Erste Programme mit Java

Präsentation zum Thema: "Erste Programme mit Java"—  Präsentation transkript:

1 Erste Programme mit Java
Grundelemente von Java Entwicklung von GUI-Anwendungen mit dem Java-Editor Übungen Helmut Paulus Speyer,

2 Grundelemente von Java
Teil 1 Grundelemente von Java

3 Was ist Java Eigenschaften von Java
Java ist eine objektorientierte Programmiersprache, die universell einsetzbar und für die Industrie als robuste Programmiersprache interessant ist. Bytecode und virtuelle Maschine Der Java-Compiler erzeugt keinen Maschinencode für eine spezielle Plattform und einen bestimmten Prozessor, sondern einen so genannten Bytecode (Zwischencode), für eine virtuelle Maschine. Der Bytecode ist plattformunabhängig. Auf dem jeweiligen System wird er von der Laufzeitumgebung, der Java Virtual Machine (JVM), übersetzt und ausgeführt.

4 Vorbereitung Werkzeuge
Java-Development-Kit (JDK) der Firma Sun, sowie die zugehörige Dokumentation und Tutorial Als Alternative zum Java-Compiler javac.exe kann der schnellere Compiler jikes.exe dienen Entwicklungsumgebung: Es genügt im Prinzip jeder Texteditor (Notepad usw., aber nicht zu empfehlen) Java-Editor (speziell für die Schule entwickelt) Ähnelt sehr stark der Delphi-DIE Mächtige Bibliotheken stehen zur Verfügung Java Hilfen (kostenlos zum Download) Java Tutorials der Firma SUN Handbuch der Java-Programmierung von Guido Krüger und Thomas Stark Download: Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Download:

5 Grundstruktur einer Java Anwendung
Quellcode einer Konsolenanwendung im Java-Editor Die Main-Methode innerhalb der Klasse Quadrat wirkt als Hauptprogramm.

6 Klassen, Dateien und Programme
Java-Programme sind aus Klassen aufgebaut. Eine Datei pro Klasse Quelltext: Dateiname = Klassenname.java class Quadrat { public static void main(String[] args) System.out.println(…); } Kennzeichen Es gibt kein separates Hauptprogramm Eine spezielle Methode einer (beliebigen) Klasse dient als Hauptprogramm: public static void main(String args[]) Der Compiler erzeugt class-Dateien: Klassenname.class Diese werden von der VM ausgeführt. Aufruf: java Klassenname (ohne class)

7 Java-Syntax Zuweisung = Vergleich == Anweisungsblock { … }
Variablendeklaration Überall im Programm möglich! Syntax: int index; Initialisierung mit Wert bei der Deklaration möglich: Syntax: int index = 0; Gültigkeitsbereich Ab der Zeile nach der Deklaration bis zum Ende des Blocks, in dem sie deklariert wurde … If (a > 0 ){ int b = a; }

8 Java-Syntax Fallunterscheidungen while Schleife For –Schleife
if (Bedingung) { … } else while Schleife while (Bedingung) { Anweisung; } For –Schleife for (int i=1; i<=n; i=i+1) { Anweisung; } Do–while – Schleife do { Anweisung; } while (Bedingung); Array int liste[] = new int[5]; Speicher für 5 Variablen vom Typ int; Die Indizierung beginnt immer mit 0 ! Länge eine Arrays: liste.length Zugriff auf einzelne Felder for (int i=0; i<5; i=i+1) { liste[i] = i*i; }

9 Java-Syntax Prozeduren Funktionen:
void tueWas(int i) { … } int quadrat(int i) { return i*i; } Rückgabetyp Rückgabewert Schlüsselwort Prozeduren und Funktionen unterscheiden sich in Java nur durch den Rückgabetyp. Funktionen/Prozeduren Keine Aufteilung in Interface und Implementierung können an beliebiger Stelle innerhalb einer Klassendefinition stehen. heißen in der Sprache der Objektorientierten Modellierung einheitlich ‚Methoden‘

10 Java-Grundlagen Bezeichner Logische Operatoren :
Erlaubt sind die Elemente des gesamten Unicode-Zeichensatzes Einschränkungen Das erste Symbol muss ein Buchstabe sein und keine Ziffer. Leerzeichen sind in Bezeichnern nicht erlaubt, ebenso viele Sonderzeichen. Java ist kontextsensitiv, d. h. Groß-/Kleinschreibung ist relevant . Logische Operatoren : • Konjunktion: && • Disjunktion: || • Negation: ! • „ungleich“: != Beispiele: Bedingungen (a > 0) && (b > 0) (a == 0) || !(b == 0)

