Java-Einführungskurs · 2014. 2. 20. · Werdegang eines Java-Programms Program.java Program.class...
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Java-Einführungskurs FS14 1|Simon Mayer
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Simon Mayer
Java-EinführungskursInformatik II für D-ITET
FS 2014, ETH Zürich
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Java-Einführungskurs FS14 2|Simon Mayer
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Vorbereitung auf die Übungen zu Informatik II
+ Vorstellung des Teams… ;-)
Theorie
Java-Technologie und Sprache
Unterschiede: C++ vs. Java
Praxis: Übungsblatt 0
HelloWorld.java
Erste Schritte mit Eclipse
JUnit4 für automatisiertes Testen
Ziele / Überblick
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Java-Einführungskurs FS14 3|Simon Mayer
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Distributed Systems GroupInstitute for Pervasive Computing
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Java-Einführungskurs FS14 4|Simon Mayer
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Java-Einführungskurs FS14 5|Simon Mayer
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sda
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Java-Einführungskurs FS14 6|Simon Mayer
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Objektorientiert
Einfacher als C++
Umfangreiches Ökosystem: Tools, Bibliotheken, ...
Virtuelle Maschine: „Compile once – Run everywhere“
Warum Java
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Java-Einführungskurs FS14 7|Simon Mayer
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Werdegang eines Java-Programms
Program.java Quellcode: Menschenverständlicher Text
Plattformunabhängigkeit: Java-Bytecode ist ohne Änderung auf jeder Architektur
lauffähig, auf welcher eine Laufzeitumgebung installiert ist :-D
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Java-Einführungskurs FS14 8|Simon Mayer
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Werdegang eines Java-Programms
Program.java
Program.class
Quellcode: Menschenverständlicher Text
javac Program.java Aufruf des Java-Compilers
Java-Bytecode: Maschinenverständlicher Code
Plattformunabhängigkeit: Java-Bytecode ist ohne Änderung auf jeder Architektur
lauffähig, auf welcher eine Laufzeitumgebung installiert ist :-D
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Java-Einführungskurs FS14 9|Simon Mayer
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Werdegang eines Java-Programms
Program.java
Program.class
Quellcode: Menschenverständlicher Text
javac Program.java Aufruf des Java-Compilers
Java-Bytecode: Maschinenverständlicher Code
java Program Ausführen mittels virtueller Maschine
Plattformunabhängigkeit: Java-Bytecode ist ohne Änderung auf jeder Architektur
lauffähig, auf welcher eine Laufzeitumgebung installiert ist :-D
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Java-Einführungskurs FS14 10|Simon Mayer
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Werdegang eines Java-Programms
Program.java
Program.class
Quellcode: Menschenverständlicher Text
javac Program.java Aufruf des Java-Compilers
Java-Bytecode: Maschinenverständlicher Code
java Program Ausführen mittels virtueller Maschine
Plattformunabhängigkeit: Java-Bytecode ist ohne Änderung auf jeder Architektur
lauffähig, auf welcher eine Laufzeitumgebung installiert ist :-D
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Java-Einführungskurs FS14 11|Simon Mayer
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Java-Laufzeitumgebung: JRE Hauptbestandteil ist das Programm java
Eine Art „Virtueller Computer“
Java Virtual Machine (JVM)
Standardklassen und weitere Programmbibliotheken
JRE-Editionen: Java SE, Java ME, Java EE
Java-Entwicklungswerkzeug: JDK Enthält die Programme java, javac, javap...
Die Java-Technologie
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Java-Einführungskurs FS14 12|Simon Mayer
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Standardbibliothek
Datenstrukturen (List, Map,...), Algorithmen (Sort,...),
Kryptographie, Kommunikation, graphische Benutzerschnittstellen
Zusätzliche Bibliotheken
Datenbanken, Web-Server,...
Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE)
Editor + Compiler + Debugger + Projektverwaltung + …
Beispiel: Eclipse, NetBeans, IntelliJIDEA, …
Java-Ökosystem
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Java-Einführungskurs FS14 13|Simon Mayer
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Javadoc
Dokumentation durch strukturierte Kommentare
Unit Testing (JUnit)
Bestandteil aller Übungen
Automatisiertes Testen des Codes
Generierung von Testberichten
Java-Ökosystem
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Java-Einführungskurs FS14 14|Simon Mayer
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JDK 1.0 (1996)
JDK 1.1 (1997, z.B. Paketierung als .jar-Dateien)
J2SE 1.2 (1998, z.B. Just-In-Time Compiler, Grafik)
J2SE 1.3 (2000)
J2SE 1.4 (2002, z.B. + Assertions und Server)
Java 5.0 (2004, z.B. + Generics, Annotationen)
Java 6.0 (2006)
Java 7.0 (2011, z.B. neue Filesystem-API, IPv6)
Java 8.0 (2013)
Java-Sprache: Versionen
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Java-Einführungskurs FS14 15|Simon Mayer
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Java-Einführungskurs FS14 16|Simon Mayer
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Beachten: Funktionssignaturen, besonders keyword „static“; Parameter; System.out.println(...); Objekte;
HelloMachine.java
package ch.ethz.itet.info2;
public class HelloMachine {
public static void main(String [] args) {
String userName = args[0];
HelloMachine myHelloMachine = new HelloMachine();
myHelloMachine.sayHello(userName);
}
public void sayHello(String name) {
System.out.println("Hello, " + name + "!");
}
}
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Java-Einführungskurs FS14 17|Simon Mayer
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Pakete und Organisation von Java-Code
Zugriffsrechte
Typen, Vererbung, Polymorphismus
Fehlerbehandlung, Stack Traces
Übersicht
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Java-Einführungskurs FS14 18|Simon Mayer
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Klassen können Teil eines „Pakets“ sein Definition: package myPackage;
Navigation per Punkt: .
