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Sommersemester 2004 Jan Drewnak Entwicklung und Einsatz von Geosoftware I Praktikum 04.05.2004 Sitzung 3 Sitzung 3: Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen.

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1 Sommersemester 2004 Jan Drewnak Entwicklung und Einsatz von Geosoftware I Praktikum Sitzung 3 Sitzung 3: Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen

2 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Klassen und Objekte OO-Programmierung: Welche Objekte lassen sich identifizieren? Was müssen diese Objekte können? Objekte bestehen aus Methoden und Daten! Beispiel Geo (vereinfacht): Punkte (Point) müssen erzeugt und nach ihren Koordinaten gefragt werden können. Gezeichnet wird auf einem Bildschirm (Screen), der eine bestimmte Auflösung und einen Rahmen hat. Gespeichert wird in einer Datei (Stream), die erzeugt oder gelesen wird.

3 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Klassen und Objekte Klassen deklarieren (class...) Jede Klasse braucht (mindestens) einen Konstruktor: Die Methode, die speziell zur Initialisierung der Klassenattribute notwendig ist. Bsp.: Punkt mit 2 Koordinaten initialisieren Methoden der Klasse deklarieren: Wie spreche ich mit einem Objekt der Klasse? Was will ich von dem Objekt? Bsp.: Distanz zwischen zwei Punkten berechnen Attribute (=Member-Variablen) von Klassen definieren: Wie und wo speichere ich für das Objekt nötige Informationen? Bsp.: X- und Y-Koordinate eines Punktes Der new-Operator erzeugt eine neue Instanz, also ein Objekt der Klasse.

4 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Methoden Konstruktor Attribute Beispiel Number class Number { int number_; Number(int numberIn) { number_ = numberIn; } int getNumber() { return number_; }

5 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Gültigkeitsbereiche der Variablen Klassen- und Instanzvariablen

6 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Sichtbarkeit/Bereich von Attributen und Methoden Zugriffs-Modifizierer static modifiziert zur beständigen Klassenvariable (= für alle Instanzen) final Konstante transient Marker für die Serialisierung volatile verhindert Optimierung Beispiele: private int number_; public int getNumber(){…}

7 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Bezeichner von Klassen und Variablen Bezeichner dürfen keine Leer- oder Sonderzeichen enthalten. Bezeichner dürfen keine Schlüsselwörter sein. elementare Typen klein ( int col ) Klassen groß ( class Point ) sprechende Namen verwenden ausreichend und sinnvoll kommentieren entweder Englisch oder Deutsch

8 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Referenzvariablen vs. elementare Variablen Elementare Variable: = Variablen elementarer Datentypen ( int, long, double,… ) Speicherplatz für einen Wert int size = 5; Referenzvariable: = Variablen für Objekte Zeiger auf eine Instanz Point center = new Point(1.0, 5.0);

9 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Arrays Arrays für elementare Datentypen int[] manyInts = new int[5]; manyInts[0] = 0; manyInts[4] = 4; int size = manyInts.length; // => size == 5; Arrays für Klasseninstanzen Point[] points = new Point[4]; points[0].output();// => run time error points[0] = new Point(0.0, 0.0); points[0].output();// => ok [0]0 [1] [2] [3] [4]4 manyInts TypArray!VariablennameKapazität

10 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Entwurf von Methoden (1) Nur die von der Methode zu lösende Aufgabe soll erledigt werden. Der Status des Objektes sollte sich durch die Methode nicht unerwartet ändern. Die Beschreibung der Methoden muss klar sein (Kommentare!).

11 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Entwurf von Methoden (2) Soll die Methode Ergebnisse liefern, muss ein Rückgabewert definiert werden (return-Anweisung). Methoden definieren Schnittstelle kapseln die Implementierung

12 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Konstruktor Spezielle Methode, die beim Instanziieren einer Klasse aufgerufen wird: Eine neue Instanz der Klasse Point wird erzeugt und die Referenz dieser Instanz in der Variablen center gespeichert: center = new Point(1.0, 5.0); Eine neue Referenz auf ein (noch nicht intanziiertes) Objekt der Klasse Point wird erzeugt: Point center;

13 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Methodendefinition Methoden werden beschrieben durch die Methodendeklaration: Rückgabetyp methodenName(Parametertyp1 parameter1, Parametertyp2 parameter2, …) z.B.: double getX() void setX(double xIn) die Methodendefinition: { lokalerTyp1 lokaleVariable1; lokalerTyp2 lokaleVariable2; Anweisung; } z.B.: double getX() { return x; } void setX(double xIn) { x = xIn; }

14 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Verwendung Methoden Die Methoden eines Objektes ruft man auf mit: InstanzName.methodenName( Variable1,... ); p1.getX(); int xCoord = p1.getX(); myX = 12.0; p1.setX( myX ); Methoden werden importiert (durch die Klasse(n), in der die Methoden definiert sind): import PackageName.Klassenname; oder import PackageName.*; import java.util.*;

15 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Programmfluss, Verzweigungen, Schleifen...und Modularisierung als Basis strukturierter Programmierung

16 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Programmfluss Die Ausführung eines Programms beginnt mit der Methode main(). Die Anweisungen in main() werden sequentiell (von oben nach unten) ausgeführt. Bei einem Methodenaufruf springt der Interpreter in die erste Zeile der Methode. Programmende = letzte Anweisung in main()

17 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Kontrollstrukturen für den Programmfluss Bedingungen if (Bedingung) { //Bedingung ist wahr Anweisungen; } else { //Bedingung ist nicht wahr Anweisungen; }

18 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Bedingungen: Java-Beispiel boolean regen_in_muenster; … regen_in_muenster = true; … if (regen_in_muenster == false) { System.out.println(Heute regnet es mal nicht!); } else { System.out.println(Heute regnet es mal wieder!); }

19 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Vergleichsoperatoren für if... else Konstruktionen ==, != (gleich, ungleich) <, <= (kleiner, kleiner gleich) >, >= (größer, größer gleich) &&, || (und, oder) Beispiel: if ((a == b) && (a == c)) { System.out.println (a, b und c sind identisch); }

20 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Schleifentyp I: for Zweck: dieselbe Anweisung mehrmals durchführen Es wird eine Laufvariable verändert: int i; for (i = 1; i <= 100; i++) { System.out.println("Wert von i " + i + "\n"); } Ausgabe: Zahlen von 1 bis 100 Schleifenkopf

21 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Schleifentyp II: while Zweck: dieselbe Anweisung mehrmals durchführen Überprüfung durch Vorbedingung (analog durch Nachbedingung) int i = 1; while (i <= 100) { System.out.println("Wert von i " + i); i++; } Ausgabe: Zahlen von 1 bis 100 Schleifenrumpf Vorbedingung

22 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Entwurfsmuster: Iterator (1) Ein Iterator ist ein Objekt, das es ermöglicht, die Elemente eines Collection-Objekts (z.B. List) nacheinander zu durchlaufen. Als Collection-Objekt bezeichnet man ein Objekt, das eine Sammlung (meist gleichartiger) Elemente eines Typs enthält. Ein Iterator implementiert folgende Methoden: hasNext() mit der überprüft wird, ob Elemente vorhanden sind, die noch nicht besucht wurden. next(), die das nächste unbesuchte Element liefert. point2 point4 point10 point CollectionIterator > > > >

23 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Entwurfsmuster: Iterator (2) import java.util.*; public class PointListExample { public static void main(String[] args) { List points; points = new java.util.ArrayList(); for (int i = 1; i < 8; i++) { points.add(new Point2D(i+1.0, i+2.0)); } Iterator itr = points.iterator(); while (itr.hasNext()) { Point2D p =(Point2D)itr.next(); System.out.println("Current Point: (" + p.getX() + "," + p.getY()+")" ); }

24 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Zusammenfassung Programmerstellung (Klassen, Variablen, Methoden, Konstruktoren) Programmfluss und -kontrolle if... else (Verzweigungen) Schleifen (for..., while...) Entwurfsmuster: Iterator

25 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Halbrichtig oder falsch? 1.Java lässt keine eigenen Typdefinitionen zu. 2.Daten sind Variablen. 3.Objekte und Instanzen sind Teile einer Klasse. 4.Objekte/Instanzen sind die einzelnen Variablen der jeweiligen Klasse. 5.Eine Klasse beinhaltet Variablen und Methoden. Die Variablen gehören zur gesamten Klasse und nicht zu der Instanz der Klasse. 6.Das Institut für Geoinformatik ist ein Objekt der Klasse Uni. 7.Mit einem Konstruktor legt man ein Objekt in der main-Methode an.

26 Klassen, Objekte, Arrays und Kontrollstrukturen Aufgabe 2 und 3 die HA 2 via an: Jan Drewnak & Arne Bröring bis Samstag, , 24.00h s.t. die HA 3 anschauen und Fragen stellen: Jan Drewnak & Arne Bröring bis Samstag, , 24.00h s.t.


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