Java

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Java - allgemeines

Installation der notwendigen Programme

Um mit Java Programmieren zu können, benötigt man das Java SE Development KIT. Bei der Erstellung dieser Doku war Java SE 8u191aktuell. Grundsätzlich sollte die Doku aber auch für später folgende Versionen genutzt werden können.

Um sich die Java Programmierung leichter zu machen, empfiehlt sich eine IDE (Entwicklungsumgebung). Ich verwende Eclipse

Java

IDE Eclipse

Java Buch online

Programmierung

Das Hauptprogramm

Java benötigt ein Startprogramm. Dieses wir immer zuerst ausgeführt 

public class Program {

       public static void main(String[] args) {

         // Main Progam

       }

Variablen

  • Wahrheitswert
 boolean 	= true/false
  • Zeichen //char kann nur ein Zeichen aufnehmen
 char 		= A
  • Ganzahlen Datentypen
 byte 		= Ganzzahlen	8bit	-128 bis + 127
 short 		= Ganzzahlen	16bit	-32768 bis 32767			
 int 		= Ganzzahlen	32bit   -2.147.483.648 bis 2.147.483.647
 long 		= Ganzzahlen	64bit   -9223372036854775808 bis 9223372036854775807
  • Flieskomma Datentypen
 float 		= Flieskomma	32bit	 +/-1,4E-45 ... +/-3,4E+38  an f denken
 double 	= Flieskomma	64bit    +/-4,9E-324 ... +/-1,7E+308

 float variable11 = 2.123456789f;
 double variable12 = 2.123456789123456789;

Sichtbarkeit von Variablen

Variablen sind immer nur in den Blöcken, in denen sie deklariert/initialisiert wurden und den darunterliegenden Blöcken, sichtbar 

Beispiel

{
 int var1 = 1;
    
   { 
      System.out.println(var1) 
   }
   System.out.println(var1)
}
System.out.println(var1)

Variablen werden nach ende de Blocks, in denen sie deklariert/initialisiert wurde, zerstört.

String

//String ist ein komplexer Datentype.
//Diese werden am Anfang groß geschrieben
String testVariable = "Teste einen String";
String verketterString = testVariable + " Hallo";
		
System.out.println(testVariable);
System.out.println(verketterString);

boolean

boolean variable1 = true;
boolean variable2 = false;
boolean variable3 = 2 < 1; //Hier wird die Wahrheit geprüft
		
System.out.println(variable1); | true
System.out.println(variable2); | false
System.out.println(variable3); | false //Hier wird die Wahrheit geprüft

char

//Die Variable char kann immer nur ein Zeichen Speichern
char variable1 = 'a';
char variable2 = 'B';
char variable3 = '*';

variable3 = 'a' + 'b';
System.out.println(variable3); //Ergebiss à - Es werden die ASCII Zahlen addiert und das Entsprechende Zeichen ausgegeben

Operatoren

Zuweisungoperator

Das = ist der Zuweisungsopertator. Mit diesem Zeichen werden Werte Variablen zugewiesen 

//einfacher Zuweisungsoperator
int ergebnis1 = 12;
int ergebnis2 = 12 + 7;
int ergebnis3 = (12+4) * 2;

Das = kann mit andren Operatorne kombiniert werden um z.B. Berechnungen durchzuführen und das Ergebnis einer Variablen zuzuweisen 

//kombinierter Zuweisungsoperator
int variable1 = 3;
variable1 = variable1 + 10; //oder in der Kurzschreibweise

variable2 += 10; // entspricht: variable2 = variable2 + 10;
variable2 -= 10; // entspricht: variable2 = variable2 - 10;
variable2 /= 3;  // entspricht: variable2 = variable2 / 3;
variable2 *= 5;  // entspricht: variable2 = variable2 * 5;
variable2 %= 2;  // entspricht: variable2 = variable2 % 2;  //Modulo

Arithmetische Operatoren

-   Vorzeichen -   Beispiel: zahl = -3;
+   Vorzeichen +   Beispiel: zahl = +3;

