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E-Book

Programmieren in Java 1.5

Ein kompaktes, interaktives Tutorial

Autor	Gregor Fischer, Jürgen Wolff von Gudenberg
Verlag	Springer-Verlag
Erscheinungsjahr	2006
Seitenanzahl	327 Seiten
ISBN	9783540275497
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	6,99 EUR

Die Autoren geben eine kompakte und fundierte Einführung in die objektorientierte Programmierung mittels Java. Im Zentrum stehen dabei die Vermittlung grundlegender Programmierfertigkeiten, also der Entwurf von Algorithmen und Datenstrukturen, und ein effizienter, praxisbezogener Umgang mit den objektorientierten Sprachmitteln von Java. Insbesondere werden auch die wesentlichen Neuerungen der Java-Version 1.5 vorgestellt.

Die Lösungen zu den im Buch gestellten Multiple-Choice- und Programmieraufgaben können von der mitgelieferten Software JEEE interaktiv und mit hoher Präzision ausgewertet werden und ermöglichen somit eine sehr effiziente Aneignung der Sprachkonstrukte von Java. Dabei wird insbesondere Wert auf hohe Qualität des Quelltextes und die Erfüllung struktureller und funktioneller Anforderungen gelegt. Die beiliegende CD-ROM enthält zudem eine HTML-Version des Buches, das Java-System J2SDK, die Java-Entwicklungsumgebung Eclipse und den WWW-Browser Mozilla.

Jürgen Wolff v. Gudenberg, Studium der Mathematik in Karlsruhe, Promotion 1980, ist seit 1990 Professor am Lehrstuhl für Programmiersprachen und Programmiermethodik der Universität Würzburg. Er ist Autor mehrerer Bücher über unterschiedliche Programmierkonzepte und -sprachen.

Gregor Fischer, Studium der Informatik in Würzburg, Diplom 2002, arbeitet als wiss. Mitarbeiter an der Universität Würzburg und hat wesentliche Teile der Software für JOP entwickelt.

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Leseprobe

Kapitel 6 Entwurf von weiterverwertbaren Klassen (S. 173-174)

Ziel der Programmentwicklung und insbesondere des objektorientierten Ansatzes ist es, allgemeine, wiederverwendbare Bausteine zu schaffen und diese mit wenig Aufwand an neue spezielle Aufgaben anzupassen. In diesem Sinn sollten folgende Programmiermuster oder -vorgehensweisen realisierbar sein:

1. Passe eine allgemein gehaltene Klasse einer neuen, speziellen Aufgabe an.

• Definiere dazu eine neue Klasse als Erweiterung einer vorhandenen
- durch Hinzufügen neuer Attribute und Methoden,
- durch Verfeinern der angegebenen allgemeinen Methoden.
• Beispielsweise kann eine PopCD als Spezialisierung einer allgemeinen CD-Klasse aufgefasst werden. Ein Methode zum zufälligen Abspielen der Einzeltitel kommt hinzu.

2. Definiere andererseits eine neue Klasse, die gemeinsame Komponenten mehrerer anderer Klassen aufnimmt und erkläre die bestehenden Klassen als Spezialfälle.

• Im Beispiel wird eine Generalisierung172 einer CD und einer MC zu dem Begriff Musikmedium durchgeführt.

3. Klassifiziere die auftretenden Klassen so, dass Gemeinsamkeiten zusammengefasst werden. Bilde Hierarchien.

• Die Musikmedien in unserem Beispiel bilden eine Hierarchie.
• Formuliere, um die Wiederverwendbarkeit zu erhöhen, gegebenenfalls

abstrakte Klassen, von denen keine Objekte existieren.

4. Lasse zu, dass ein Objekt während der Laufzeit des Programms verschiedenen (in Beziehung zueinander stehenden) Klassen angehören kann und sich immer entsprechend verhält.Wir bemühen das Beispiel eines allgemeinen Audio Abspielgerätes, welches wahlweise als Discman oder Walkman auftritt. Es liegt also ein Fall von Polymorphie vor.Um die Wartung des Programms zu erleichtern, ist es bei all diesen Tätigkeiten eminent wichtig, dass der bereits existierende Quelltext nicht verändert wird.Das Vorgehen bei der Programmierung und die genaue Syntax beruht auf einer Erweiterung1 von Klassen.

