Grundlagen der Programmierung, Teil 2: Java Programmiertechniken (20 Stunden Wissensvermittlung und praktische Anwendung) Programmieren von Formularen.

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1 Grundlagen der Programmierung, Teil 2: Java Programmiertechniken (20 Stunden Wissensvermittlung und praktische Anwendung) Programmieren von Formularen Grafikprogrammierung Programmieren von Netzwerkkommunikation Programmieren eines Datenbankzugiffes Applets im Browser ausführen Entwicklungsumgebung Visual Cafe

2 Formulare Fast jedes Programm besitzt ein grafisches Erscheinungsbild. Dieses Erscheinungsbild wird durch ein oder mehrere Fenster realisiert, in welchen mehrere andere Bedienelemente angeordnet sind. Solche Fenster sollen allgemein als Formulare bezeichnet werden. Mittels der Bedienelementen in Formularen kann der Nutzer ein Programm bedienen. Solche Bedienelemente sind z.B. Buttons, Eingabefelder, Listenfelder, Optionsfelder, Bilder. In Java werden diese Elemente Komponenten genannt. Komponenten sind spezielle Objekte, weil sie sichtbar sind. Das Formular ist der vom Nutzer sichtbare Teil eines Programmes. Innerhalb des Formulars werden durch den Entwickler des Programmes Komponenten angeordnet. Die Komponenten in Formularen zeigen dem Nutzer Informationen an und nehmen Eingaben des Nutzers an. Dies tun sie aber nicht vom selbst. Die Komponenten müssen deshalb mit Programmcode verknüpft werden. Beispiel für ein Formular

3 Formular und Programmcode
//Suche eines Namens void suchen_clicked(Event event) { ... ausgabe.setText(...); ... } Eine Komponente ist ein sichtbares Objekt. Jede im Formular angeordnete Komponente wird im Programm automatisch ein Objekt. Dieses Objekt hat Methoden und Ereignisse. Mittels Methoden und Ereignisse dieses Objektes wird die Komponente mit Programmcode verknüpft. Der Programmcode kann mittels Methoden den Inhalt und das Aussehen der Komponenten beeinflussen, um den Nutzer bestimmte Informationen anzuzeigen. Umgekehrt kann der Nutzer die Komponenten bedienen. Dabei werden im Computer Ereignisse ausgelöst, die wiederum den Aufruf eines bestimmten Programmteiles bewirken, welche auf die Eingabe des Nutzers reagieren kann.

4 Formulare: Übersicht über Komponenten

5 Formulare: Komponentenmethoden (1)
Komponenten haben Methoden. Eine Methode ist ein Befehl, den man einer Komponenten (Objekt) im Programm erteilen kann, etwas bestimmtes zu tun. Welche Befehle die Komponenten verstehen, hängt von ihrer Art ab (ihre Klasse). Dies ist in der Klassenreferenz nachzulesen. Die Methoden sind immer auf den Zweck einer Klasse zugeschnitten. Methodenaufrufe können durch den Entwickler an beliebigen Programmstellen verwendet werden. Sie sind der schöpferische Teil bei der Programmierung da sie das Programm mit Leben ausfüllen. Solche Methodenaufrufe haben folgenden allgemeinen Aufbau: Ergebnisklasse Rückgabe=Objekt.Methode(Übergabeparameter); Methoden können Rückgabe- und Übergabeparameter haben. Die meisten set- Methoden haben nur Übergabeparameter, da sie eine Eigenschaft des Objektes setzen. Dagegen haben get-Methoden Rückgabewerte, weil sie eine Eigenschaft des Objektes abfragen. Zum Beispiel setzt folgender Methodenaufruf die Aufschrift „Login“ des Buttons startButton: startButton.setText(„Login“); Eine Komponente hat mehrere Methoden, darunter eine große Zahl von allgemeinen Methoden, die alle Komponenten gemeinsam haben und spezielle Methoden.

6 Formulare: Komponentenmethoden (2)
Neben den speziellen Methode besitzen die Komponenten eine Reihe gemeinsamer Methoden, welche hauptsächlich ihr Aussehen bestimmen: Methode Komponenten- klasse Beschreibung setEnable() alle Die Komponente durch das Programm freigegeben. Nur in diesem Zustand reagiert sich auf Eingaben des Benutzers. setDisable() Deaktiviert eine Komponente, so daß der Benutzer diese nicht mehr verwenden kann. Der Textinhalt der Komponente wird weiterhin angezeigt, erscheint aber schattiert. setText(t) TextField, Label, TextArea Der Anzeigetext der Komponente kann hiermit verändert werden. t=getText() TextField, TextArea Der Anzeigetext der Komponente kann ermittelt werden. Dies ist bei Komponenten sinnvoll, deren Text vom Nutzer geändert werden kann z.B. TextField. setBounds(x,y) Ändert die Größe und Position der Komponente innerhalb des Containers. setSize(x,y,b,h) Ändert nur die Größe der Komponente setBackground(c) Ändert die Hintergrundfarbe der Komponente t Textvariable oder Textkonstante z.B. „Medien“ x,y X,Y-Koordinaten (Variablen oder Konstanten) b,h Breite und Höhe (Variablen oder Konstanten) c Farbkonstante z.B. Color.red oder RGB-Farbwert z.B. new Color(120,120,240)

7 Formulare: Erzeugung einer Komponente
Die Erzeugung einer Komponente verlangt eine Reihe verschiedener Anweisungen, welche bei Start eines Programmes ausgeführt werden: Erzeugen eines neuen Objektes der entsprechenden Klasse Festlegen der Position und der Eigenschaften (Farbe, Schrift) Hinzufügen der Komponente zum Applet In der Entwicklungsumgebung wird dieser Programmcode zur Erzeugung von Komonenten automatisch angelegt und bei Applets in die Methode init() eingefügt. Dies geschieht immer dann, wenn man aus der Komponentenbibliothek eine Komponente in den Formulareditor zieht. Wenn man im Eigenschafteneditor (Property List) die Eigenschaften der Komponente verändert wird der Programmcode automatisch angepaßt.

8 Ereignisse Wie aber kann der Nutzer dem Programm etwas mitteilen ? Dazu existieren Ereignisse. Wenn der Nutzer eine sichtbares Objekt bedient, z.B. eine Taste drückt, dann werden im Computer Ereignisse ausgelöst und an das zuständige Programm weitergeleitet. Während der Entwicklung des Programmes wurden für Ereignisse Ereignisbehandlungs- methoden erzeugt. Diese Methoden, falls sie existieren, werden immer bei Eintritt des Ereignisses vom Computer automatisch aufgerufen. Ein Komponente hat verschiedene Ereignisse, die von der Art der Komponente abhängig sind. Bei Buttons gibt es ein Ereignis Action, bei Textfelder ein Ereignis TextValueChanged usw. Formular Ereignis Methode Programmcode zu einem Ereignis: //Suche eines Namens void suchen_Action(Event event) { ... ausgabe.setText(...); ... }

9 Ereignisse: Welche gibt es ?
Komponenten können Ereignisse auslösen, wenn der Nutzer diese Komponenten bedient. Allgemeine Ereignisse sind: Die Maus wurde über die Komponente bewegt bzw. geklickt, Eine Taste wurde gedrückt, wenn die Komponente den Eingabefokus hat, Komponente ist sichtbar oder unsichtbar geworden. Neben diesen allgemeinen Ereignissen haben Komponenten spezielle Ereignisse, die sie von anderen Komponenten unterscheiden. Die speziellen Ereignisse sind für den Programmierer wichtiger, da sie den eigentlichen Zweck einer Komponente ausmachen.

10 Ereignisbehandlungsmethoden (1)
In einer Ereignisbehandlungsmethode muß der Programmierer festlegen, was passieren soll, wenn der Nutzer das Ereignis auslöst, also z.B. den Button betätigt. Folgender Programmauszug zeigt den Event-Handler für das Ereignis Action der Komponente suchenButton. Diese Programmteil wurde durch den Interaktion Wizard automatisch erzeugt. //Suche eines Namens void suchenButton_Action(Event event) { //... ausgabe.setText(“hallo“); //... } Im Interaktion Wizard wurde bereits ausgewählt, was in der Ereignisbehandlungsmethode passieren soll. Die dargestellte Ereignisbehandlungsmethode setzt die Aufschrift eines Labels. Zusätzlich wurden Kommentarzeilen eingefügt (nicht dargestellt). Meistens ist der in der Ereignisbehandlungsmethode auszuführende Programmcode { zwischen den geschweiften Klammern } manuell zu ändern. Der Interaktion Wizard erzeugt die Ereignisbehandlungsmethode, er kann aber nicht das Programm für uns schreiben.

11 Ereignisbehandlungsmethoden (2)
Ereignisbehandlungsmethoden werden durch die Entwicklungsumgebung automatisch erzeugt, wenn der Entwickler für eine Komponente ein Ereignis aktiviert. (Interaction Wizard) Die somit erzeugten Ereignisbehandlungsmethoden sind allerdings noch leer oder bewirken eine Standardausgabe. Aufgabe der Programmierung ist es nun, durch Ausfüllen der Methoden dem Programm eine Funktion zu geben. Die erzeugten Ereignisbehandlungsmethoden haben einen festgelegten Namen, den man wissen muß, um den Programmteil an der richtigen Stelle einzufügen. Dieser Name setzt sich sich aus dem Objektnamen der Komponente und dem Ereignisnamen zusammen. Folgende Tabelle gibt eine Übersicht. Die Ereignisbehandlungsmethoden findet man im Quellcode der Formularklasse oder im Class-Browser wieder. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Methodennamen.

12 Formulare: Datenkonvertierung
Datentypen: String: Kette aus beliebig vielen Textzeichen, wird für die Eingabe und Ausgabe von Daten in Formularen verwendet. int: Ganzzahl, wird für kommalose Berechnungen, als Zählervariablen und für die Parametrisierung von Grafikfunktionen verwendet float: Kommazahl, wird für mathematische Berechnungen verwendet In vielen Fällen ist eine Datenkonvertierung notwendig, z.B.: Ein- /Ausgabe von Zahlen über Textfelder in Formularen Verwendung von Kommazahlen in Grafikfunktionen i=Integer.valueOf(s).intValue(); s=String.valueOf(i); int i String s f=(float)i; i=(int)f; float f s=String.valueOf(f); f=Float.valueOf(s).floatValue();

13 Realisierung eines Beispielprojektes
Es soll ein Taschenrechner als Applet erstellt werden, der die vier Grundrechenarten anbietet. Folgende Arbeitsschritte sind zu tun: Anlegen eines Projektes vom Typ „Basic Applet“ und Speichern des Projektes. Erstellen aller notwendigen Komponenten und Benennung dieser Komponenten mit geeigneten Namen. Festlegen der Position und Aussehen der Komponenten. zwei Eingabefelder vom Typ TextField, ein Ausgabefeld vom Typ Label, ein oder mehrere Funktionstasten für Addition, Subtraktion ... Vom Typ Button, Erstellung von Labels für die Beschriftung des Applets. Erzeugen von Hilfsfunktionen zur Umwandlung von String in float-Variablen und umgekehrt. Dies ist notwendig, da alle ein- und auszugebenen Zahlen Text sind. Rechnen kann man nur mit float oder int-Variablen. Erstellen der Ereignisbehandlungsmethoden für alle Buttons mit dem Interaction Wizard. Ausfüllen der Ereignisbehandlungsmethoden mit den zur Berechnung notwendigen Befehlen: Ermitteln der Eingabetexte, Umwandeln und Abspeichern in float-Variablen, Mathematische Formel programmieren, Umwandlung des Ergebnisses in Text Text ausgeben.