+   Addition       Beispiel: zahl = 3 + 4; 
-   Subtraktion    Beispiel: zahl = 3 + 4;
*   Multiplikation Beispiel: zahl = 3 + 4;
/   Division       Beispiel: zahl = 3 + 4;

Modulo darf nur mit Ganzzahlen verwendet werden 

%   Modulo         Beispiel: zahl = 32%3; Ergebnis: 2) //Rest der nach Division übrig bleibt

int zahl1 = 13;
int zahl2 = 4;

int ergebnis = zahl1 / zahl2; Ergebnis: 3  //INT ist eine Ganzzahl, deshalb werden Nachkommazahlen nicht angezeigt
int ergebnis = zahl1 % zahl2; Ergebnis: 1  //Bei Modulo wird der Resr der Division ausgegeben 13/4 = 12 Rest 1

Inkrement und Dekrement Operator

  • unäre Operatoren
  • erhöht bzw. verringert den Wert einer Variable um eine EinheitVergleichsoper
 Syntax des Inkrement Operators:  ++
 Syntax des Dekrement Operators:  --

c = ++a; //Präinkrement Ergebnis c = 6
c = a++; //Postinkrement  Ergebnis c = 5
c = --a; //Präinkrement Ergebnis c = 4
c = a--; //Postinkrement Ergebnis c = 5
  • Wird der De/Inkrement Operator vor die Variable geschrieben, wird der Wert der Variable erst in c geschrieben und danach erhöht/verringert
  • Wird der De/Inkrement Operator hinter die Variable geschrieben, wird der Wert der Variable erst erhöht/verringert und danach in c der neue Wert geschrieben

Vergleichsoperatoren

<    kleiner als               //1 < 6 (true)   
>    größer als                //1 > 6 (false)
<=   kleiner als oder gleich   //4 <= 4 (true)  3 <= 4 (true)
>=   größer als oder gleich    //4 >= 4 (true)  6 >= 4 (true)
==   gleich                    //4 == 4 (true)  3 == 4 (false)
!=   ungleich                  //4 != 4 (false  3 != 4 (true)

Ternärer Operator

Der ternäre Operator kann eine if-else-Verzweigung ersetzen. Er ist der einzige Operator, der mit drei Operanden arbeitet, wird oft auch Bedingungsoperator genannt. Wenn die Bedingung true ist, wird der erste Wert nach dem Fragezeichen zugewiesen, wenn die Bedingung false ist, wird der zweite Wert zugewiesen 

variable = bedingung ? wert1 : wert2

max = (a > b) ? a : b;

Der ternäre Operand kann deshalb auch ale einfach IF Bedingung verwendet werden zum IF Abschnitt

Logische Operatoren

||   logisches ODER  kurz: OR   //(a<b) || (c==d)
&&   logisches UND   kurz: AND  //(a<b) && (c==d)
!    logisches NICHT kurz: NOT  //!b

Bitweise Operatoren

<<   Linksshift   x<<1;   //alle Bits nach links schieben
>>   Rechtsshift  x>>1;   //alle Bits nach rechts schieben
&    AND          2&3;    //UND Operator
|    OR           2|3;    //ODER Operator
^    XOR          2^3;    //exlusiv ODER Operator

Beispiele

int a = 6;
int b = a & 0xFD;
// 6          0000 0110
// 0x01       0000 0001
// --------------------
//            1111 0100
//Alles Bits die in der Maske 0 sind, werden auf 0 gesetzt
//Alles Bits die in der Maske 1 sind bleiben unverändert

System.out.println("Ergebnis: " + b);
	
int aa = 6;
int bb = aa | 0x01;
// 6          0000 0110
// 0x01       0000 0001
// --------------------
//            0000 0111
//Alles Bits die in der Maske 1 sind, werden auf 1 gesetzt
//Alles Bits die in der Maske 0 sind bleiben unverändert
	
