Java als erste Programmiersprache

Transkript

1 Cornelia Heinisch, Frank Müller-Hofmann, Joachim Goll Java als erste Programmiersprache Vom Einsteiger zum Profi 5., überarbeitete und erweiterte Auflage Teubner

2 Inhaltsverzeichnis 1 GRUNDBEGRIFFE DER PROGRAMMIERUNG Das erste Programm Vom Problem zum Programm Nassi-Shneiderman-Diagramme Zeichen Variablen Datentypen Übungen 25 2 OBJEKTORIENTIERTE KONZEPTE Modellierung mit Klassen und Objekten Information Hiding und Kapselung Abstraktion und Brechung der Komplexität Erstes Programmbeispiel mit Objekten Flughafen-Projekt Übungen 56 3 EINFÜHRUNG IN DIE PROGRAMMIERSPRACHE JAVA Sprachkonzepte von Java Eigenschaften von Java Die Java-Plattform Programmerzeugung und -ausführung Das Java Development Kit Java-Anwendungen und Internet-Programmierung Übungen 72 4 EINFACHE BEISPIELPROGRAMME Lokale Variablen, Ausdrücke und Schleifen Zeichen von der Tastatur einlesen Erzeugen von Objekten Initialisierung von Objekten mit Konstruktoren Schreiben von Instanzmethoden Zusammengesetzte Objekte Selbst definierte Untertypen durch Vererbung Die Methode printf() und die Klasse Scanner Übungen 102

3 X Inhaltsverzeichnis 5 LEXIKALISCHE KONVENTIONEN Zeichenvorrat von Java Der Unicode Lexikalische Einheiten Übungen DATENTYPEN UND VARIABLEN Abstrakte Datentypen und Klassen O Die Datentypen von Java Variablen Modifikatoren Arrays Aufzählungstypen Konstante und variable Zeichenketten Wrapper-Klassen Boxing und Unboxing Verkettung von Strings und Variablen anderer Datentypen Übungen AUSDRÜCKE UND OPERATOREN Operatoren und Operanden Ausdrücke und Anweisungen Nebeneffekte Auswertungsreihenfolge L-Werte und R-Werte Zusammenstellung der Operatoren Konvertierung von Datentypen Ausführungszeitpunkt von Nebeneffekten Übungen KONTROLLSTRUKTUREN Blöcke- Kontrollstrukturen für die Sequenz Selektion Iteration Sprunganweisungen Übungen BLÖCKE UND METHODEN Blöcke und ihre Besonderheiten Methodendefinition und -aufruf 271

4 Inhaltsverzeichnis XI 9.3 Polymorphie von Operationen Überladen von Methoden Parameterliste variabler Länge Parameterübergabe beim Programmaufruf Iteration und Rekursion Übungen KLASSEN UND OBJEKTE Information Hiding Klassenvariablen und Klassenmethoden Die this-referenz Initialisierung von Datenfeldern Instantiierung von Klassen Freigabe von Speicher Die Klasse Object Übungen VERERBUNG UND POLYMORPHIE Das Konzept der Vererbung Erweitern und Überschreiben Besonderheiten bei der Vererbung Polymorphie und das Liskov Substitution Principle Verträge Identifikation der Klasse eines Objektes Konsistenzhaltung von Quell- und Bytecode Übungen PAKETE "Programmierung im Großen" Pakete als Entwurfseinheiten Erstellung von Paketen Benutzung von Paketen Paketnamen Gültigkeitsbereich von Klassennamen Zugriffsmodifikatoren Übungen AUSNAHMEBEHANDLUNG Das Konzept des Exception Handlings Implementierung von Exception-Handlern in Java 466