11 Java-Grundlagen Primitive Datentypen
int, long : Ganze Zahlen (einfache bzw. doppelte Genauigkeit) float, double : Fließkommazahlen (einfache bzw. doppelte Genauigkeit) boolean : Wahrheitswerte (true, false) Zeichenketten (Strings) Zeichenketten werden durch Objekte der Klasse String repräsentiert. Strings sind, nachdem sie initialisiert sind, nicht mehr veränderbar! Die Klasse String stellt eine Reihe von Methoden zur Bearbeitung von Strings zur Verfügung. Strings können mit dem ‚+‘ Operator zu einem neuen String zusammengefügt werden. Beispiel String a = “Hallo Welt”; // Erzeugung und Initialisierung a = “Schöne Welt”; String neu = a + “ heute”; String-Objekte selbst lassen sich nicht verändern, aber eine Referenz kann auf ein anderes String-Objekt gelegt werden. Länge des Strings: int len = a.length();

12 Java-Grundlagen Typumwandlungen Primitiver Datentyp  Datentyp String
Funktion: String.valueOf() Beispiele: String zahl = String.valueOf( 10 );         String pi = String.valueOf( Math.PI ); Datentyp String  Primitiver Datentyp Funktionen: Integer.parseInt(String s ), Double.parseDouble( String s ), … Beispiel: String s = “3945“;   int i = Integer.parseInt( s );  

13 Java-Grundlagen Arithmetische Operatoren :
+, -, *, / Der Ergebnistyp hängt von den Typen der Operanden ab! Bei gleichen Typen wird der Typ beibehalten. Beispiel: 1 / 2 ergibt 0, da beide Operanden vom int - Typen sind. Bei unterschiedlichen Typen, beispielsweise int und float, so entspricht der Ergebnistyp des Teilausdrucks dem größeren der beiden Operanden % Modulo – Operator Zuweisungskompatibilität zwischen primitiven Datentypen Erlaubt sind Zuweisung in Pfeilrichtung: int  long  float  double Mit Hilfe des Type - Cast – Operators können Typumwandlungen auch entgegen den Pfeilrichtungen vorgenommen werden, als Zuweisungen von größeren an kleinere numerische Typen. Schema: (type) a wandelt den Ausdruck a in einen Ausdruck vom Typ type um Beispiel: int wuerfelZahl = 1 + (int) (Math.random()*6); Typ int Type-Cast-Operator Ausdruck vom Typ double

14 Entwicklung von GUI-Anwendungen mit dem Java-Editor
Teil 2 Entwicklung von GUI-Anwendungen mit dem Java-Editor

15 GUI-Anwendungen GUI-Anwendungen benutzen AWT (Abstract Window Toolkit)- bzw. Swing-Komponenten : RechnerGUI tFZahl1 : Textfield lAnzeige : Label bCL : Button Das Formular (Frame) enthält Komponenten (GUI-Objekte) vom Typ: Frame, TextField, Button, Label, Panel Java ist kontextsensitiv! Es gilt die Vereinbarung, dass Klassennamen stets mit einem Großbuchstaben beginnen, Objektnamen (Variablen, Prozeduren…) mit kleinen!

16 Ein- und Ausgabe von Daten
public void bPlus_ActionPerformed(ActionEvent evt) { //Eingabe – Übernahme aus den GUI-Objekten double a = Double.parseDouble(tFzahl1.getText()); double b = Double.parseDouble(tFzahl2.getText()); //Verarbeitung double erg = a + b; //Ausgabe – Übergababe an die GUI-Objekte tFErgebnis.setText(Double.toString(erg)); } Der Zugriff auf die Attribute der Textfelder erfolgt stets mit Hilfe der Methoden getText() – zur Eingabe setText() – zur Ausgabe Da die Daten als Zeichenketten gespeichert sind, müssen sie zur weiteren Verarbeitung in Zahlentypen umgewandelt werden.

17 Die Klasse „RechnerGUI“
import java.awt.*; import java.awt.event.*; public class RechnerGUI extends Frame { // Anfang Attribute // Ende Attribute public RechnerGUI(String title) // Frame-Initialisierung …………. // Anfang Komponenten // Ende Komponenten setResizable(false); setVisible(true); } // Anfang Methoden // Ende Methoden public static void main(String[] args) new RechnerGUI("Rechner"); Einbinden der AWT-Komponenten Deklaration der Klasse RechnerGUI als Erweiterung der Klasse Frame (extends) Konstruktor : Initialisierung, Erzeugung und Initialisierung der weiteren GUI-Objekte Ereignisbearbeitung und weitere Methoden Die main-Methode ruft den Konstruktor auf, wodurch das Programmformular erzeugt wird. Die Datei wird unter dem Namen der Klasse RechnerGUI gespeichert (RechnerGUI.java).

