Teil 2-2. Vorlesung. Modul: Programmierung B-PRG Grundlagen der Programmierung II
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- Oldwig Schmitt
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1 Teil 2-2. Vorlesung Modul: Programmierung B-PRG Professur für Datenbanken und Informationssysteme Dr. Karsten Tolle 1
2 Heute 1. Arten von Java-Programmen 2. primitive Datentypen 3. Greenfoot 4. [Klassen, Methoden, Sichtbarkeit] 2
3 Beispiel JavaScript 3
4 JavaScript = Java??? Sieht aus wie Java - ABER wird anders verarbeitet (reine Skript-Sprache), bietet nicht so viele Möglichkeiten wie Java, wird mit HTML vermischt und dient meist nur zur Erweiterung der Web-Seiten-Funktionalität also JavaScript Java 4
5 Applets Beispiel: package simpleapplet; import java.awt.graphics; class HelloWorld extends java.applet.applet { public void paint (Graphics g) { g.drawstring( Hallo Welt!, 10, 10); } } 5
6 Einbindung des Applet in HTML <html> <body> <applet codebase = "." code = "simpleapplet.helloworld.class" width = "400" height = "300" > </applet> </body> </html> 6
7 Ausführen des Applets 7
8 Arten von Java-Programmen Applikationen: normale Programme (vergleichbar mit anderen Sprachen wie Modula-2, C) eigenständig und ohne Sicherheitseinschränkungen eine auszuführende Klasse muss eine main-methode enthalten Aufruf durch den Java-Interpreter java Applets: Java-Programme für den Einsatz in einem WWW-Browser Einbettung in eine HTML-Seite durch <applet>- oder <object>-tag keine main-methode erforderlich; Erbt von java.applet.applet Methoden: init(), start(), paint(), stop(), Sandbox-Prinzip / Sicherheitseinschränkungen, z.b. können keine Programme gestartet und es kann nicht auf Dateien zugegriffen werden nutzt JRE des Browsers Server-Anwendungen: Servlets (Java Server Pages), Enterprise Java Beans 8
9 Primitive Datentypen in Java Die übliche Struktur in Java ist das Objekt. Es gibt in Java aber auch einfache (primitive) Datentypen. Typ Inhalt Default Bereich boolean Wahrheitswert true oder false (8 Bit) false true oder false char Unicode-Zeichensatz (16 Bit) \u0000 \u0000 bis \uffff byte Ganze Zahl mit Vorzeichen (8 Bit) bis 127 short Ganze Zahl mit Vorzeichen (16 Bit) bis int Ganze Zahl mit Vorzeichen (32 Bit) bis long Ganze Zahl mit Vorzeichen (64 Bit) bis float Gleitkommazahl (32 Bit) 0.0 ±1.4E-45 bis ±3,4E+38 double Gleitkommazahl (64 Bit) 0.0 ±4.9E-324 bis ±1.8E+308 Einfachen Datentypen haben also einen vorgegeben Standardwert. 9
10 Primitive Datentypen Ganzzahltypen byte, short, int, long werden intern im 2er-Komplement dargestellt (vorzeichenbehaftet). 1. Bit gibt Vorzeichen an (0 == positiv; 1 == negativ) Positive Zahlen werden binär dargestellt, z.b.: 4 (10) = (2) Bei negative Zahlen wird der Wert ohne Vorzeichen binär dargestellt, invertiert und +1 gerechnet; z.b. -4: Wert ohne +/-: 4 (10) = (2) invertieren: (2) 1 addieren: (2) -4 (10) = (2) 10
11 Primitive Datentypen Gleitkommatypen float 32 Bit: 1 Bit Vorzeichen 8 Bit Exponenten 23 Bit Mantisse double 64 Bit: 1 Bit Vorzeichen 11 Bit Exponenten 52 Bit Mantisse werden intern nach IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) dargestellt (IEEE 754) System.out.println( f ); //
12 falls es mal genauer sein muss Packet: java.math Klassen: BigInteger BigDecimal 12
13 Primitive Datentypen Zeichentyp char (ein Zeichen aus dem Unicode) ASCII Code ist ein Untermenge vom Unicode Unicode (Norm zur Zeichendarstellung) 2 Byte (65536 Zeichen) ASCII Code \u0000 bis \u007f Beispiel: char wasistdas= 13
14 Primitive Datentypen Wahrheitstyp (für logische Abfragen) boolean Der Wert kann nur false oder true annehmen. Anmerkung: In C/C++ können die Wahrheitswerte false und true durch die Zahlen 0 und 1 ausgedrückt werden. Das ist aber in JAVA nicht möglich. 14
15 Variablen Jede Variable muss deklariert werden (Deklarationen sind Anweisungen) byte b; long l; char einzeichen; boolean waroderfalsch; int i1, i2; 15
16 Variablen Zuweisungen und Initialisierungen Eine Integer Zahl int i; // Deklaration i = 37; // Wert zuweisen Ein einzelnes Zeichen char jazeichen; jazeichen = 'J'; // nicht 'j' 16
17 Variablen Die Zuweisung und Initialisierung ist auch in einem Schritt möglich int i = 37; char c = 'X'; boolean stimmts = true; double db = ; float myfloat1 = 0.5; float myfloat2 = 5; Fehler, da 0.5 als double interpretiert wird! Richtig: float myfloat1 = 0.5f; 17
18 Variablen Eine Variable (Attribut) kann überall im Quellcode deklariert werden Konvention: Variablendeklaration nur am Anfang oder am Ende einer Klasse (bessere Lesbarkeit) (Lokale) Variablen innerhalb einer Methode müssen vor deren Nutzung deklariert werden! int i; void mymethod(int y) { int i; i = y; this.i = i; } 18
19 Variablen Typumwandlung byte --> short --> int --> long --> float --> double Binäre Operationen auf numerischen Werten unterschiedlichen Typs sind möglich und werden intern umgewandelt. Bei der Umwandlung in einen kleineren Typ können Informationen verloren gehen. Ebenso kann die Umwandlung von long nach float verlustbehaftet sein! 19
20 Variablen Beispiel: float f = 2.5F; int i = 3; int j = i * f; //Fehler, da Ergebnis float float g = i * f; // OK 20
21 Variablen Explizite Typumwandlung (casting) double x = 9.97; int i; i=(int)x; //Informationen gehen verloren Wert von i? 9 oder 10? Antwort: 9 21
22 Explizites Umwandeln (Casting) Beispiel: Typwandlung von short nach byte short s; byte b; b = (byte)s; (16 Bit, Wert entspricht 49) ( 8 Bit, Wert entspricht 49) (16 Bit, Wert entspricht 305) ( 8 Bit, Wert entspricht 49) 22
23 Konstanten Konstanten - einmalige Zuweisung final double G = 9.81; eine weitere Zuweisung ist nicht mehr möglich (z.b. G = 10.03;) es gibt globale und lokale Konstanten. üblich ist es Konstanten komplett groß zu schreiben also z.b.: final double ABSOLUTER_NULLPUNKT = ; // in Grad-Celsius 23
24 Wrapper-Klassen Alle primitive Datentypen haben eine korrespondierende Klasse. Z.B. kapselt die Klasse Integer einen int Wert: int a = 5; Integer intob = new Integer(a); siehe API: java.lang.integer 24
25 Operatoren in Java Operatorzeichen Art der Operatoren Auswertungsreihenfolge ~! Unäre Operatoren - * / % Multiplikationsoperatoren von links nach rechts + - Additionsoperatoren von links nach rechts << >> >>> Verschiebeoperatoren von links nach rechts < <= > >= Vergleichsoperatoren von links nach rechts ==!= Gleichheitsoperatoren von links nach rechts & Bitoperator UND von links nach rechts ^ Bitoperator exklusives ODER von links nach rechts Bitoperator inklusives ODER von links nach rechts && Logisches UND von links nach rechts?: Bedingungsoperator von rechts nach links = += -= *= /= Zuweisungsoperatoren von rechts nach links Treten mehrere Operatoren zusammen auf, werden sie in der Reihenfolge ihrer Priorität ausgeführt. ( vgl. mit der Mathematik: Punkt vor Strich ) Die Priorität nimmt in der Tabelle von oben nach unten ab. 25
26 Operatoren - Beispiele bei ganzen Zahlen (byte, short, int, long) 15 / 4 = 3 liefert ganzzahligen Anteil 15 % 2 = 1 liefert den Rest Bei Gleitkommazahlen 9.5 / 2 = 4.75 normale Division Normale Division erzwingen: (double)10 / 4 =
27 Abkürzungen x = x+3; x += 3; Äquivalent für die anderen Operatoren x = x / 9; x /= 9; x = x * 9; x *= 9; x = x - 9; x -= 9; x = x % 9; x %= 9; 27
28 Inkrement und Dekrement Inkrementieren int m = 7; m++; //m hat nun den Wert 8 Dekrementieren int m = 7; m--; //m hat nun den Wert 6 28
29 Operatoren Vorsicht!: int m = 7; Präfix: int a = 2 * ++m; // a=16, m=8 oder Postfix: int b = 2 * m++; // b=14, m=8 29
30 Relationale und bool sche Operationen (3 == 7) Gleichheit, Ergebnis false (3!= 7) Ungleichheit, Ergebnis true (3 >= 7) false (3 <= 7) true bool sche Werte können auch verknüpft werden: (3 == 7) && (4 > 2) logisches UND, Ergebnis false (3 == 7) (4 > 2) logisches ODER, Ergebnis true 30
31 Bitoperationen können auf die Ganzzahltypen angewendet werden >> shift right << shift left & AND OR ^ XOR ~ NOT 31
32 Bitoperationen - Beispiele short foo = 16; // short fooor = foo 8; // //24 short fooand = foo & 24; // //16 short fooschieb = foo << 1; // //32 32
33 Bestimmte Schleifen (for) for (double x=0; x!=10; x+=0.01) { }. 33
34 Greenfoot Greenfoot 34
35 35
36 Grundlegende Programmstruktur 36 package... import... class X { int nummer=0; float zahl;... X {...} Methode1 {...} Methode2 {...} Sichtbarkeit / Ordnersystem Verfügbarmachen anderer Klassen Name der Klasse Klassenkörper Enthält Variablen,... Konstruktor(en) (heißt wie die Klasse, erzeugt das Objekt, hat kein Rückgabewert) Die verschiedenen Methoden, welche die eigentliche Funktionalität einer Klasse ergeben. } Ende der Klasse (des ~körpers)