14 Grafikprogrammierung
Mit Grafikprogrammierung können in einem Formular geometrische Figuren gezeichnet werden: Rechtecke, Linien, Ovale, Farbverläufe, Text und auch Bilder. Die Grafikprogrammierung dient der Visualisierung von Daten: Animation, Darstellung technischer Vorgänge, Zeichnen von Plänen, Karten usw... Grafikprogrammierung ist gegenüber in Dateien gespeicherten Grafiken interaktiv, da das Programm auf Nutzereingaben reagieren kann. Die Grafikmethoden verlangen verschiedene Parameter, mit denen die Größe, Position und Attribute der geometrischen Figuren angegeben werden. Position und Größe beziehen sich auf ein kartesisches Koordinatensystem, dessen Ursprung in der oberen linken Ecke des Zeichenbereiches liegt. Ein Punkt wird durch eine X-Koordinate und eine Y- Koordinate beschrieben. Die Koordinatenwerte sind die Anzahl von Bildpunkten vom Koordinatenursprung entfernt. Das Koordinatensystem ist nicht unendlich, sondern immer auf die Größe des Zeichenbereiches begrenzt. Zum Vergleich: der gesamte Computer-Bildschirm hat x 768 Bildpunkte (manchmal mehr oder weniger), Fenster sind entsprechend kleiner. 100 Punkte sind ca cm auf dem Monitor. x=300 y x 120,120 y=200

15 Grafikprogrammierung: Graphics
Das Zeichnen in einem Koordinatensystem erfordert ein spezielles Objekt der Klasse Graphics. Ein solches Objekt stellt das Koordinatensystem und die Grafikmethoden bereit. Die 1. Variante ist das Erzeugen eines Graphics-Objektes für eine Komponente: Ein Graphics-Objekt kann für jede Formularkomponente erzeugt werden. Damit wird der Zeichenbereich exakt über die Komponente gelegt. Folgende Programmzeile erzeugt ein Graphics-Objekt für ein Panel mit dem Namen panel1: Graphics g=panel1.getGraphics(); g.draw... Diese Variante wendet man an, wenn des Zeichnen als Reaktion auf ein Ereignis erfolgen soll. Die zweite Möglichkeit des Zeichnens ist, wenn man die vordefinierte Methode paint() für ein Applet schreibt. Diese Methode wird automatisch aufgerufen, wenn ein Bereich neu gezeichnet werden muss. Dieser Fall tritt nach der Erzeugung des Fensters ein oder nach seiner Vergrößerung oder nachdem es von anderen Fenstern verdeckt wurde und in den Vordergrund gerät. Das wird vom Computer automatisch erkannt. Bei Verwendung von paint() wird das Graphics-Objekt als Parameter übergeben: public void paint(Graphics g) { g.draw... } Oftmals müssen beide Varianten verwendet werden.

16 Grafikprogrammierung: Grafikmethoden
Graphics bietet eine Reihe von Grafikmethoden: drawLine(x1,y1,x2,y2) Zeichnen einer Linie drawRect(x,y,b,h) Zeichnen eines Rechteckes drawOval(x,y,b,h) Zeichnen eines Kreises drawImage(...) Zeichnen eines Bildes drawString(text,x,y) Zeichnen von Text fillRect(x,y,b,h) Zeichnen eine gefüllten Rechteckes fillOval(x,y,b,h) Zeichnen eines gefüllten Kreises (Ellipse) (x,y=Koordinaten, b,h=Breite,Höhe) Graphics hat einige Eigenschaften, die verschiedene Grafikmethoden beeinflussen: setColor(color) setzt die aktuelle Zeichenfarbe Die Programmiersprache Java unterstützt eine große Vielfalt von Farben, diese können vom Programmierer durch Mischen von Rot, Grün und Blau erzeugt werden. Neben dem Mischen von Farben sind bereits Standardfarben definiert: Color.red Color.green Color.blue Color.magenta setFont(...) setzt den aktuellen Font für drawString() Siehe

17 Grafikprogrammierung: Linien und Text
Erzeugen Sie ein Applet mit einer Breite von 300 und einer Höhe von 240 Punkten. Erzeugen Sie die Methode paint(), siehe Folie 17. Mit der ersten Anweisung in paint() sollte zunächst die Größe des Zeichenbereiches ermittelt werden. Dies geschieht durch Aufruf von getSize(). Die Größe wird in einem Objekt rahmen vom Typ Dimension gespeichert und kann für die weiteren Zeichenmethoden hilfreich sein. Dimension rahmen=getSize(); Es werden zwei waagerechte Linien bei Y-Position 80 und 200 gezeichnet. Die Linien sollen über die gesamte Breite des Zeichenbereiches gehen (Breite aus rahmen benutzen): g.drawLine(0,80,rahmen.width,80); g.drawLine(0,200,rahmen.width,200); Nun den Text „Medien“ unterhalb der 2. Linie zeichnen, Es wird von einer Schriftgröße von 15 Punkt ausgegangen: g.drawString(“Medien“,40,200+15); 80 200 215 Resultat 40

18 Grafikprogrammierung: Rechtecke
Es soll nun ein Balkendiagramm bestehend aus fünf Rechtecken gezeichnet werden. Dazu ist die Zeichenfarbe auf rot zu setzen: g.setColor(Color.red); Die Balken sollen ab X-Position 40 und oberhalb der 2. Linie (Y-Position 200) gezeichnet werden. Sie sollen 9 Punkte breit und 50, 55, usw. Punkte hoch sein. Der horizontale Abstand soll 1 Punkt betragen, die Balken werden also an die X-Positionen 40, gezeichnet. Die folgende Methodenaufrufe zeichnen nun die Rechtecke: g.fillRect(40,150,9,50); g.fillRect(50,145,9,55); g.fillRect(60,140,9,60); g.fillRect(70,135,9,65); g.fillRect(80,120,9,70);

19 Grafikprogrammierung: Schleifen
Schleifen werden verwendet, wenn Teile eines Programmes mehrmals nacheinander ausgeführt werden sollen. Durch Schleifen muß der zu wiederholende Programmteil nur einmal geschrieben werden. Schleifen verwenden eine Zählvariable, einen Startwert, Endwert und Schrittweite. Die Zählvariable wird durch die Schleife automatisch erhöht. Die Schleife wird bei Erreichen des Endwertes abgebrochen. Die Zählvariable kann als Variable in der Schleife verwendet werden, um die Aktionen in der Schleife vom Zählerstand abhängig zu machen. Schleifen werden häufig für die Grafikprogrammierung verwendet, da dort oftmals mehrere Elemente mit veränderlichen Eigenschaften gezeichnet werden. Schleifen können aber auch für andere Zwecke verwendet werden ! Für Schleifen in Java gilt folgende Syntax: for (Startwert;Bedingung;Schritt) { hier folgt der zu wiederholende Programmteil, in geschweifte Klammern eingeschlossen } Die folgende Schleife führt die Grafikfunktion drawRect(...) 5 mal aus. Die Zählvariable i durchläuft dabei die Werte Der Wert 5 wird nicht mehr ausgeführt, da die Bedingung heisst: “solange i kleiner 5“. Die Zählvariable i wird in der Grafikfunktion zur Berechnung der Position des Rechteckes benutzt: for (int i=0;i<5;i=i+1) { g.drawRect(i*10,0,9,100); } Wie lautet die Schleifenanweisung für eine Schleife von 0 bis 90 mit Schrittweite 10 ?

20 Grafikprogrammierung: Beispiel für Schleifen
Die 5 Methodenaufrufe zum Zeichnen der Balken sollen durch eine Schleife ersetzt werden, Dabei sind die Werte für die X-Position, und die Höhe in der Schleife zu berechnen. Die Höhe soll die Werte 50, 55, 60, 65, 70 durchlaufen. Für die Höhe gilt somit folgende Formel h=50+i*5; Die X-Position soll die Werte 40, 50, 60, 70, 80 durchlaufen. Für die X-Posotion gilt somit folgende Formel x=40+i*10; Da die Balken auf dem Boden stehen, die Grafikroutinen aber von oben rechnen, muß auch die Y-Position neu berechnet werden. Dabei gilt, daß die Summe von Y- Position und Höhe genau 200 sein muß. Die Y-Position ist somit die Differenz: y=200-h; Die Schleife wird mit dem Schlüsselwort for realisiert. Dahinter folgt in runden Klammern die Erzeugung der Zählvariable und Zuweisung des Startwerts 0, der (nicht erreichte) Endwert 5 und der Zählschritt. Dahinter folgt in geschweiften Klammern der mehrmals auszuführende Programmteil: for (int i=0;i<5;i=i+1) { int h=50+i*5; int x=40+i*10; g.fillRect(x,200-h,9,h); } Das Resultat sehen sie auf Folie 20.

21 Netzwerkkommunikation
Computernetzwerk luwi12.ee.htwm.de tc-pi.ee.htwm.de Programme können über Netzwerke (z.B. das Internet) kommunizieren. Bei solchen Programmen spricht man von Client-Server-Applikationen. Beispiele sind Dateiserver, Web-Server, -Server, Datenbanken, Chat-Server, Internet-Telephony. Programme gehen dazu währen ihres Ablaufes temporär eine Verbindung ein, die immer vom Client eingeleitet wird. Über dieser Verbindung können Daten in beiden Richtungen ausgetauscht werden. Das Internet ist weltweit. Server- Programm Client- Programm Verbindungsaufbau durch den Client (Connect) Datentransfer Verbindungsabfbau durch den Client oder Server

22 Netzwerkkommunikation in Java
Netzwerkkommunikation ist für viele Applikationen gerade im Internet sehr wichtig. Deswegen wird Netzwerkkommunikation durch Programmiersprachen unterstützt. Server- Programm Client- Programm ServerSocket Socket Socket DataInputStream PrintStream PrintStream DataInputStream In Java wird Netzwerkkommunikation durch bereits fertige Klassen unterstützt. Diese Klassen befinden sich in den Bibliotheken java.net.* und java.io.* Der Socket ist ein Endpunkt einer Verbindung im Client und im Server. Ein Socket- Objekt wird benötigt, um Verbindungen auf- und abbauen zu können. Weiterhin werden zwei Stream-Objekte benötigt, die die Datenströme (vom Socket kommend = DataInputStream und in den Socket gehend = PrintStream) repräsentieren. Über die „Streams“ kann das Programm Daten senden und Daten empfangen. Im Server muss zusätzlich ein weiteres Objekt der Klasse ServerSocket angelegt werden. Dieses Objekt dient der Annahme von Verbindungsanforderungen durch Client- Programme.