System.out.println("Ergebnis: " + bb);

int aaa = 6;
int bbb = aaa ^ 0x0F;
// 6          0000 0110
// 0x0F       0000 1111
// --------------------
//            0000 1001
//Alles Bits die in der Maske 1 sind, werden invertiert
//Alles Bits die in der Maske 0 sind bleiben unverändert
	
System.out.println("Ergebnis: " + bbb);

Rangfolge der Operatoren

  • Beispiel
int a = 2
int ergebnis = ++a * 2  //oder
int ergebnis = (++a) * (2)

QUELLE de.wikibooks.org

  • Die Rangfolge der Operatoren wird hier in einer georneten Liste dargestellt.
Rangfolge Typ Operatoren
1 Postfix-Operatoren, Postinkrement, Postdekrement x++, x--
2 Einstellige (unäre) Operatoren, Vorzeichen ++x, --x, +x, -x, ~b, !b
3 Multiplikation, Teilerrest a*b, a/b, a % b
4 Addition, Subtraktion a + b, a - b
5 Bitverschiebung d << k, d >> k, d >>> k
6 Vergleiche a < b, a > b, a <= b, a >= b, s instanceof S
7 Gleich, Ungleich a == b, a != b
8 UND (Bits) b & c
9 Exor (Bits) b ^ c
10 ODER (Bits) b | c
11 Logisch UND B && C
12 Logisch ODER B || C
13 Bedingungsoperator a ? b : c
14 Zuweisungen a = b, a += 3, a -= 3, a *= 3, a /= 3, a %= 3, b &= c, b ^= c, b |= c, d <<=k, d >>= k, d >>>= k

Ausgabe

Mit System.out.println oder System.out.print. Bei println wird im Gegensatz zu print ein Zeilenumbruch nach der Ausgabe gemacht. 

public class Program {
 	public static void main(String[] args) {
 
 		System.out.println("Hallo Welt");
 		
		//Variablen initialisieren
		String einString = "Ich bin ein STring";
		int zahl = 7;
 
		//Konstanten ausgeben
		System.out.print("Test ");
		System.out.println(4);
		
		//Variablen ausgeben
		System.out.println(einString);
		System.out.println(zahl);
		
		//Ausgaben verketten
		System.out.println(einString + zahl);
		System.out.println("Der inhalt der Variablen zahl ist: " + zahl);
		
  	}
}

Eingabe (Scanner)

Mit der Klasse Scanner können Eingaben vom Nutzer an das Programm übergeben werden 

//Import Scanner Klasse
import java.util.Scanner;

public class Program {

	//Main Program
	public static void main(String[] args) {
		
		//Variablen werden immer am Anfang des Programms definiert
		String vorname, nachname;
		int alter;
		
		//Scanner Klasse für die Eingabe wird definiert
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		
		//Abfrage Vornamen
		System.out.print("Bitte gegen Sie Ihren Vornamen ein: ");
		vorname = sc.next(); //Zuweisung des Scanners in eine Stringvariable
				
		//Abfrage Nachnamen
		System.out.print("Bitte gegen Sie Ihren Nachnamen ein: ");
		nachname = sc.next(); //Zuweisung des Scanners in eine Stringvariable
				
		//Abfrage Alter
		System.out.print("Bitte gegen Sie Ihr Alter ein: ");
		alter = sc.nextInt(); //Zuweisung des Scanners in eine Integer Variable
				
		//Ausgabe der Eingaben
		System.out.println("Hallo Herr " + vorname + " " + nachname);
		System.out.println("Sie sind " + alter + " Jahre alt");
		
	}
}

Kontrollstrukturen

If

if(zahl < 30) {
  System.out.println("Die Zahl ist kleiner 30"):
}
else if(zahl > 30) {
   System.out.println("Die Zahl ist größer 30"): 
}
else {
   System.out.println("Die Zahl ist gleich 30"): 
}

Beispiele:

