Einführung in die Programmierung Blockkurs Java

Transkript

1 Michael Bader April 2002

2 Donnerstag Inhaltsübersicht java.lang.object Pakete Java Applications Klassenmethoden und -variablen Ein- und Ausgabeströme Objektorientiertes Programmdesign

3 Javas Root-Klasse: java.lang.object Jede in Java definierte Klasse ist automatisch Unterklasse von Object extends Object nicht explizit erforderlich Object enthält einige grundlegende Methoden, die von allen Klassen geerbt werden generische Implementierung; muss i.d.r. durch eigene Implementierung überschrieben werden Einige der definierten Methoden: boolean equals(object o): vergleicht zwei Objekte String tostring(): liefert Repräsentation des Objekts als String Object clone(): liefert Kopie des Objekts

4 String und Object.toString() Situation: Zeichenkette bzw. String + Objekt Beispiele: String ausgabe = "Matrix a ist "+a; g.drawstring("vektor b ist "+b,...); Erklärung: Operator + hängt Strings aneinander (Konkatenation) nicht-string-objekte werden mittels tostring() in einen String umgewandelt einfache Datentypen werden von Java in String umgewandelt

5 Pakete Pakete dienen dazu, eng verwandte Klassen und Schnittstelle zu gruppieren. Java-Bibliotheken: java.awt, java.awt.event, java.applet java.lang, java.io, java.net, java.util, Eigene Pakete erstellen: erster Befehl in Java-Datei: package mypackage.plot; Konvention: Java-Dateien der Klassen des Pakets mypackage.plot in Unterverzeichnis mypackage/plot/ gespeichert mehr dazu im Java-Tutorial

6 Klassen aus Paketen verwenden 1. Möglichkeit: vollqualifizierter Name java.lang.string s = new java.lang.string("test"); java.awt.textfield tf = new java.awt.textfield(20); mypackage.plot.functionplot = new mypackage.plot.functionplot(); 2. Möglichkeit: import import java.lang.*; alle Klassen aus java.lang über Klassennamen (z.b. String) zugreifbar import java.awt; Klassen aus java.awt abgekürzt zugreifbar, z.b. awt.textfield import mypackage.plot.functionplot; Klasse FunctionPlot über ihren Namen zugreifbar

7 Klassen und Dateien Prinzip: Java sucht Klassendefinition einer Klasse Foo in Datei Foo.class Java-Compiler lässt nur eine öffentliche Klasse (public class) oder Schnittstelle (public interface) pro.java-datei zu (welche den entspr. Namen tragen muss!) Wo werden die Dateien gesucht: aktuelles Verzeichnis bei Paketen (package) im der Konvention entspr. Unterverzeichnis, z.b. mypackage.plot.functionplot in Verzeichnis./mypackage/plot in allen Verzeichnissen, die der Klassen-Suchpfad enthält ( CLASSPATH)

8 Java Applications Eine Java Application ist ein Programm, das eigenständig in einer Java Virtual Machine ausgeführt werden kann. Beispiel: HelloWorld.java public class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!"); Compilieren: javac HelloWorld.java liefert Datei HelloWorld.class Starten: java HelloWorld, startet JVM mit Klasse HelloWorld

9 Hello World Applicaton (1) public class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!"); public static void main(string[] args): definiere Methode main main ist öffentlich und statisch (Klassenmethode, greift nicht auf Membervariablen der Klasse zu) main hat Parameter args (die Kommandozeilenparameter als Feld von Strings) Programmausführung besteht aus Aufruf von main

10 Hello World Applicaton (2) public class HelloWorld { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!"); System.out.println("Hello World!");: gib die Zeichenkette "Hello World!" auf der Standardausgabe aus (i.d.r. Terminalausgabe) System.out modelliert das Objekt Standardausgabe println ist eine Methode dieses Objekts: gebe eine Zeichenkette aus

11 Klassenmethoden und -variablen Definition: eine Klassenmethode (-variable) ist eine Methode (Variable), die nicht einem Objekt, sondern der gesamten Klasse zugeordnet ist. Schlüsselwort: static Eigenschaften: this in Klassenmethode nicht definiert Klassenmethode können nur auf Klassenvariablen, nicht auf Objektvariablen zugreifen Aufruf über Klassenname: Klasse.methode() bzw. Klasse.member Beispiel: public static void main(string[] args)

12 Ein- und Ausgabeströme Konzept: Eingabe/Ausgabe als Zeichenströme auffassen jedes Programm besitzt Eingabestrom ( Standardeingabe, z.b. Tastatur) und Ausgabestrom ( Standardausgabe, z.b. Terminal) Ströme durch Betriebssystem umlenkbar (z.b. Ein-/Ausgabe aus/in Datei, Ausgabe eines Programms als Eingabe des nächsten, usw.) Implementierung in Java: Objekte System.in, System.out und System.err System.in ist Objekt vom Typ java.io.inputstream System.out und System.err sind vom Typ java.io.printstream alle static

13 Parameter von der Kommandozeile Programmbeispiel: alle Kommandozeilenparameter ausdrucken public class Echo { public static void main(string[] args) { for(int i=0;i<args.length;i++) System.out.println(args[i]); Eingabe von Zahlen: Umwandlung über Integer, Double, etc. double a = (new Double(args[0])).doubleValue(); int b = (new Integer(args[1])).intValue(); int c = Integer.parseInt(args[2]);

14 Applications vs. Applets Applet: ist letztlich ein Objekt eingebettet in Viewer/Browser Sicherheitsbeschränkungen: Filezugriff eingeschränkt (bes. schreiben/löschen von Dateien verboten) keine zusätzlichen Programme oder Threads startbar keine externen Netzverbindungen Application: eigenständiges Programm (innerhalb JVM) GUI vollständig zu programmieren Lesen und Schreiben von Dateien möglich voller Zugriff auf Komponenten des Systems

15 Applications mit GUI Frames Beispiel: mal wieder Hello World! : import java.awt.*; public class HelloFrame extends Frame { public static void main(string[] args) { HelloFrame f = new HelloFrame("HelloFrame",200,100); public HelloFrame(String title, int width, int height) { super(title); setsize(width,height); setvisible(true); public void paint(graphics g) { g.drawstring("hello World!",50,50);

16 Vom Applet zum Frame extends Frame statt extends Applet ( import java.applet.applet; überflüssig) init() in Konstruktor umwandeln Hauptprogramm main mit folgenden Zeilen: MyFrame f = new MyFrame(); f.setsize(300,200); // Fenstergröße setzen f.setvisible(true); // Fenster öffnen AppletViewer fehlt alle Window-Aktionen (öffnen, schließen, etc.) zu programmieren WindowListener implementieren Layout für GUI-Komonenten festlegen, z.b. setlayout(new FlowLayout());

17 Objektorientiertes Programmdesign Identifizieren der Objekte Simulation/Modellierung realer Komponenten model-view-controller -Architektur Analyse der Spezifikation: Hauptwörter Objekte, Verben Methoden Interaktion der Objekte festlegen Komposition oder Vererbung: has-a oder is-a? erforderliche Methoden festlegen, ggf. Schnittstellen Wiederverwendbarkeit von Klassen prüfen das Rad nicht neu erfinden

18 OO-Design: Model-View-Controller Beispiel: Taschenrechner Model Rechenwerk (CPU) mathematische Ausdrücke View: Display des Taschenrechners ( Anzeige ) Controller: Steuerung und Benutzereingabe: Tastatur (Zahlenblock, Rechentasten, etc.)