5 XII Inhaltsverzeichnis 13.3 Ausnahmen vereinbaren und auswerfen Die Exception-Hierarchie Ausnahmen behandeln Vorteile des Exception-Konzeptes Assertions Übungen SCHNITTSTELLEN Trennung von Spezifikation und Implementierung Ein weiterführendes Beispiel Aufbau einer Schnittstelle Verwenden von Schnittstellen Vergleich Schnittstelle und abstrakte Basisklasse Das Interface Cloneable Übungen GESCHACHTELTE KLASSEN Elementklassen Lokale Klassen Anonyme Klassen Statische geschachtelte Klassen und Schnittstellen Realisierung von geschachtelten Klassen Übungen EIN-/AUSGABE UND STREAMS Für ganz Eilige ein erstes Beispiel Klassifizierung von Streams Das Stream-Konzept Bytestream-Klassen Characterstream-Klassen Standardeingabe und Standardausgabe Ein- und Ausgabe von Objekten Übungen GENERIZITÄT Generische Klassen Eigenständig generische Methoden Wildcards Generische Schnittstellen Die Klasse Class<T> 653

6 Inhaltsverzeichnis XIII 17.6 Generizität und Polymorphie D Übungen COLLECTIONS Überblick über die Collection-API Iterieren über Collections Listen Warteschlangen Mengen Verzeichnisse Besonderheiten bei der Anwendung von Collections Übungen THREADS Zustände und Zustandsübergänge von Betriebssystem-Prozessen Zustände und Zustandsübergänge von Threads Programmierung von Threads Scheduling von Threads Zugriff auf gemeinsame Ressourcen Daemon-Threads Übungen APPLETS Die Seitenbeschreibungssprache HTML Das "Hello, world"-applet Der Lebenszyklus eines Applets Parameterübernahme aus einer HTML-Seite Importieren von Bildern Importieren und Abspielen von Audio-Clips Übungen OBERFLÄCHENPROGRAMMIERUNG MIT SWING Architekturmuster Model-View-Controller Die Swing-Architektur Ereignisbehandlung für Swing Integration von Swing in das Betriebssystem Swing-Komponenten Layout-Management Weitere Technologien der Ein- und Ausgabe Übungen 894

7 XIV Inhaltsverzeichnis 22 SERVLETS Das Internet und seine Dienste Dynamische Erzeugung von Seiteninhalten Web-Anwendungen erstellen Wichtige Elemente der Servlet-API Der Deployment Deskriptor Das Servlet "Forum" JAVASERVER PAGES Skriptelemente Direktiven Aktionen Verwendung von JavaBeans Tag-Bibliotheken NETZWERKPROGRAMMIERUNG MIT SOCKETS Verteilte Systeme Rechnername, URL und IP-Adresse Sockets Protokolle REMOTE METHOD INVOCATION Die Funktionsweise von RMI Entwicklung einer RMI-Anwendung Ein einfaches Beispiel Object by Value und Object by Reference Verwendung der RMI-Codebase Häufig auftretende Fehler und deren Behebung JDBC Einführung in SQL JDBC-Treiber Installation und Konfiguration von MySQL Zugriff auf ein DBMS Datentypen Exceptions Metadaten JDBC-Erweiterungspaket Connection Pooling 1090

8 Inhaltsverzeichnis XV_ 27 ENTERPRISE JAVABEANS Idee der Enterprise JavaBeans Objektorientierte Modellierung Abbildung von Klassen auf Bean-Typen Überblick über die Enterprise JavaBeans-Architektur Konzept der EJB-Typen Session-Beans Der Applikations-Server JBoss Java Persistence API Vollständiges Beispiel: Eine einfache Bankanwendung 1157 ANHANG A DER ASCII-ZEICHENSATZ 1171 ANHANG B GÜLTIGKEITSBEREICHE VON NAMEN 1174 ANHANG C DIE KLASSE SYSTEM 1179 ANHANG DJNDI 1182 ANHANG E ANNOTATIONS 1199 BEGRIFFSVERZEICHNIS 1207 LITERATURVERZEICHNIS 1216 INDEX 1218