Das erwartet dich in diesem Buch 8. Kapitel 1 Aufbruch ins Programmierabenteuer 14

Transkript

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2 inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Das erwartet dich in diesem Buch 8 Kapitel 1 Aufbruch ins Programmierabenteuer 14 Das Schlimmste vorab: die binäre Logik 15 Der Trick mit der Codierung 16 So hoch entwickelt und doch so primitiv: der Prozessor 18 Verarbeitung eines Maschinenbefehls 19 Was also ist ein Programm? 20 Die Programmdatei 25 Was steht in der Programmdatei? 26 Programmierer ist, wer programmiert 29 Ohne Rüstzeug geht es nicht 31 JDK oder IDE? 32 Arbeitsumgebung einrichten: JDK unter Windows 34 Arbeitsumgebung einrichten: JDK unter Linux 40 Kapitel 2 Das erste Programm 46 Grundgerüst vorstellen 47 Und wo stehen die eigentlichen Anweisungen? 48 Warum ist main() so besonders? 50 Was Java mitbringt: Syntax und Standardbibliothek 51 Fehlende import-anweisungen ergänzen 54 Was Du selbst hinzufügst: Definition eigener Elemente 56 Eine Frage des Stils 57 Korrekt ist nicht gut genug 59 Kapitel 3 Vom Quelltext zum fertigen Programm 62 Alles begann mit der Interpretation 63 Dann kam der Compiler 64 Der Java-Weg 65 Mal ganz konkret: javac und java 66 Programmerstellung mit javac 68 3

3 inhaltsverzeichnis Kapitel 4 Ein- und Ausgabe (I) 74 Das Variablenkonzept oder Würden Sie mal bitte kurz halten? 75 Was für ein Glück, dass es Variablen gibt! 77 Nomen est Omen 78 Konstanten 79 Finde den Fehler 81 Strings ausgeben 82 Zahlen ausgeben 83 Strings einlesen 84 Zahlen einlesen 87 Schreibe ein Begrüßungsprogramm 88 MeinMastermind, 1. Version 89 Kapitel 5 Datentypen und Operatoren 94 Sag mir deinen Datentyp und ich sag dir, wer du bist 95 Alles Bits 97 Ganze Zahlen 98 Gleitkommazahlen 102 Boolesche Wahrheitswerte 106 Zeichen 108 Objekte 110 Strings 112 StringBuilder 115 Automatische Typumwandlungen 116 Erzwungene Typumwandlungen 118 Vorfahrt beachten! Ausdrücke und Klammerung 120 Grad Fahrenheit in Grad Celsius umrechnen 121 Kapitel 6 Kontrollstrukturen 124 Ausführen oder nicht ausführen (if) 125 Herkules am Scheidewege (if-else) 127 Bedingungen formulieren 128 Strings vergleichen 129 Wurzel berechnen 132 MeinMastermind, 2. Version 133 Eine gute Wahl (switch) 138 Am Fließband (for) 140 Die Urform der Schleife (while) 144 Die invertierte Schleife (do-while) 145 Abbruchbefehle 146 Menüs für Konsolenanwendungen 148 MeinMastermind, 3. Version 150 4

4 inhaltsverzeichnis Kapitel 7 Arrays und Aufzählungen 156 Die Konformität der Masse oder Was sind Arrays? 157 Arrays initialisieren 159 Wie komme ich an das dritte Element im Array heran? 160 Arrays und Schleifen eine glückliche Kombination 161 Keine doppelten Lottozahlen erlaubt 163 MeinMastermind, 4. Version 166 Den, den und den hätte ich gerne Aufzählungen 171 Integer, aber doch nicht gleich int 172 Verwendung in switch und for 173 Simulation einer Ampelschaltung 174 Und was ist mit dem MeinMastermind-Programm? 176 Kapitel 8 Methoden 178 Methoden definieren 179 Aus der Methode heraus: der Rückgabewert 182 In die Methode hinein: die Parameter 184 Referenzparameter 187 Wörter zählen 189 Methoden und Felder 197 Methoden überladen 199 Methoden beenden 201 Methoden absichern 202 Befehlszeilenargumente für main() 203 MeinMastermind, 5. Version 204 Kapitel 9 Objekte 210 Objekte sind Kinder von Klassen 211 Objekte erzeugen 214 Mit Objekten arbeiten 216 Sorry, Zugriff verweigert 220 Kompilieren von public-klassen 223 Kann ich meine Objekte kopieren, vergleichen, ausgeben? 225 Kann ich meine Objekte in Arrays verwalten? 226 Ein Objekt hier, ein Objekt da und schon ist die Arbeit getan 227 Kapitel 10 Container 234 Generics, nicht Geriatrie 235 Container erzeugen 238 Elemente durchlaufen 239 Elemente hinzufügen oder entfernen 241 Mittelwertberechnungen 242 5