23 Netzwerkkommunikation: Verbindungsaufbau im Client
Verbindungsaufbau zum Server luwi12.ee.htwm.de Port 4444 (freier Port) try { socket = new Socket("luwi12.ee.htwm.de",4444); os = new PrintStream(socket.getOutputStream()); is = new DataInputStream((socket.getInputStream())); ausgabe.setText(“Connected“); } catch (Exception e) { ausgabe.setText(“Error: “+e); } Testen Sie diesen Programmcode in einer Button-Ereignisbehandlungsmethode. Vergessen Sie nicht, folgende Bibliotheken am Beginn in das Applet einzubinden: import java.net.*; import java.io.*; Was ist try und catch (versuche und fange). Netzwerkoperationen sind im Gegensatz zu lokalen Operationen fehleranfällig. Solche Operationen lösen im Programm Exceptions (Ausnahmen) aus, immer wenn der geplante Ablauf aus unvorhersehbaren Gründen (z.B. Netzwerkfehler) nicht vollendet werden kann. Fehleranfällige Methoden werden deshalb in try { Fehleranfällige Methoden } verpackt, was soviel heisst wie versuche. Danach folgt catch (Exception e) { Fehlerbehandlung }. Die Fehlerbehandlung wird nur ausgeführt, wenn es daneben gegangen ist, man sagt, eine eine Ausnahme (Exception) ist eingetreten. Testen Sie die Fehlerbehandlung im obigen Beispiel, indem Sie eine falsche IP-Adresse oder Portnummer eingeben.

24 Netzwerkkommunikation: Daten empfangen
Der Empfang wird durch Aufruf der Methode readLine() eines DataInputStream- Objekte realisiert. Dieses Objekt heißt im Beispiel is. Die Methode wartet solange, bis Daten empfangen werden und liefert diese Daten als String zurück: String daten; daten=is.readline(); Da ein Programm nicht weiß, wann Daten von der anderen Seite kommen, muss es ständig die Methode readline() aufrufen. Problematisch ist aber, dass durch das Warten der Funktion das gesamte Programm blockiert und auf keine Eingabe der Nutzers mehr reagieren kann. Deshalb benutzt man einen Empfangs-Thread. Ein Thread (Faden) ist ein Programmteil, der im Hintergrund läuft, ohne das eigentliche Programm zu unterbrechen. Dazu muss im Applet die Methode run() angelegt werden. Darin ist mit for (;;) eine Endlosschleife enthalten. Diese Schleife läuft bis zum Beenden des Programmes oder Eintreten einer Exception (z.B. Verbindung wurde beendet). public void run() { String daten; try { for (;;) { daten=is.readLine(); ausgabe.setText(daten+"\n"); } } catch (Exception e) {} }

25 Netzwerkkommunikation: Daten senden
Das Senden von Daten passiert meistens auf Anforderung des Benutzers. Dazu erstellt man i.d.R. eine Ereignisbehandlungsmethode für einen Button. In der Ereignisbehandlungsmethode befindet sich der Programmcode zum Senden. Die zu sendenden Daten können z.B. aus einem Eingabefeld entnommen werden. Bevor Daten gesendet werden können, muss zuvor mit einem Socket eine Verbindung hergestellt worden sein und der PrintStream os erzeugt worden sein. Zu Beachten ist wieder, dass sich Netzwerkmethoden in einer try {...} catch (...) {...} Konstruktion befinden müssen. void buttonSend_Action(java.awt.event.ActionEvent event) { String data; try { data=eingabe.getText()+"\n"; os.println(data); } catch (Exception e) { } } Das komplette Beispiel finden Sie unter:

26 Datenbanken: Aufbau Beispiel-Datenbanksystem Oracle Datenbanksysteme sind Serverprogramme, die auf speziellen Rechnern laufen. Über ein Computernetz kann ein Nutzer auf diese Daten zugreifen, um danach zu suchen, Daten zu ändern, anzulegen oder zu löschen (unter Beachtung seiner Berechtigungen). luwi12.ee.htwm.de Datenbanken verwalten Datenbestände in Unternehmen. In einer Datenbank befinden sich eine Reihe von Tabellen. Diese Tabellen bestehen wieder aus Spalten und Zeilen. In den Tabellen sind die eigentlichen Daten gespeichert. Unten sehen Sie eine Tabelle handel. Diese Tabelle enthält fünf Spalten und vier Datenzeilen. personal kunden handel handel nr titel text preis autor 1 Festplatte Seagate 1,5 GB, IDE 89 2 VW Golf II km, weiss, TÜV 2001 6000 3 Handy Nokia 6210 240 4 Katze 3 Jahre, schwarz-weiss, stubenrein

27 Datenbanken: SQL Datenbankapplikationen verwenden eine gemeinsame standardisierte Sprache zur Kommunikation mit der Datenbank: SQL SQL wird von allen Datenbanken verstanden. Durch SQL ist es einfach möglich, das Datenbanksystem zu wechseln. SQL enthält vier wesentliche Operationen SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE Im Beispiel der Tabelle handel wären folgende SQL-Aufrufe möglich. SELECT * FROM handel holt alle Zeilen aus der Tabelle handel SELECT * FROM handel WHERE preis< holt nur die Zeilen aus der Tabelle handel, wo der Inhalt der Spalte preis kleiner als 150 ist UPDATE handel SET text=‘Nokia 5210‘, preis=120 WHERE nr=3 ändert den text und preis der Zeile mit der Nummer 3 INSERT INTO handel VALUES (nr.nextval,‘Musik-CD‘,‘‘,20,‘‘) fügt eine neue Zeile hinzu: nr=0, name=‘Musik-CD‘, text bleibt leer, preis=20, autor bleibt leer. nr wird nicht direkt angegeben, nr.nextval ermittelt den nächsten möglichen Wert. DELETE FROM handel WHERE nr=2 löscht die Zeile mit der Nummer 2 Beachten Sie, dass Text- und Zahlenspalten unterschieden werden. Inhalte für Text- Spalten werden in ‘Hochkomma‘ geschrieben, Zahlen nicht. Überlegen Sie, wie die Aufrufe für weitere Operationen heißen. Testen Sie diese unter