  • AND Verknüpfung
if(zahl < 3 & zahl > 0) {
  //Die Bedingung ist nur true wenn zahl 1 oder 2 ist
}
  • OR Verknüpfung
if(zahl == 3 || zahl == 4) {
  //Die Bedingung ist true wenn zahl 3 oder 4 ist
}

ternärer Operand ? statt IF

Eine Besonderheit ist der siehe weiter oben 

var = (a > b) ? a : b;

Wenn die Bedingung true ist, wird der erste Wert nach dem Fragezeichen zugewiesen, wenn die Bedingung false ist, wird der zweite Wert zugewiesen

Switch Case

Der breakam Ende ist wichtig, da sonst die anderen Case auch ausgeführt wedern
switch(zahl) {
	case 1: System.out.println("Die Zahl 1 wurde eingegeben"); break;
	case 2: System.out.println("Die Zahl 2 wurde eingegeben"); break;
	case 3: System.out.println("Die Zahl 3 wurde eingegeben"); break; 
	default: System.out.println("Es wurde nicht die Zahl 1, 2 oder 3 eingegeben ...");
}
  • Weitere Beispiele wie ein case verwendet werden kann:
switch(zahl) {
	case 1: System.out.println("Die Zahl 1 wurde eingegeben"); break;
	case 2: case 3: System.out.println("Die Zahl 2 wurde eingegeben"); break;
	default: System.out.println("Es wurde nicht die Zahl 1, 2 oder 3 eingegeben ...");
}

switch(zahl) {
	case 1: {
	   System.out.println("Die Zahl 1 wurde eingegeben"); 
	   break;
	}
	case 2: {
	   System.out.println("Die Zahl 2 wurde eingegeben"); 
	   break;
	}
	case 3: {
	   System.out.println("Die Zahl 3 wurde eingegeben"); 
	   break;
	}
	default: System.out.println("Es wurde nicht die Zahl 1, 2 oder 3 eingegeben ...");
}

Schleifen

While Schleife

  • Kopfgesteuerte Schleife
while(var1 < 10) {
 
    System.out.println("Das ist eine Schleife " + var1);

    var1++; //Die Variable var1 wird immer um eins erhöht, bis die Bedingung (var1 < 10) nicht mehr true zurück liefert
}

DO While Schleife

  • Fußgesteuerte Schleife
int var1 = 8
do {
	System.out.println("Das ist eine Schleife " + var1);
	var1--;
}
while(var1 > 5); //Erst wird die Schleife mit Anweisungen ausgeführt, dann erst kommt die Prüfung

FOR Schleife

  • Kopfgesteuerte Schleife
  • In der FOR Schleife wird im ersten Block die Variable i initialisiert, im zweiten Block wird eine Bedingungen geprüft und im dritten Block wird die initialisierte Variable hoch gezählt. Die Initialisierung geschieht nur beim Start der FOR Schleife.
for(int i = 0; i <= 10; i++) {   //i++ entsprichet i = i + 1
	System.out.println("Durchlauf Nr: " + i);
}

Methodem

Mittels Methoden lassen sich Programmteile aus der Main-Methode auslagern. Dies erhöht die Übersichtlichkeit der Main-Methode. Zudem können Programmteile die an verschiedenen Stellen im Programm benötigt werden, als Mehtode aufgerufen werden. Damit muss der Code nicht mehrfach geschrieben werden. 

public class Program {

	public static void main(String[] args) {
 
		int ersteZahl = 0;
		int zweiteZahl = 0;

 	        //Aufruf - Methode ohne Übergabe von Parametern
		public static void einfacheMethode()

 	        //Aufruf - Methode mit Übergabe von Parametern 		
		public static void UebergabeMethode(ersteZahl, zweiteZahl)
 
 	}
 	
 	//Methode ohne Übergabe von Parametern
	public static void einfacheMethode() {

		System.out.print("Mehr macht die Methode nicht");

 	}
 	//Methode mit Übergabe von Parametern
 	//Der variablen Typ muss in der Methode neu deklariert werden
	public static void UebergabeMethode(int ersteZahl, int zweiteZahl) {