37 Pakete Mehrfachverwendung von Klassen Übersichtlichkeit, zusammengehörige Klassen in einem Paket Namensaufbau wie ein URL nur umgedreht (Vorschlag) Importieren aller Klassen eines Paketes mit dem * (Sternchen) Beispiel: import de.uni-frankfurt.cs.dbis.*; 37
38 Wichtige Pakete java.lang (per Default im Import!) einfache Datentypen, Ausnahmebehandlung, java.util Datum, Liste, Stack, ZIP, Hashtable, Random, java.io Ein-/Ausgabe, Filesystem, java.math mathematische Dinge, BigInteger, BigDecimal, 38
39 Zugreifbarkeit auf Methoden und Variablen private nur innerhalb der Klasse sichtbar und somit zugreifbar. ohne nur innerhalb des Pakets, das die Deklaration der Klasse enthält (Standardzugriffsrecht). protected zugreifbar von Methoden der eigenen Klasse, der davon abgeleitete Klassen und von Klassen im selben Paket. private ohne protected public ZugriffsSpezifikator public für Methoden aller Klassen zugreifbar (welche die Klasse importieren). 39
40 Attribute Syntax für ein Attribut: ZugriffsSpezifierer Typ NameDesAttributs private int einezahl = 11; public int nochnezahl; // default=0 Der Typ eines Attributs kann ein einfacher/primitiver Datentyp, ein Feld oder eine Klasse sein. 40
41 Attribute einfache/primitive Typen private int nezahl; komplexe Typen (auch eigene Klassen) private Anschrift seineanschrift; public Button druckknopf; 41
42 Attribute private = Datenkapselung! nur das Objekt kann auf seine Variablen zugreifen (Black Box). Empfehlung: Alle Attribute privat! 42
43 Klassenattribut (static) Ein Klassenattribut ist nur für die Klasse gegeben, sein Wert ist unabhängig von den vorhandenen Exemplaren private static int anzahlkunden; Konstante: wie Klassenattribut und zusätzlich nicht änderbar public static final MAX_KUNDEN = 100; 43
44 static Mit Hilfe von static kann man Klassenvariablen und Klassenmethoden erzeugen, die für alle Objekte der Klasse gleich sind. public class Person { static int countperson; public Person() { countperson++; } public static int getcountpersonen() { return countperson; } Die Variable countperson ist für alle Instanzen der Klasse Person gleich! 44
45 Konstruktor Konstruktor Operation, die ein neues Objekt einer Klasse erzeugt. Der Konstruktor heißt wie die Klasse. Die Syntax ist wie bei Methoden, jedoch ohne Rückgabewert! public Kunde() { kundenid = getnewid(); } versetzt bei Aufruf das Objekt in einen Anfangszustand. einkunde = new Kunde(); 45
46 Konstruktor Eine Klasse kann mehrere Konstruktoren besitzen (Überladen). public Mitarbeiter(String n, double g){ name = n; gehalt = g;} protected Mitarbeiter(){} Die Parametertypen und deren Anzahl müssen unterschiedlich sein. 46
47 Klassen In einer Datei darf nur eine Klasse public sein. Diese public-klasse muss den Namen der Datei haben! Die main-methode muss in der Klasse, die dem Dateinamen entspricht enthalten sein! 47
48 Beispiel: package mypackage; import java.util.*; /* nicht nötig */ /** * Klasse die Studenten darstellen soll. */ public class Student { private int semester; public Student() {} // default Konstruktor optional! /** * Setzt die Semesterzahl. */ public void setsemester(int sem) { semester=sem; } /** * Gibt die Semesterzahl zurück. */ public int getsemester() { return semester; }... } 48
49 Bezeichner - Konvention Anfang Rest Paket klein durchgehend klein, Teilwort Klasse gross Teilworte aneinandergereiht ohne Unterstriche, z.b. TextConverter Variable klein z.b. text Methode klein Teilworte aneinandergereiht ohne Unterstriche, z.b. settext Konstante gross durchgehend groß mit Unterstrichen, z.b. MAX_UNITS 49
50 Schlüsselwörter in Java In Java gibt es eine Reihe von reservierten Schlüsselworten. Sie dürfen nicht für eigene Bezeichner verwendet werden. abstract continue float native strictfp void assert default for new super volatile boolean do goto* null switch while break double if package synchronized byte else implements private this case enum import protected throw catch extends instanceof public throws char false int return transient class final interface short true const* finally long static try Die mit * gekennzeichneten Wörter sind zwar reserviert, werden aber in der Version 1.5 von Java (noch) nicht verwendet. 50
51 Zusammenfassung Strukturierung über Klassen und Packete Zugriffsspezifikatoren: private, protected, public Weiterhin wichtig: static, final private ohne protected public 51
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