Einstieg in die Informatik mit Java

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1 1 / 21 Einstieg in die Informatik mit Java Einfache Ausdrücke Gerd Bohlender Institut für Angewandte und Numerische Mathematik

2 Gliederung 2 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

3 Gliederung 3 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

4 Überblick In diesem Kapitel werden die wichtigsten einfachen Ausdrücke beschrieben. Arithmetischer Ausdruck Umsetzung von mathematischen Formeln mit Operatoren, Standardfunktionen,... Typwandlung Umwandlung zwischen verschiedenen Datentypen 4 / 21

5 Gliederung 5 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

6 6 / 21 Arithmetische Operatoren einstellig: + - zweistellig: + - * / % Achtung Sind beide Operanden ganzzahlig, so handelt es sich bei / um die ganzzahlige Division, d. h. Nachkommastellen werden abgeschnitten! Dies gilt auch bei einem negativen Ergebnis! Beispiele a = 5. 0 / 3. 0 ; / / e r g i b t a = a = 5. 0 / 3 ; / / ebenso a = 5 / 3. 0 ; / / ebenso b = 5 / 3 ; / / e r g i b t b = 1 c = 5 / 3. ; / / und was e r g i b t dies?

7 7 / 21 Rest bei der Division Der Rest bei der Division zweier ganzer Zahlen kann mit Hilfe des Operators % bestimmt werden. Es gilt: a % b = a - (a/b)*b. Beispiele c = 5 % 3; / / e r g i b t c = 2 d = ( 5)/3 / / e r g i b t d = 1 e = ( 5) % 3 / / e r g i b t e = 2 Achtung Der Operator % ist also nicht identisch mit der mathematischen Modulo-Operation mod, die für zwei ganze Zahlen n und m mit m > 0 immer einen Wert 0 n mod m < m liefert. Für n < 0 gilt n mod m = n%m + m.

8 8 / 21 Rest bei der Division Achtung Der Restoperator kann auch auf Gleitkommazahlen angewandt werden! Beispiel f = 3.5 % 1. 1 ; / / e r g i b t f = 0.2

9 Gliederung 9 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

10 10 / 21 Inkrement- und Dekrementoperatoren Der Inkrementoperator ++ erhöht den Operanden um Eins Der Dekrementoperator -- vermindert den Operanden um Eins

11 11 / 21 Präfix und Postfixvarianten Beide Operatoren können sowohl vor als auch nach dem Operanden stehen. Ihre Wirkung auf den Operanden ist dabei gleich, allerdings unterscheiden sich die beiden Varianten im Wert des Ausdrucks: Bei der Präfixvariante wird zuerst der Wert des Operanden um eins verändert (erhöht bzw. vermindert) und erst danach der Wert des Ausdrucks zugewiesen, bei der Postfixvariante geschieht dies in genau umgekehrter Reihenfolge. Beispiel i = 1; g = ++ i ; / / e r g i b t g = 2 und i = 2. i = 1; h = i ++; / / e r g i b t h = 1 und i = 2.

12 Gliederung 12 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

13 13 / 21 Zuweisungsoperator Syntax Variable = Ausdruck Der Zuweisungsoperator = steht zwischen einer Variablen (linke Seite) und einem Ausdruck (rechte Seite). Der Ausdruck wird ausgewertet und der Wert anschließend der Variablen zugewiesen. Da es sich um einen Operator handelt, erhält der gesamte Ausdruck ebenfalls den ermittelten Wert. Achtung Bei der Zuweisung handelt sich um einen Operator! Mehrfachzuweisungen sind erlaubt (a = b = 1;)!

14 Gliederung 14 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

15 15 / 21 Mathematische Standardfunktionen Mathematische Standardfunktionen sind in Java in der Klasse java.lang.math enthalten. Diese Klasse braucht nicht zu importiert werden, sie wird standardmäßig geladen. Allerdings muss bei der Verwendung von Methoden und Konstanten jeweils der Klassenname Math vorangestellt werden. Beispiele Sinusfunktion: Math.sin(x), Konstante π: Math.PI Seit Java 5 geht auch import s t a t i c java. lang. Math. ; danach kann Math. weggelassen werden.

16 Tabelle der Standardfunktionen in java.lang.math 16 / 21 Methode Funktion Argumenttyp Ergebnistyp abs(x) Absolutbetrag int int long long float float double double acos(x) Arkuskosinus double double asin(x) Arkussinus double double atan(x) Arkustangens double double atan2(x,y) Konvertiert kartesische double double in polare Koordinaten. cos(x) Kosinus double double ceil(x) Nächste größere ganze Zahl double double exp(x) Exponentialfunktion double double floor(x) Nächste kleinere ganze Zahl double double log(x) Natürlicher Logarithmus double double max(x,y) Maximum int int long long float float double double

17 Tabelle der Standardfunktionen, Fortsetzung 17 / 21 Methode Funktion Argumenttyp Ergebnistyp min(x,y) Minimum int int long long float float double double pow(x,y) x hoch y double double random() Zufallszahl aus [0, 1) double rint(x) Nächste ganze Zahl double double round(x) Rundet zur float int nächsten ganzen Zahl double long sin(x) Sinus double double sqrt(x) Wurzel double double tan(x) Tangens double double todegrees(x) Konvertiert double double Bogen in Gradmaße toradians(x) Konvertiert double double Grad in Bogenmaße

18 Gliederung 18 / 21 1 Überblick 2 Arithmetische Operatoren 3 Inkrement und Dekrementoperatoren 4 Zuweisungsoperator 5 Mathematische Standardfunktionen 6 Implizite und explizite Typumwandlungen

19 19 / 21 Implizite und explizite Typumwandlungen Werte eines numerischen Datentyps können in einen anderen numerischen Datentyp umgewandelt werden. (a) implizite Typumwandlungen Soll ein kleinerer Zahlenbereich in einen größeren Zahlenbereich umgewandelt werden, wird dies automatisch ausgeführt (Umwandlung in mathematische Obermenge, bis auf Genauigkeit). Beispiel Von int nach double, von int nach long, von float nach double.

20 20 / 21 Explizite Typumwandlungen (b) explizite Typumwandlungen Andernfalls (Umwandlung evt. in mathematische Teilmenge) muss die Typumwandlung explizit ausgeführt werden, da der Wert eventuell nicht exakt dargestellt werden kann. Syntax: vorangestellte Klammerung des gewünschten Datentyps. Beispiel Von double nach int ( i n t ) wert

21 Implizite und explizite Typumwandlungen Beispiele Um den ganzzahligen Anteil einer Gleitkommazahl zu bestimmen, muss diese explizit in einen ganzzahligen Datentyp umgewandelt werden. Beispiel double a = 5.35, b ; i n t i = 7, j ; b = 1; / / okay b = i ; / / okay j = 1. 9 ; / / Fehler!!! j = a ; / / Fehler!!! j = ( i n t ) 1. 9 ; / / okay, e r g i b t 1 j = ( i n t ) a ; / / okay, e r g i b t 5 j = ( i n t ) 1.9; / / okay, e r g i b t 1 j = ( i n t ) a 3; / / okay, e r g i b t 15 j = ( i n t ) ( a 3 ) ; / / okay, e r g i b t / 21