		System.out.print("Ausgabe der Variablen: " + ersteZahl + zweiteZahl);

 	}
}

Beispiele

BMI Rechner

//Import Scanner Class
import java.util.Scanner;

public class Program {

	public static void main(String[] args) {
		
		Variablen deklarieren
		double gewicht;
		double groesse;
		int alter;  

		//Scanner definieren
		Scanner sc = new Scanner(System.in);

		//Werte abfragen
		System.out.print("Bitte geben Sie Ihr Gewicht ein :");
		gewicht = sc.nextDouble();
		
		System.out.print("Bitte geben Sie Ihre Größe ein  :");
		groesse = sc.nextDouble();
		
		System.out.print("Bitte geben Sie Ihr Alter ein   :");
		alter = sc.nextInt();

		//Berechnung des BMI
		double bmi = (gewicht) / (groesse * groesse);
		System.out.println("Ihr BMI beträgt: " + bmi);
 
		//Ausgabe des Soll BMI Werts entsprechend dem Alter
		if (alter >= 19 && alter <= 24) {
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 19 und 24 liegen");
		} else if  (alter >= 25 && alter <= 34) { 
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 20 und 25 liegen");	
		} else if  (alter >= 35 && alter <= 44) { 
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 21 und 26 liegen");	
		} else if  (alter >= 45 && alter <= 54) { 
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 22 und 27 liegen");	
		} else if  (alter >= 55 && alter <= 34) { 
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 23 und 28 liegen");	
		} else { 
			System.out.println("Ihr BMI sollte zwischen 24 und 29 liegen");	
		}
	}

Berechnung mit Modulo - IF Abfrage - FOR Schleife

Es werden die Zahlen 1 bis 100 ausgegeben. Die Zahlen die durch 3 oder/und 4 teilbar sind werden durch entsprechenden Text ersetzt 

public class Program {

  public static void main(String[] args) {
		
	for(int i = 1; i <= 100; i++) {	
			
		int var3 = 3;
		int var4 = 4;
			
		var3 = i % 3; //vorherige Berechnun mit Modulo
		var4 = i % 4; //vorherige Berechnun mit Modulo
			
		if((i % 3) == 0 && (i % 4) != 0) { //Beispiel ohne vorherige Berechnung
		 	System.out.println("Durch 3 teilbar");
		} else if(var4 == 0 && var3 != 0) {
			System.out.println("Durch 4 teilbar");
		} else if(var3 == 0 && var4 == 0) {
			System.out.println("Durch 3 und 4 teilbar");
		} else {
			System.out.println("Durchlauf Nr: " + i);
		}
	}
  }

}

Einfacher Taschenrechner

import java.util.Scanner;

public class Program {

	public static void main(String[] args) {
		
		int zahl1;
		int zahl2;
 		int op;
 		int result;
		int next = 1;
		
		
		do {	
			
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			
			System.out.print("Bitte geben Sie eine Ganzahll ein: ");
			zahl1 = sc.nextInt();
			
			System.out.print("Bitte geben Sie eine weiter Ganzahll ein: ");
			zahl2 = sc.nextInt();
			
			System.out.print("Bitte geben Sie einen Operator ein: 1+ 2- 3* 4/ ");
			op = sc.nextInt();
			
			switch(op) {
				case 1: {
 					result = zahl1 + zahl2;
 					System.out.println("Ergebnis: " + result ); break;
				}
				case 2: {
					result = zahl1 - zahl2;
					System.out.println("Ergebnis: " + result ); break;
				}
				case 3: {
					result = zahl1 * zahl2;
					System.out.println("Ergebnis: " + result ); break;
				}
				case 4: {
					result = zahl1 / zahl2;
 					System.out.println("Ergebnis: " + result ); break;
				}
			}
			
			System.out.print("Möchten Sie eine weitere Berechnung durchführen? 1/Ja  2/Nein : ");
  			next = sc.nextInt();
		}
		while(next == 1);
		
	}

}
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