28 Datenbanken: Programmieren in Java
Der Zugriff auf Datenbanken erfordert spezielle Klassen. Diese Klassen befinden sich im der Bibliothek jdbc.sql.* Am Anfang muss ein Driver-Objekt erzeugt werden. Dazu muß der Datenbankhersteller ein spezielle Klasse bereitstellen. Die Klasse Driver ist das Kommunikationprotokoll mit der Datenbank. Die Klasse Driver hat eine Methode connect(“...“). Diese Methode stellt unter Angabe eines Konfigurationstextes eine Verbindung her und erzeugt dein Connection-Objekt. Der Konfigurationstext enthält IP- Adresse der Datenbank, Nutzername, Kennwort und anderes. Die Klasse Connection stellt die aktive Verbindung zu einer Datenbank dar. Während dieser Verbindung können mit der Methode createStatement() Statement-Objekte erzeugt werden. Die Klasse Statement erlaubt das Absetzen von SQL-Befehlen mit der Methode executeQuery(“...“). Dabei muss der SQL-Befehl als String- Wert übergeben werden. Die Klasse ResultSet erlaubt die Auswertung von Abfrageresultaten. Dies ist immer nach einem SQL-SELECT-Befehl notwendig. Mit der Methode next() wird jeweils der folgende Datensatz geholt. Mit der Methode getString(...) kann man über die Nummern 1, auf die Felder in diesem Datensatz zugreifen. new oracle.Driver Driver driv.connect(“...“) Connection conn.createStatement() Statement stmt.executeQuery(“....“) ResultSet rset.next(); rset.getString(...);

29 Datenbanken: Verbindung aufnehmen
Die Kommunikation mit einer Datenbank erfordert eine Anpassungsklasse (Treiber). Diese Klasse realisiert die Kommunikation mit der Datenbank. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass sich diese Klasse mit im Applet-Verzeichnis befindet, da sie nicht in den Java- Standardbibliotheken enthalten ist. Von dieser Klasse wird ein Objekt driver erzeugt. Anschließend wird mit connect() die Verbindung zum Datenbankserver hergestellt. Damit dies bei Ablauf des Applets nur einmal erfolgt, wird mit if (db==null) getestet, ob noch keine Verbindung besteht, und nur dann der Verbindungsaufbau durchgeführt. 1 try { ausgabe.setText(""); // Konfigurationstext für die connect()-Methode String 6     // Verbindung zur Datenbank herstellen, wenn noch nicht getan 7     if (db == null) 8     { 9      // Treiber-Klasse laden 10        ausgabe.appendText („Erzeuge Treiber-Objekt"\n"); 11        Driver driver=(Driver) new oracle.jdbc.dnlddriver.OracleDriver(); 12        // Verbinden 13        ausgabe.appendText ("Verbinden mit "+connect_string+"\n"); 14        db=driver.connect(url,new java.util.Properties()); 15        ausgabe.appendText ("Verbindung hergestellt\n"); 16     } 17 } catch (Exception e) 18 { 19      // Fehlermeldung ausgeben 20     ausgabe.appendText (e + "\n"); 21 }

30 Datenbanken: SQL-Befehl ausführen
Wenn eine Verbindung mit einer Datenbank besteht (ein Connection-Objekt existiert) dann können über diese Verbindung SQL-Befehle erzeugt und ausgeführt werden. Zunächst wird ein Objekt der Klasse Statement erzeugt (3, Statement=SQL-Anweisung). Mit der Methode executeQuery() des Statement-Objekts stmt wird der SQL-Befehl ausgeführt (7), der zuvor in der Textvariablen sql gespeichert wurde (5). Das Ergebnis wird in einem Objekt der Klasse ResultSet gespeichert. In einer while()-Schleife werden die Zeilen des Abfrageergebnisses angezeigt. 1 try { // Ein Statement-Objekt erzeugen 3     Statement stmt = db.createStatement(); 4     // SQL-Befehl ausführen 5     String sql="SELECT * FROM handel"; 6     ausgabe.appendText (sql+" ...\n"); 7     ResultSet rset=stmt.executeQuery(sql); // bei SELECT müssen Daten angezeigt werden, hierzu wird eine while()-Schleife // verwendet, die solange ausgeführt wird, wie ergebnis.next() Daten liefert    while (rset.next()) { 11      ausgabe.appendText(rset.getString(1)+", " 12         + rset.getString(2)+", " 13         + rset.getString(3)+", " 14         + rset.getString(4)+", " 15         + rset.getString(5)+"\n"); 16     } 17 } catch (Exception e) 18 { 19     // SQL-Befehl gescheitert, Exception ausgeben 20     ausgabe.appendText (e+"\n"); 21 }     

31 Browser: HTML-Tags für Applets
Jedes Applet wird durch ein HTML-File aufgerufen. In den Beispielprojekten wurde das HTML-File durch Visual Cafe automatisch erzeugt und heißt autogen_....html In diesem HTML-File steht nichts weiter als der Aufruf des Applets durch das HTML- Tag <APPLET ...>. Aber mit diesem Tag kann das Applet in beliebige HTML-Seiten eingebunden werden. Das APPLET-Tag hat mehrere Attribute: Klassenname CODE, Ort der Klasse CODEBASE, die Breite WIDTH und die Höhe des Applets HEIGHT. Im folgenden ist ein automatisch erzeugtes HTML-File zu sehen. Die zu startende Applet-Klasse heißt GrafikApplet.class, das Applet wird mit einer Größe von 300 x Bildpunkten dargestellt. <HTML> <HEAD> <TITLE>Autogenerated HTML</TITLE> </HEAD> <BODY> <APPLET CODE="GrafikApplet.class" CODEBASE="..." WIDTH=300 HEIGHT=240> </APPLET> </BODY> </HTML> Manchmal findet man auch das Attribut CODEBASE="...". Dies gibt den URL der Klasse an und ist notwendig, wenn die Klasse nicht in dem selben Verzeichnis, wie die HTML-Seite abgelegt ist. Auf diese Art können die Klassen auch von einem ganz anderen Server geladen werden (siehe Chat-Beispiel).

32 Browser: Bibliotheken
Wenn Applets in einem Browser ausgeführt werden sollen, müssen alle im Applet verwendeten Bibliotheken bereitgestellt werden. Bibliotheken sind Verzeichnisse, in denen sich viele Klassen befinden. Wenn ein Applet Bibliotheken verwendet sind diese entweder am Beginn des Programmcodes eingebunden: oder Sie werden direkt in der Zeile angegeben, wo sie verwendet werden: Was müssen Sie tun, damit, ein Applet, welches symantec-Klassen benutzt, mit Netscape ausführbar sein soll ? import jawa.awt.*; import java.applet.*; import symantec.itools.multimedia... Die Standardklassen (java...) sind bereits im Browser eingebaut. Sie brauchen damit nicht mit dem Applet bereitgestellt werden. Alle andern vom Applet verwendeten Klassen, z.B. symantec... müssen entweder im CLASSPATH-Verzeichnis auf dem Nutzersystem oder im Download-Verzeichnis auf dem Web- Server bereitgestellt werden. Da bei Applets meist kein Zugriff auf das Nutzersystem besteht, müssen diese Klassen mit ins Downloadverzeichnis ! // Take out this line if you don't ... symantec.itools.lang.Context...

33 Browser: Java-Versionen
Java gibt es bereits in zwei Versionen 1.0 und 1.1. Die Version 1.1 ist leistungsfähiger, kann aber von den älteren Browsern nicht ausgeführt werden. Java 1.1-Applets können erst ab Internet-Explorer 4.0 und Netscape 4.6 ausgeführt werden. Wenn ein Nutzer einen solchen Browser oder neueren nicht besitzt, führt das Applet zu einem Fehler. Bei Java 1.1 sollte man den Nutzer darauf hinweisen, dass diese HTML- Seite Java Applets enthält, die mit folgenden Browser sichtbar sind ... Es ist manchmal auch ratsam Applets mit der älteren Java-Version zu implementieren. Dadurch können auch ältere Browser verwendet werden. Problematisch an dieser Stelle ist, dass neuere Entwicklungsumgebungen (Visual Cafe 2.0) mit der neueren Java-Version arbeiten und dadurch der von der Entwicklungsumgebung generierte Code Methoden enthält. In diesem Fall kann man nur durch eine nachträgliche Bearbeitung des Java- Quelltextes alle 1.1-Methoden durch ihre 1.0-Vorgänger ersetzen. setBounds() -> reshape() setSize() -> resize() Weiterhin wurde die Ereignisverarbeitung geändert, so dass auch hier Änderungen notwendig sind. Folgender Ausschnitt zeigt die Ereignisverarbeitung in Java 1.0 am Beispiel eines Buttons. Die Methode handleEvent gibt es in Java 1.1 nicht mehr. public boolean handleEvent(Event event) { if (event.target == plusButton && event.id == Event.ACTION_EVENT) { plusButton_Clickes(event) return true; } return false; }

34 Browser: Appletparametern im HTML-File
Im HTML-File können Parameter für Applets angegeben werden. Parameter werden benutzt, um das Verhalten eines Applets zu beeinflussen, ohne das das Applet neu programmiert werden muß, z.B. bei einem Chat-Applet die Server-Adresse zu übergeben. Parameter werden mit dem Tag PARAM angegeben. Dieser Tag hat zwei Attribute. NAME gibt dem Namen eines Startwertes an, VALUE gibt den variablen Wert für den Startwert an. <APPLET CODE="ChatApplet.class" WIDTH=300 HEIGHT=240> <PARAM NAME="server" VALUE="luwi12.ee.htwm.de"> <PARAM NAME="port" VALUE="4444"> </APPLET> Vorteile: Die Startwerte können geändert werden ohne daß das Applet geändert und neu compiliert werden muß. Im Programmcode des Applets können die Parameter aus dem HTML-File abgefragt werden. In der folgenden Programmzeile Parameter mit dem Namen “server“ abgefragt. Diese Abfrage liefert im Beispiel den Wert “luwi12.ee.htwm.de“. Dieser Wert wird in der Textvariablen text gespeichert. String text=getParameter("server"); Mit Parametern können nur Textwerte übergeben werden. Wenn ein Zahlenwert übergeben werden soll, ist diese Zahl als Text zu schreiben und im Programmcode in eine Variable vom Typ int umzuwandeln. String text=getParameter("port"); int port=Integer.valueOf(text).intValue();

35 Entwicklungsumgebungen
Java-Programme entstehen durch Compilieren eines Java-Quelltextes. Diese Aufgabe wird durch einen Compiler in wenigen Sekunden erfüllt. Die Hauptaufgabe bei der Programmierung ist das Erstellen der Quelltexte. Dies kann im Einzelfall mit einem normalen Texteditor erfolgen, erfordert aber vom Programmierer die vollste Kenntnis der Programmiersprache Um den Entwicklungszyklus zu beschleunigen, und auch ungeübte Programmierer in die Lage zu versetzen, Java-Programme zu schreiben, werden spezielle Programme (Entwicklungsumgebungen) angeboten. Was leisten Entwicklungsumgebungen: Projektverwaltung: Abspeichern der Arbeitsumgebung und Einstellungen, Module verwalten, Dokumentation Automatismen: Automatisches Anlegen von neuen Programmodulen, Automatische Quelltextgenerierung bei Standardaufgaben z.B. die Erstellung von Formularen, Komponenten und deren Eigenschaften, Erzeugen von Ereignisbehandlungsroutinen Hilfesysteme: Über Schlüsselwörter in Quelltexten kann Hilfeinformationen zu den Sprachelementen sowie den fertigen Bibliotheken und deren Funktionen abgerufen werden. Debugging: Ein Möglichkeit ein Programm zum Zweck der Fehlerbeseitigung schrittweise auszuführen, um es an bestimmten Stellen kontrollieren zu können Eine dieser Entwicklungsumgebungen für Java ist die Software Visual Cafe von Symantec. Im folgenden werden wichtige Bedienschritte dieser Entwicklungsumgebungen beschrieben.

36 Visual Cafe: Bedienleiste
File-Menü Öffnen, Speichern von Projekten Drucken, Liste der zuletzt geöffneten Projekte Projekt: Compilieren und Ausführen Editoren: Property List Class Browser ... Komponentenbibliothek: Unten werden die Rubriken angezeigt und oben die Komponenten einer Rubrik Toolbar: wichtige Befehle sind hier angeordnet, z.B. Neu, Öffnen, Speichern, Ausschneiden, ... InteraktionsTool: Mit dem Interaktions-Tool werden neue Ereignisse in einem Formular erstellt

37 Visual Cafe: Erzeugen eines Projektes
Ein neues Projekt wird mit dem Befehl New Project ... Im Menü File erzeugt. Dabei erscheint ein Fenster, in dem die Art des Projektes ausgewählt werden muß. Bei Basic Application und Basic Applet wird bereits ein Formular angelegt Anschließend öffnet sich das Project-Fenster, welches alle zu einem Projekt gehörenden Formulare und deren Komponenten anzeigt. Nachdem das Projekt erzeugt wurde, sollte es sofort im eigenen Home-Bereich abgespeichert werden. Dazu wird der Befehl Save As... im Menü File benutzt. Ansonsten speichert Visual-Cafe selbst das Projekt in einem eigenem Verzeichnis.

38 Visual Cafe: Komponentenbibliothek
Die Komponentenbibliothek enthält Komponenten, die in Formulare eingefügt werden können. Die Standard-Komponenten befinden sich in der Rubrik Standard: Button, TextField, Label. Sie sind auf Folie 4 beschrieben. In Shapes befinden sich geometrische Figuren Unter Multimedia befinden sich Komponenten zu Wiedergabe von Bild und Ton und grafische Effekte. TextField Label CheckBox Button

39 Visual Cafe: Attributliste
In der Property List (Attributliste) werden die verfügbaren Attribute einer Komponente und und deren Werte angezeigt. Die Komponenten haben teilweise verschiedene Attribute, eine Vielzahl von Attributen sind aber bei fast allen Komponenten vorhanden. Die Attributliste wird automatisch angezeigt, wenn eine Komponente im Formular markiert wird. Falls das Attributlistenfenster noch nicht angezeigt wird, erhält man es durch den Befehl „Properties“ im Rechte-Maustaste-Menü einer Komponente. Im nebenstehenden Beispiel ist ein Formular und die Attributliste eines Button zu sehen. Beim Button beschreiben die Attribute Größe, Position, Farben, Schrifttyp, Text usw. des Buttons. Alle Attribute haben Standardwerte, Im Beispiel wurden nur Background, Font/Size und Label geändert.

40 Visual Cafe: Attribute eines Buttons
Attribute und deren Bedeutung (die überschriebenen Attribute sind blau gekennzeichnet) Hintergrundfarbe Position und Größe Die Komponente soll aktiv sein Schrifttyp, Größe, Schrift format Schriftfarbe Inherit (erben) Eigenschaften werden vom Formular geerbt und nicht in dieser Liste festgelegt (Vordergrungfarbe) Die Aufschrift ist Login Die Komponente soll im Programm button1 heißen Die Komponente soll sichtbar sein (true)

41 Visual Cafe: Interaction Wizard
Der Interaction Wizard (Interaktionsassistent), dient zum Erzeugen von Ereignisbehandlungsmethoden für Komponenten in einem Formular. Der Interaction Wizard wird mit dem Befehl Add Interaction im Kontextmenü einer Komponente im Formular (rechte Maustaste auf Komponente) geöffnet. Im ersten Eingabefeld ist das Ereignis auszuwählen, für welches eine Ereignisbehandlungsmethoden erzeugt werden soll. Im zweiten Feld wird das Objekt ausgewählt, mit dem etwas passieren soll. Im dritten Eingabefeld wird ausgewählt, was mit dem Zielobjekt passieren soll. Im nebenstehender Abbildung wird für button1 das Ereignis Action erzeugt und label2 als Zielobjekt ausgewählt, für welches die Aufschrift geändert werden soll.

42 Visual Cafe: Class Browser
Der Class Browser ist ein nutzreicher Ersatz für den Quelltexteditor. Hier wird der Quelltext einer Klasse nicht zusammenhängend, sondern Methoden oder Daten einzeln dargestellt. Durch den Class Browser wird die Orientierung im Programmcode wesentlich einfacher. Es können einfacher neue Methoden hinzugefügt werden. Der Class-Browser besteht aus drei Bereichen: Oben links werden die zum Projekt gehörenden Klassen angezeigt Oben rechts die Methoden und Daten einer ausgewählten Klasse Unter der Programmcode der ausgewählten Methode oder Datendeklaration Der Class Browser wird durch den Befehle Class Browser im Menü Window geöffnet.