5 inhaltsverzeichnis Kapitel 11 Fehler- und Ausnahmebehandlung 246 Ober, das habe ich nicht bestellt! 247 Exceptions auswerfen 250 Exceptions abfangen 252 Die checked-exceptions nerven? 254 Methoden durch Exceptions absichern 255 Kapitel 12 Klassen definieren 260 Aufbau komplexer Datentypen 261 Die Klassendefinition 265 Felder 266 Methoden 268 private Daten public Methoden 270 Der Konstruktor 272 Das Singleton-Pattern 275 Der Kaffeeautomat ist defekt 277 Statische Klassenmember 283 Am Anfang war Object 286 tostring() 288 equals() 291 Kopieren 293 MeinMastermind, 6. Version 295 Kapitel 13 Genauer hingeschaut: Namen und Speicher 302 Der Methodenstack 303 Heap und Garbage Collector 304 Gültigkeitsbereiche 307 Pakete 309 Deine eigene Bibliothek anlegen 312 Deine eigene Bibliothek verwenden 316 Kapitel 14 Vererbung, Schnittstellen und Polymorphie 318 Mechanismus der Vererbung 319 Syntax der Vererbung 321 Der Zugriffsspezifizierer protected 322 Basisklassenunterobjekt 323 Polymorphie 326 Alles nur Sinnestäuschung? 327 Allgemeine Lösungen dank Basisklassenverweisen 328 Methoden überschreiben 329 Nur Schnittstelle keine Implementierung 332 Aufbau von Klassenhierarchien 334 Interfaces 339 Comparable implementieren 343 6

6 inhaltsverzeichnis Kapitel 15 Ein und Ausgabe (II) 348 Die Ausgabe formatieren 349 Umlaute 352 Ganze Zeilen einlesen 354 Probleme bei der formatierten Eingabe 355 Textdateien lesen 356 Textdateien schreiben 358 Binärdateien 359 Lesen bildet 360 Kapitel 16 Was du sonst noch wissen solltest 366 Testen 367 Debuggen 371 Effizienz 373 Konsolenprogramme vom Dateimanager aus ausführen 375 Weitergabe von Java-Programmen 377 Geschichte der Programmiersprachen 378 Stichwortverzeichnis 381 7

7 Vorwort Das erwartet dich in diesem Buch Du hast dich also entschieden, Java zu lernen und dafür zu diesem Buch gegriffen. Zu beidem kann ich dich nur beglückwünschen: zum einen, weil Java zu den drei weltweit verbreitetsten Programmiersprachen zählt und du damit auf jeder der großen Rechnerplattformen mächtige Anwendungen entwickeln kannst; zum anderen, weil dieses Buch dir das Erlernen von Java besonders leicht macht. Schon nach den ersten Kapiteln wirst du anfangen, eine eigene Anwendung (ein Logik-Spiel) zu ent wickeln und diese im Laufe des Buches immer weiter ausbauen. Und nach dem letzten Kapitel wird dir dann die Welt der Java-Programmierung offen stehen soviel kann ich dir schon versprechen. Kapitel 1 Aufbruch ins Programmierabenteuer Zur Einstimmung befassen wir uns mit diversen Aspekten rund um die Programmierung, z.b. die Bitlogik oder wo Programme überall gebraucht werden. Kapitel 2 Das erste Programm In diesem Kapitel setzt du deinen ersten Programmquelltext auf und lernst das Java-typische Codegerüst kennen. 8

8 das erwartet dich in diesem Buch Kapitel 3 Vom Quelltext zum fertigen Programm In diesem Kapitel gehen wir der Frage nach, wie aus deinen Quelltextdateien ausführbare Programme werden. Kapitel 4 Ein- und Ausgabe (I) Damit ein Programm nützlich ist, muss es zwei Dinge können: Daten einlesen und Ergebnisse ausgeben. Kapitel 5 Datentypen und Operatoren Java weiß bereits, wie es mit Zahlen, Texten und booleschen Wahrheitswerten umzugehen hat. Nach der Lektüre dieses Kapitels weißt du es auch. Kapitel 6 Kontrollstrukturen Kontrollstrukturen sind ebenfalls ein ganz zentrales Programmierkonzept. Mit ihrer Hilfe kannst du eine Aktion mehrfach ausführen oder entscheiden, welche von mehreren möglichen Aktionen ausgeführt werden soll. 9

9 vorwort Kapitel 7 Arrays und Aufzählungen Arrays sind ein Hilfsmittel, um viele gleichartige Werte zu beherbergen. Sie sind zudem der erste Datentyp, den wir selbst definieren werden. Der zweite sind die Aufzählungen. Kapitel 8 Methoden Methoden erlauben dir, deinen Code besser zu organisieren und einmal gefundene Lösungen einfach wiederzuverwerten. Kapitel 9 Objekte War da eben von Wiederverwertung die Rede? Am besten geht dies mithilfe der objektorientierten Programmierung. In deren Zentrum stehen die Objekte, die wir uns in diesem Kapitel einmal näher anschauen. Kapitel 10 Container Arrays kennst du bereits. Jetzt lernst du ihre verbesserten Nachfolger kennen: die Container (Collections). 10

10 das erwartet dich in diesem Buch Kapitel 11 Fehler- und Ausnahme behandlung Ein gutes Programm muss wissen, wie es auf fehlerhafte Bedienung und andere Katastrophen zu reagieren hat. Kapitel 12 Klassen definieren In diesem Kapitel tauchen wir richtig in die objektorientierte Programmierung ein und schreiben unsere eigenen Klassen. Kapitel 13 Genauer hingeschaut: Namen und Speicher Wie lange lebt meine Variable? Wo kann ich sie verwenden? Was passiert beim Aufruf einer Methode? Fragen über Fragen. Kapitel 14 Vererbung, Interfaces und Polymorphie Vererbung ist ein gehobenes objektorientiertes Konzept, das uns sinnvoll eingesetzt viel Arbeit sparen kann. Wird Vererbung mit Polymorphie gepaart, ist die Krone der objektorientierten Programmierung erreicht. 11

11 vorwort Kapitel 15 Ein- und Ausgabe (II) Das Thema Ein- und Ausgabe müssen wir noch einmal vertiefen. Konkret geht es um die Formatierung der Ausgabe, das zeilenweise Einlesen und um die Arbeit mit Dateien. Kapitel 16 Was du sonst noch wissen solltest Zum Schluss ein Blick auf den richtigen Abschluss eines Programmierprojekts, ein wenig über die Geschichte der Programmiersprachen und eine Empfehlung für weiterführende Literatur. 12

12 das erwartet dich in diesem Buch Ein paar Dinge sind in diesem Buch aus Markt+Techniks Reihe From Zero2Hero anders als in anderen Büchern zu Java. Zum Beispiel, dass ich, Dirk Louis und Autor dieses Buches, dich durch die Kapitel führe, ganz wie ein Trainer in einem Kurs, in dem du sitzt. Ich sorge dafür, dass du schnell lernst, was du wissen musst, und noch schneller kannst, was du können musst. Natürlich wirst du auch jede Menge neuer Begriffe kennen lernen die erkläre ich dann in diesem Kasten. Manchmal versteht man Dinge leichter, indem man sie einander gegenüberstellt das mache ich in diesem Kasten. Und das funktioniert so: ich erkläre nur das Wichtigste, Ich zeige viel direkt an Screenshots, verzichte auf unnötige Theorie und übe das Gelernte mit dir in kleinen Übungseinheiten ein (achte auf die Trillerpfeife). Und weil ich überzeugt bin, dass man anhand von Illustrationen schneller versteht, wirst du in diesem Buch eine Menge davon finden. Wenn es zwischendurch etwas gibt, das du wissen solltest, dann erkläre ich es in einem solchen Kasten. Auch Programmierer können nostalgisch werden wenn sich ein Blick in die Vergangenheit lohnt, tue ich es in einem solchen Kasten. Außerdem findest du die Quelltexte zum Beispielprogramm MeinMastermind auf der Webseite zum Buch, Benutze diesen Code aber nur als Referenz, du lernst mehr, wenn du die Beispiele abtippst! Doch zurück zum Anfang. Schließlich willst Du so schnell wie möglich Java-Anwendungen entwickeln. Legen wir los! 13