message() ) ; // Ausnahme ausgeben Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/15 Funktionen in Java public static void main( String[ ] args ) // Anweisungen der Funktion ähnlich wie in anderen Sprachen (z.b. C/C++) können ohne (void) oder mit Ergebnis (int/double/...) arbeiten 2 Arten: normale Funktionen (static) und Methoden (nicht static) Wo eine Anweisung stehen darf, darf auch ein Funktionsaufruf stehen. Wo ein Wert stehen darf, darf auch F.-Aufruf mit Ergebnis stehen. Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/16 8

9 Alles Klasse jede Funktionen steht in einer Klasse Klassen bieten diese Funktionen an (liefern eine Implementierung) jede Variable ist in einer Funktion oder einer Klasse definiert ( es gibt keine globalen Variablen, Klassen verstecken Variablen ) class Kasse int geld_in_der_kasse ; void bezahlen( int betrag ) // Implementierung der Funktion(Methode) bezahlen... // weitere Variablen und Methoden Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/17 Objekte von jeder Klasse kann man Objekte definieren.... Kasse meinekasse ; // 1. Kassenobjekt meinekasse. geld_in_der_kasse = 1000 ; // Variable zugreifen meinekasse. bezahlen( 500 ) ; // Funktion aufrufen Kasse meinekasse2 ; // 2. Kassenobjekt meinekasse2. geld_in_der_kasse = 2000 ; // Variablenzugriff meinekasse2. bezahlen( 600 ) ; // Funktionsaufruf Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/18 9

10 Strings in Java Vordefinierte Klasse String String s1 = abc ; String s2 = s1 + def ; // Strings s1 und def aneinanderhängen s2 += ghi ; // an s2 hinten ghi anhängen System.out.println( s2 ) ; // String s2 ausgeben String s3 = s2.substring( 2, 4 ) ; // Teilstring herausholen Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/19 Übung: Java-Programm schreiben Schreiben Sie ein Java-Programm Willkommen.java, das Ihren Namen ausgibt. Übersetzen Sie es ( mit javac Willkommen.java ) und führen Sie es in der DOS-Box aus ( mit java Willkommen ). Ungefähr so sieht es aus, wenn es geklappt hat. Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/20 10

11 Fehlerbehebung beim Java-Programmieren Wenn Java-Programmierumgebung nicht richtig eingestellt ist: Java-Pfad nicht gefunden! Pfad "path" setzen danach läuft der Compiler Programm läuft nicht Pfad "classpath" setzen danach läuft es evtl. Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/21 Fehlerbehebung beim Java-Programmieren Wenn Dateinamen und Klassennamen nicht übereinstimmen: Dateiname falsch Dateiname korrekt Klassenname falsch Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/22 11

12 Fehlerbehebung beim Java-Programmieren Reaktionen von Compiler und JVM auf Syntaxfehler: ; fehlt am Ende des Befehls fehlt am Ende des Blocks Funktion hinter ^ (println) ist falsch geschrieben main-funktion fehlt Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/23 Webseite mit Java-Programm generieren Editieren Umlaute Compilieren und ausführen ausführen mit Ausgabeumleitung und im Browser ansehen Einführung in Java im Rahmen der Vorlesung Webbasierte Informationssysteme SS Prof. Dr. Böttcher S. 5/24 12