Inhaltsverzeichnis

Vorwort	6
Inhaltsverzeichnis	9
Tabellenverzeichnis	16
Abbildungsverzeichnis	18
Kapitel 1 Der objektorientierte Ansatz	20
1.1 Ein einführendes Beispiel	21
1.1.1 Aktive Objekte	23
1.1.2 Klassifikation	23
1.1.3 Datenkapselung	25
1.2 OOP im Überblick	25
1.3 Programmaufbau	26
1.4 Java verwenden	29
1.4.1 Umgebung	30
1.4.2 Syntaxdiagramme	32
1.4.3 Das Hilfspaket simple	33
1.5 Gestaltung und Formatierung von Java-Quelltext	33
Kapitel 2 Elementare Objekte und Ausdrücke	36
2.1 Behandlung von String Objekten	36
2.1.1 Zeichenketten als Objekte der Klasse StringBuffer	37
2.1.2 Zeichenketten als Objekte der Klasse String	38
2.1.3 Aufgaben	42
2.2 Deklaration von Variablen und Konstanten	43
2.3 Namen in Java	46
2.4 Konstruktion von Objekten	48
2.5 Aufruf von Methoden	49
2.6 Einfache Ein- und Ausgabe	50
2.6.1 Ausgabe mit System.out	50
2.6.2 Eingabe über Kommandozeile	51
2.6.3 Eingabe mit SimpleInput.in	51
2.6.4 Kommandozeilen-Eingabe mit SimpleInput	52
2.6.5 Ausnahmen und Fehler	52
2.7 Die Zuweisung bei Wert- und Referenzsemantik	53
2.7.1 Wert und Referenz	53
2.8 Datentypen	57
2.8.1 Klassentypen	57
2.8.2 Elementare Datentypen	57
2.8.3 Array-Typen	58
2.9 Typ Konversion	58
2.9.1 Numerische Typanpassung	58
2.10 Numerische Typen	60
2.10.1 Ganze Zahlen	61
2.10.2 Realzahlen	62
2.10.3 Operatoren im Überblick	64
2.11 Syntax der Ausdrücke	65
2.11.1 Typspezifische Ausdrücke	65
2.11.2 Numerische Ausdrücke	66
2.12 Ganzzahlige Ausdrücke	67
2.12.1 Akkumulierende Zuweisungen	68
2.12.2 Shift-Operationen	68
2.13 Reelle Ausdrücke	70
2.14 Boolesche Ausdrücke, Bedingungen	72
2.15 Vergleiche von Werten und Objekten	74
2.15.1 Vergleich von Zahlen	74
2.15.2 Objektvergleich	74
2.16 Der bedingte Ausdruck	75
2.17 Die Klasse System	75
2.18 Import von Klassen und Paketen	76
2.18.1 Importklausel	77
2.19 Auftreten von Ausnahmen	79
2.19.1 Fehlerabbruch	80
Kapitel 3 Vereinbarung neuer Klassen	82
3.1 Überblick	83
3.1.1 Attribute	83
3.1.2 Methoden	84
3.1.3 Konstruktoren	84
3.2 Entwurf einer Klasse	84
3.3 Klassendeklaration	88
3.4 Attributvereinbarung	90
3.5 Konstruktion von Objekten	91
3.5.1 Vereinbarung von Konstruktoren	92
3.6 Deklaration von Methoden	94
3.7 Methodenaufruf	97
3.8 Redefinition bekannter Methoden	98
3.8.1 Objektvergleich	99
3.9 Aufgaben mit Klassen	100
3.9.1 Aufbau und Test von Programmen	100
3.10 Klassenattribute	101
3.11 Aufzählungen	104
3.11.1 Aufzählungstypen	105
3.12 Klassenmethoden	107
3.13 Arrays als Datenstruktur bzw. -typ	108
3.13.1 Array-Objekte und ihre Elemente	109
3.13.2 Array-Typ und Vereinbarung	110
3.13.3 Mehrdimensionale Arrays	112