18 Mit dem GUI-Designer wird die Benutzungsoberfläche erstellt.
Quellcode public class Rechner extends Frame { // Anfang Attribute private TextField tFzahl1 = new TextField(); private TextField tFzahl2 = new TextField(); private TextField tFErgebnis = new TextField(); private Button bPlus = new Button(); // Ende Attribute Mit dem GUI-Designer wird die Benutzungsoberfläche erstellt. Die Komponenten werden als Attribute des Formulars deklariert und erzeugt. bPlus.setBounds(48, 136, 27, 25); bPlus.setLabel("+"); bPlus.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent evt) bPlus_ActionPerformed(evt); } }); cp.add(bPlus); Im Abschnitt Komponenten werden Größe und Beschriftung der Komponenten gesetzt; alle GUI-Objekte werden dem Panel cp (content-panel) zugeordnet. Für den Schalter bPlus wird ein Ereignis-prozedur für das Anklicken des Schalters implementiert. Die Ereignisprozedur ruft die Prozedur ActionPerformed auf, die im Abschnitt Ereignisse zu implementieren ist.

19 Ereignismodell von Java
Beim Anklicken eines Schalters wird ein Ereignis ausgelöst, das ActionEvent genannt wird. Bei Java werden die Ereignisse an so genannte Ereignislauscher (ActionListener) geschickt. Ein Objekt, das auf ein Ereignis reagieren will, muss sich bei einem solchen ActionListener anmelden. Der Schalter erledigt dies mit der Methode addActionLister. Der dabei übergebene ActionListener enthält lediglich die Ereignismethode actionPerformed, die beim Anklicken ausgeführt wird. ActionEvent button ActionListener bPlus.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent evt) { bPlus_ActionPerformed(evt);}}); ruft auf ruft auf bPlus_ActionPerformed(ActionEvent evt) {} Der Java-Editor erzeugt automatisch den notwendigen Quellcode.

20 Übungen Ergänzen Sie das Programm Rechner.
Implementieren Sie weitere Funktionen: z. B.: ggT(a,b) als Funktion

21 Teil 3 Übungen Helmut Paulus Speyer,

22 Aufgabe 1 Wann werde ich Millionär? Anfordungen:
Nach Eingabe von Anfangskapital und Zins-satz wird berechnet, nach wie viel Jahren das Kapital einen bestimmten Endbetrag erreicht hat. Die Zinsen werden jährlich gutgeschrieben (Zinseszins).

23 Aufgabe 2 Würfelspiel Entwickeln Sie ein Programm das folgendes Spiel simuliert. Man wirft vier Würfel und gewinnt, wenn mindestens 2 Würfel die Augenzahl 5 oder 6 zeigen. Anforderungen: Die vier Augenzahlen werden angezeigt und es wird feststellt, ob man gewonnen hat.

24 Aufgabe 3 Doppelwürfel In der Wahrscheinlichkeitsrechnung werden oft Würfelexperimente untersucht. Dabei interessiert man sich für die absolute und relative Häufigkeit des Auftretens bestimmter Ergebnisse, z.B. der Augensumme 5 beim Wurf mit zwei Würfeln. Dazu würfelt man z.B mal mit zwei Würfeln und zählt, wie oft bestimmte Ergebnisse auftreten. Die Durchführung dieses Zufallsexperiments ist langwierig und langweilig. Aufgabe: Entwickeln Sie ein Java-Programm, das diese Aufgabe erledigt. Anforderungen: Bei jedem Wurf werden die beiden Augenzahlen addiert und die zugehörige Zählvariable um 1 erhöht. Es gibt insgesamt 11 solcher Zählvariablen vom Typ int, da die Augenzahlen 2 bis 12 auftreten können. Die Ergebnisse sollen in einem mehrzeiligen Textfeld (TextArea) ausgeben werden.

25 Links und Literatur Bildungsserver Hessen: Bildungsserver Rheinland-Pfalz Fortbildungsmaterial: Handbuch der Java-Programmierung von Guido Krüger und Thomas Stark Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom