Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 1 Einführung in die Programmiersprache Java.

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1 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 1 Einführung in die Programmiersprache Java

2 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 2 Geschichtliche Entwicklung von Java 1991- Projekt “Green” (James Gosling), Interpreter Oak Herbst 1992 - *7 (“Star Seven”) - Fernsteuerung 1994 - Web Browser (HotJava) 1995 - Fa. Netscape integriert eine JVM in ihren Browser Januar 1996 - JDK 1.0.2 1996 - JDBC, JavaBeans, Java WorkShop, Visual Cafe, J++,... 1997 HotJava 1.0, JDK 1.1 1998 Java-Plattform 2

3 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 3 Eigenschaften von Java Portabel –Entwurf einer virtuellen Maschine –Java-Bytecode, Just-in-Time-Compiler –alle Datentypen in Java sind exakt festgelegt Objektorientiert –Java ist vollständig objektorientiert aufgebaut –Kapselung, Vererbung, Polymorphie –kein Direktzugriff auf Strukturen, kein Datentyp Zeiger Multithreaded –Methoden zur Interprozeß-Kommunikation und Synchronisation

4 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 4 Eigenschaften von Java Verteilt –Standardbibliothek enthält Klassen zur einfachen Erstellung von Client-Server-Applikationen Robust –Verzicht auf Zeigertypen –keine direkte Speicherfreigabe mit free –strenge Typprüfung, kein Überladen von Operatoren, Einschränkung automatischer Typumwandlung Sicher –Bytecode-Verifizierer –Einschränkung auf Zugriff lokaler Dateien –signierte Applets

5 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 5 Die Struktur von Java Java-Programm Java-Bytecodedateien... Datei 1 Datei n JVM Compiler Interpreter/JIT-Compiler

6 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 6 Ihr erstes Java-Programm Erstellen der Datei Hello.java public class Hello { public static void main(String args[]){ System.out.println(“Hello World!”); } Übersetzen des Quelltextes: javac Hello.java Ausführen des Programmes: java Hello

7 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 7 Die Sprachelemente von Java

8 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 8 Der Unicode-Zeichensatz Unicode-Zeichensatz –jedes Zeichen wird mit 16 Bit dargestellt –ASCII-Code ist eine Untermenge von Unicode –Darstellung von Unicode-Zeichen durch Escape-Sequenz \u –Bezeichner und Klassenname können Unicode-Zeichen enthalten Umsetzung von Java-Quelltext in Unicode-Zeichen-Sequenz UTF-8-Codierung –De- bzw. Codierungsmethoden in DataOutputStream bzw. DataInputStream

9 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 9 Blöcke Anweisungblöcke fassen Anweisungen zusammen if (bedingung) { tue_dies(); tue_das(); } in Blöcken vereinbarte Variablen dürfen Variablen übergeordneter Blöcke nicht überdecken int x = 0; { int y; // Gültige Variablendefinition int x; // Keine gültige Variablendefinition y = 5; }

10 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 10 Namensräume Hierarchie der Namensräume –außen steht der Namensraum des Pakets in der eine Klasse vereinbart ist –anschließend kommt der Namensraum der Klasse –Namensräume der Methoden werden in die Klassen eingebettet Methodenparameter überdecken Datenelemente der Klasse –innerhalb von Methoden können noch geschachtelte Blöcke stehen Auflösung der Bezeichner von innen nach außen –Suche nach Variablendeklaration beginnt im lokalen Namensraum, dann im übergeordneten, usw.

11 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 11 if-Anweisung Anweisungsform if (a < b) System.out.println(“a ist kleiner als b”); else System.out.println(“a ist größer oder gleich b”); ein else-Zweig wird stets dem davor stehenden if zugeordnet if (x >= 0) if ( x > 0) System.out.println(´´größer als Null´´); else; else System.out.println(´´kleiner als Null´´);

12 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 12 switch-Anweisung Anweisungsform: int x = 4; switch(x){ case 3: System.out.println(“Drei”); case 4: System.out.println(“Vier”); case 5: System.out.println(“Fünf”); default: System.out.println(“was anderes”); } Ausgabe: Vier Fünf was anderes Beenden der switch-Anweisung mit break

13 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 13 switch-Anweisung Anweisungsform: int x = 4; switch(x){ case 3: System.out.println(“Drei”); break; case 4: System.out.println(“Vier”); break; case 5: System.out.println(“Fünf”); break; default: System.out.println(“was anderes”); } Ausgabe: Vier

14 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 14 while- und do-Schleife while-Schleife elem = root; while(elem != null) elem = elem.next; do-Schleife int i=1; do{ System.out.println(“Das sage ich Dir jetzt zum “+(i++)+”.Mal!”); }while (i <= 10);

15 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 15 for-Schleife Anweisungsform: for(Initialisierung; Test; Inkrementierung){ Anweisungen; } Beispiel: int i, j; for(i = 1, j = 10; i <= 10; i++, j--) System.out.println(i+” “ +j);

16 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 16 Sprunganweisungen Verlassen von Anweisungsblöcken durch break Beispiel 1: while (true){... if (++i == 5) break; } Beispiel 2: foo: // benannte Schleife for ( int i = 1; i <= 5; i++){ for( int j = 1; j <= 2; j++){... ; if ((i + j) > 3) break foo; }

17 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 17 Fortsetzung einer Schleife mit continue durch die Anweisung continue wird der aktuelle Schleifendurchlauf unterbrochen int y = 0; while ( y < 2 ){ y++; int x = 0; while ( x < = 3 ) { if ( ++x <= 3 ) continue; System.out.println(´´x=´´+x+´´,y=´´+y); } continue kann wie break mit einer Marke versehen werden

18 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 18 Kommentare /* Ein mehrzeiliger Kommentar. Kommentare können nicht geschachtelt werden */ // Eine einzelne Kommentarzeile für javadoc: /** * Ein Dokumentationskommentar. * Eine HTML-Liste * * item 1 * item 2 * */

19 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 19 Reservierte Wörter ° Wörter sind reserviert, werden in der Java-Version 1.2 aber nicht benutzt °° in der Java-Version 1.2 hinzugefügt

20 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 20 Bezeichner und Namenskonventionen Anfangszeichen: Buchstabe, $-Zeichen oder ein Unterstrich (_) –Character.isJavaIdentifierStart(char) Namenskonventionen –grundsätzlich werden sprechende Bezeichner verwendet Paradebeispiel: ArrayIndexOutOfBoundsExecption, Ausnahme: i und j –Namen einfacher Datentypen werden vollständig klein geschrieben int, char, boolean... –Konstanten werden vollständig groß geschrieben (Label.CENTER) –Bezeichner von Klassen haben einen großen Anfangsbuchstaben, ansonsten Kleinbuchstaben. Float, aber LayoutManager –Bezeichner für Variablen, Methoden und Datenelementen werden klein geschrieben; ansonsten gelten die gleichen Regeln wie bei Klassen. String string, System.out.println, aber Button.getPreferredSize()

21 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 21 Datentypen primitive Datentypen Referenztypen

22 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 22 Literale Zahlenliterale Boolesche Literale true or false

23 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 23 Literale Zeichenliterale ´a´ ´#´ ´\n´ ´\u0030´ Zeichenkettenliterale ´´A string with a \t tab in it´´ ´´This string brought to you by Java \u2122´´

24 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 24 Ausdrücke und Operatoren Arithmetische Operatoren Beispiel: int x = 6, y = 4, res; res = x + y; // => res=10 res = x - y; // => res=2 res = x / y; // => res=1 res = x % y; // => res=2

25 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 25 Ausdrücke und Operatoren ZuweisungsoperatorenInkrement- und Dekrementoperatoren

26 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 26 Ausdrücke und Operatoren public class IncText { public static void main(String args[]){ int i = 1; prt(´´i: ´´+ i); // => i: 1 prt(´´++i: ´´+ ++i);// => ++i: 2 prt(´´i++: ´´+ i++);// => i++: 2 prt(´´i: ´´+ i); // => i: 3 prt(´´--i: ´´ + --i);// => --i: 2 prt(´´i--: ´´+ i--);// => i--: 2 prt(´´i: ´´+ i); // => i: 1 } static void prt(String s){ System.out.println(s); }

27 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 27 Ausdrücke und Operatoren Vergleichsoperatoren Logische Operatoren

28 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 28 Ausdrücke und Operatoren Bitweise Operatoren

29 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 29 Ausdrücke und Operatoren Bedingter Ausdruck ? : int x = 1, y = 2; int minValue = (X < Y) ? x : y; // minValue = 1 Operator instanceof zum Test auf Klassenzugehörigkeit int incData(Object data){ int i = 0; if (data instanceof Integer) i = ((Integer) data).intValue(); else if (data instanceof String) i = Integer.parseInt((String) data); return ++i; }

30 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 30 Arithmetik in Java Ganzzahl-Division Nulldivision führt zu einer ArithmeticException Gleitpunkt-Division verwendet den IEEE-754 in der Normalform positive und negative Null (0.0 und - 0.0) Nulldivision führt zu keiner ArithmeticException +  (POSITIVE_INFINITY) -  (NEGATIVE_INFINITY) NaN eine Zahl die keine ist: NaN nicht definierte arithmetische Operationen liefern den Wert NaN (Not a Number) float f; f = Float.NEGATIVE_INFINITY + Float.POSITIVE_INFINITY; System.out.println(Float.toString(f)) // => NaN

31 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 31 Sonderfälle von Gleitkommadivision und -rest XYX/YX%Y FINITE  0.0  NaN FINITE  0.0 X NaN  FINITE  NaN  NaN

32 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 32 Typkonvertierungen (Primitivtypen) Konvertieren von Primitivtypen erfolgt bei einer Zuweisung, wenn der Typ der Variablen und des zugewiesenen Ausdrucks nicht identisch sind bei einer Auswertung eines arithmetischen Ausdrucks, wenn die Operanden unterschiedlich sind beim Aufruf einer Methode, falls die Typen der aktuellen Parameter nicht mit denen der formalen Parameter übereinstimmen byte short intlongfloatdouble char Explizites Casting (typename) value(int) (x/y)

33 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 33 Typkonvertierung (Referenztypen) Umwandlungsarten Umwandlung eines Objekts vom Typ T in seine Basisklassen Umwandlung eines Objektes T in eine aus T abgeleitete Klasse (classname) object Primitivtypen Referenztypen Kein automatisches oder explizites Casting Die Wrapperklassen Integer, Long, Float, Double, Char,... entsprechen je einem primitiven Datentyp int i = 1903; Integer intObj = new Integer(i); myVector.addElement(intObj);

34 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 34 Operator-Rangfolge 1.[] () 2.++ -- ! ~ instanceof 3.new (Typ) Ausdruck 4.* / % 5.+ - 6. > >>> 7. >= <= 8.== != 9. & 10.^ 11.| 12.&& 13.| | 14.?: 15.= += -= *= /= &= ^= &= |= >= >>>=

35 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 35 Variablen Variablenarten: Instanz- und Klassenvariablen, lokale Variablen Variablen deklarieren int currentVersion; boolean isSuspended; Werte für Variablen zuweisen currentVersion = 1; isSuspended = true; int a, b, c = 5; lokale Variablen müssen Werte haben bevor sie benutzt werden Anfangswerte für Instanz- und Klassenvariablen null - für Klassenvariablen 0- für numerische Variablen ´\u0000´- für Zeichen false - für boolesche Variablen Konstantendefinition final int VERSION = 1;

36 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 36 Zeichenketten Zeichenketten sind Objekte der Klasse java.lang.String String s1 = ´´Eine konstante Zeichenkette´´ StringBuffer s2 = ´´ Eine veränderbare Zeichenkette´´ //Fehler Verkettung von Zeichenketten String s = ´´Ein String aus´´ + ´´ zwei Hälften´´ Kopieren von Zeichenketten String s; StringBuffer sb = new StringBuffer(´´ABC´´); s = sb.toString(); automatische Konvertierung von Zeichenketten for(int i = 1; i <= 10; i++) System.out.println(´´Der ´´ + i + ´´. String´´);

37 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 37 Zeichenketten Methoden der Klasse java.lang.String length()- liefert die Länge des String-Objekts charAt()- liefert das Zeichen an der bezeichneten Position equals()- Vergleichen von Zeichenketten substring()- liefert den Teilstring Methoden der Klasse java.lang.StringBuffer append()- hängt eine Zeichenkette am Ende des Strings ein insert()- fügt eine Zeichenkette an einer bestimmten Stelle ein delete()- löscht einen Teil des Strings replace()- ersetzt einen Teil des Strings length()- liefert die Länge der momentan enthaltenen Zeichenkette

38 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 38 Reihungen In Java sind Reihungen (engl. Arrays) spezielle Objekte Elementtyp einer Reihung wird Basistyp genannt in Java kann der Basistyp einer Reihung ein primitiver Typ oder ein Referenztyp sein Gemeinsamkeiten von Objekten und Reihungen Reihungen werden wie Objekte dynamisch angelegt Reihungen sind Referenztypen Reihungen sind wie alle Klassen in Java Unterklassen der Klasse Object Elemente einer Reihung werden wie Zustandsvariablen von Objekten automatisch initialisiert Unterschiede zwischen Objekten und Reihungen Arrays haben keine Konstruktoren. Statt dessen gibt es für Arrays eine spezielle Syntax des new-Operators Es können keine Unterklassen von Arrays definiert werden.

39 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 39 Deklaration und Erzeugen von Reihungen Deklaration von Reihungsvariablen int a1 []; int [] a1; String names []; Erzeugen von Reihungsobjekten durch den new-Operator a1 = new int[4]; int a2 [] = new int[4]; String names [] = new String[4] automatische Initialisierung eines Reihungsobjektes bei der Erzeugung primitiver Basistyp => vordefinierter Anfangswert des Basistyps ist der Basistyp ein Referenztyp => vordefinierte Anfangswert null

40 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 40 Initialisierung und Zugriff auf Reihungen Zugriff auf Reihungselemente a1[0] = 1; a1[1] = 2; a1[2] = 3; a1[3] = 4; names[0]=´´Karl´´; names[1]=´´Jan´´; names[2]=´´Uwe´´; names[3]=new String(´´Hans´´); Reihungslänge ist durch die Instanzvariable length gegeben for(int i = 0; i < a1.length; i++) a1 [i] = i + 1; Zugriffsfehler führt zu einer ArrayIndexOutOfBoundsException a1[4] =... // keine Ausnahmebehandlung => Laufzeitfehler Direktes Initialisieren von Reihungselementen int a1 [] = {1, 2, 3, 4}; String names[] = {´´Karl´´, ´´Jan´´, ´´Uwe´´, new String(´´Hans´´)};

41 Dr. Wolfram Amme, Einführung in die Programmiersprache Java, Informatik II, FSU Jena, SS 2002 41 Mehrdimensionale Reihungen Reihungen die als Basistyp eine Reihung haben ChessPiece [][] chessBoard ; chessBoard = new chessPiece[8][8]; chessBoard[0][0] = new ChessPiece(´´Rook´´); chessBoard[1][0] = new ChessPiece(´Pawn´); direktes Initialisieren mehrdimensionaler Reihungen int a [][] = { {1, 2, 3},{1, 2, 3}}; int a [][] = new int[2][3]; a[0][0] = 1; a[0][1] = 2; a[0][2] = 3; a[1][0] = 1; a[1][1] = 2; a[1][2] = 3; mehrdimensionale Reihungen müssen nicht rechteckig sein int a [][] = {{0}, {1,2},{1,2,1}};