3.13.4 Kopieren von Arrays	113
3.13.5 char-Felder (Zeichenketten) vs. Strings	113
3.13.6 Mögliche Fehler bei Arrayzugriffen	114
Kapitel 4 Algorithmen und Anweisungen	116
Aufgabentyp 1: Folgenberechnung	116
Aufgabentyp 2: Abbildung, Durchlauf	117
Aufgabentyp 3: Akkumulation, Reduktion	118
4.1 Iteration	118
4.1.1 Folgenberechnung	118
4.1.2 Akkumulation	122
4.1.3 Durchlaufen einer Menge	123
4.2 Schleifen	123
4.2.1 while-Schleife	124
4.2.2 do-Schleife	124
4.2.3 for-Schleife	125
4.2.4 Allgemeine for-Schleife	127
4.3 Bedingte Anweisungen	129
4.4 Funktionen	131
4.5 Rekursion	132
4.5.1 Rekursive Algorithmen und Funktionen	132
4.5.2 Weitere Beispiele für Rekursion	135
4.6 Fallunterscheidung	137
4.7 Verlassen von Konstrukten	140
4.7.1 return-Anweisung	140
Kapitel 5 Programmieren durch Vertrag	144
5.1 Abstrakte Datentypen	146
5.2 Der abstrakte Datentyp Liste	149
5.2.1 Eine Liste ganzer Zahlen	150
5.2.2 Drei Sichten	150
5.3 Ein Array als Liste	151
5.3.1 Ringliste	153
5.4 Eine verkettete Liste	154
5.4.1 Einführung	154
5.4.2 Veranschaulichung von Listenoperationen	156
5.4.3 Implementierung von verketteten Listen	157
5.4.4 Diskussion, Kritik	159
5.5 Eine rekursive Liste	159
5.5.1 Rekursive Datenstruktur	159
5.5.2 Rekursive Methoden	160
5.6 Datenkapselung	161
5.6.1 Öffentliche und geschützte Komponenten	161
5.6.2 Klasseninvarianten	163
5.7 Export	165
5.8 Datenkapselung in Paketen	167
5.9 Innere Klassen	171
5.9.1 Statische Innere Klassen	172
5.10 Interfaces	173
5.10.1 Interfaces als abstrakte Datentypen	173
5.10.2 Listen als Interface	174
5.10.3 Referenzen auf Schnittstellen.	176
5.10.4 Markierungs-Interface	177
5.11 Import von Interfaces und Konstanten	178
5.12 Listenaufgaben	178
5.12.1 Einführung	178
5.12.2 Aufgaben für einfach verkettete Listen	178
5.12.3 Aufgaben für doppelt verkettete Listen	180
5.13 Funktionsobjekte	180
5.14 Objekte anonymer Klassen	183
5.15 Iterator	184
5.15.1 Ein Listeniterator	185
5.15.2 Ein Listeniterator im Paket	186
5.15.3 Ein Listeniterator als innere Klasse	187
5.15.4 Ein Listeniterator als abstrakte Klasse	188
5.15.5 Iteratoren in Standardpaketen	190
Kapitel 6 Entwurf von weiterverwertbaren Klassen	192
6.1 Beispiele zur Vererbung	193
6.1.1 Spezialisierung	193
6.1.2 Generalisierung	194
6.1.3 Hierarchien	195
6.1.4 Polymorphie	196
6.2 Erweitern von Klassen	198
6.2.1 Regeln und Beispiele	200
6.3 Untervertrag	203
6.3.1 Unterverträge	203
6.4 Die Java Klassenhierarchie	204
6.4.1 Typanpassung	205
6.4.2 Allgemeine Listen von Objekten	206
6.5 Erweitern von Interfaces	208
6.6 Polymorphie	209
6.6.1 Polymorphie	209
6.6.2 Dynamisches Binden	210
6.6.3 Heterogene Listen	211
6.7 Abstrakte Klassen	213
6.8 Aufgaben zur Vererbung	215
Kapitel 7 Java Standardpakete	218
7.1 Hüllklassen	219
7.1.1 Konversion mit Strings	221
7.1.2 Hüllklasse Integer	221
7.1.3 Hüllklasse Double	222
7.2 Klonen von Objekten	222
7.3 Datum	223
7.3.1 Die Klasse Date	223
7.3.2 Die Klasse GregorianCalendar	224
7.4 Container	225
7.4.1 Delegation	225
7.4.2 Listen	227
7.4.3 Mengen	229
7.4.4 Schlüssellisten, Wörterbücher	230
Kapitel 8 Generische Typen	232
8.1 Homogene Standardcontainer	233
8.1.1 Listen	234
8.1.2 Schlüssellisten, Wörterbücher	235
8.2 Vereinbarung von Typ-parametrisierten Containern	237
8.2.1 Syntax	239
8.3 Parametrisierte Typen	241
8.3.1 Generizität und Vererbung	241
8.3.2 Unbeschränkte Generizität	244
8.3.3 Generizität und Arrays	245
8.3.4 Typausprägungen	246
8.4 Generische Methoden	247
8.4.1 Parametrisierte Parameterlisten	247
8.4.2 Typ-parametrisierte Methoden	248
Kapitel 9 Ausnahmen	250
9.1 Ausnahmen	250
9.2 Ausnahmebehandlung	251
9.3 Ausnahmeklassen	253
9.3.1 Ausnahmehierarchie	253
9.4 Definition eigener Ausnahmen	254
9.4.1 Erweitern der Ausnahmehierarchie	254
9.4.2 Auslösen von Ausnahmen	254
9.5 Ausnahmen und Vererbung	255
Kapitel 10 Ein- und Ausgabe	256
10.1 Byteweise Ein-/Ausgabe	256
10.2 Zeichenweise Ein-/Ausgabe	259
10.3 Serialisierung	260
10.4 Tokenizer	261
10.5 SimpleInput	262
Kapitel 11 Grafische Benutzeroberflächen	266
11.1 Bedienung	266
11.2 Programmierung	267
11.3 Komponenten	268
11.3.1 Grundkomponenten	269
11.3.2 Container	270
11.4 Ereignisbehandlung	271
11.4.1 Ereignis-Hierarchie	272
11.4.2 Anonyme Beobachterklassen	275
11.5 Layout	275
11.6 Beispiel	277
Kapitel 12 Applets	282
12.1 JApplet	285
Kapitel 13 Eigenständige Handlungsstränge	286
13.1 Konstruktion	287
13.2 Monitore	288
13.3 Kommunikation	290
Anhang	292
Anhang A Das Java2 Software Development Kit	292
A.1 Installation	292
A.2 Der Compiler	294
A.3 Der Interpreter	295
A.4 Das Werkzeug jar	296
A.5 Dokumentation erzeugen mit javadoc	297
Anhang B Das interaktive Lernsystem	298
B.1 Das gedruckte Buch	298
B.2 Das Buch als HTML-Version	300
B.3 JEEE	301
B.4 Die Bibliothek simple	304
B.5 Entwicklungswerkzeuge	306
Anhang C Syntax im Überblick	308
C.1 Die gesamte Sprache	308
C.2 Java 1.5 Erweiterungen	322
C.2.1 Generische Typen	322
C.2.2 Anweisungen	325
C.2.3 Weitere Änderungen	325
Anhang D Gestaltung und Formatierung von Java-Quelltext	326
D.1 Struktur	326
D.2 Kommentare	327
D.3 Formatierung	331
D.4 Deklarationen	334
D.5 Anweisungen	335
Anhang E Lösungen der Aufgaben	338
Index	344

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