Nutzen
Vermeidung von Namenskollisionen
Kompakterer, einfacher lesbarer Code
Pakethierarchie wird auf Verzeichnisbaum abgebildet!
ch.ethz.itet.info2 entspricht ch/ethz/itet/info2
Java-Sprache: Pakete
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Java-Einführungskurs FS14 19|Simon Mayer
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Jede öffentliche Klasse steht in ihrer eigenen
gleichnamigen .java-Datei
Öffentliche Klasse: public class HelloMachine { … }
Nicht-öffentliche Klasse: private class HelloHelper { … }
Pro (öffentlicher oder nicht-öffentlicher) Klasse generiert
javac eine .class-Datei
Java-Sprache: Organisation
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Java-Einführungskurs FS14 20|Simon Mayer
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Sammeln von Paketen in .jar-Dateien (java archives)
Zugriff auf Bibliothek Bekanntmachen des Namens: import …
Namen aus dem eigenen Paket sind immer bekannt
Standardbibliothek steht automatisch zur Verfügung und
muss nicht importiert werden
Dokumentation: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/
Java-Sprache: Bibliotheken
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Java-Einführungskurs FS14 21|Simon Mayer
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Public.java
Klasse „Public“ in Package „demo1“
public static void main() { … }
Benutzt Klasse ExtendedPublic
ExtendedPublic.java
Öffentliche Klasse „ExtendedPublic“
+ Private Klasse „Private“
In Paket „demo2“
public void foo() { … }
Demo: Organisation, Pakete, Zugriff
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Java-Einführungskurs FS14 22|Simon Mayer
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private
public
protected
package
Keine friends
Java-Sprache: Zugriffsrechte
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Java-Einführungskurs FS14 23|Simon Mayer
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Primitive Typen können auf dem Stack angelegt werden,
ihre Instanzen sind keine Objekte!
boolean
byte, short, int, long
float, double
char
Korrespondierende Klassen, z.B. int vs. Integer
Werden, wie alle Objekte, als Referenzen by Value übergeben
(mehr dazu in Übung 3) und am Heap allokiert
Java-Sprache: Primitive Typen
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Java-Einführungskurs FS14 24|Simon Mayer
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Objekt: Instanz einer Klasse
Zugriff ausschliesslich über Referenzen!
Erzeugung mit new
Entfernung durch Garbage Collector, kein delete
Java-Sprache: Überall Objekte!
ExtendedPublic eP = new ExtendedPublic();
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Java-Einführungskurs FS14 25|Simon Mayer
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Java bietet keine Mehrfachvererbung! Stattdessen: Schnittstellen (interface)
Eine Klasse kann mehrere Interfaces implementieren
Mehr dazu in Übung 6
Polymorphismus: Funktionen sind grundsätzlich virtuell! Wenn: Car extends Vehicle
Dann: Car.getSpeed() überdeckt Vehicle.getSpeed()
Funktionen und Klassen können abstract sein
Abstrakte Klassen können nicht instanziiert werden
Java-Sprache: Vererbung
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Java-Einführungskurs FS14 26|Simon Mayer
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Stack Traces ermöglichen das Zurückverfolgen von
Fehlern zu ihrem Ursprung (+ Zeilennummern)
Siehe Demo...
Java-Sprache: Fehler und Stack Traces
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at StackTraceDemo.method2(StackTraceDemo.java:20)
at StackTraceDemo.method1(StackTraceDemo.java:12)
at StackTraceDemo.main(StackTraceDemo.java:7)
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Java-Einführungskurs FS14 28|Simon Mayer
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Error: "indicates serious problems that a reasonable application
should not try to catch."
Beispiel: OutOfMemoryError
Exception: "indicates conditions that a reasonable application
might want to catch."
Beispiel: FileNotFoundException
Abfangen mit try/catch, werfen mit throw
Nicht abgefangene Exceptions (und Errors) führen zum
Programmabbruch!
Mehr dazu in Übung 1 und 2
Java-Sprache: Fehlerbehandlung
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Java-Einführungskurs FS14 30|Simon Mayer
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Java-Einführungskurs FS14 31|Simon Mayer
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HelloWorld mit Texteditor
HelloWorld in Eclipse
Falls schon installiert: Super!
Sonst: Links zu Dokumentation auf Vorlesungswebsite
Übungsblatt 0: Aufgabe 1
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Java-Einführungskurs FS14 32|Simon Mayer
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Import der Übungsdaten in Eclipse File – New – Java Project – [Projektnamen Eingeben] – Next – Link
Additional Source – Übungsordner auswählen (z.B. „u0“) - Finish
Neue Bibliothek einbinden Rechtsklick auf Projekt – Build Path – Configure Build Path – „Libraries“
Einbinden von JARs: „Add (external) JARs“
Einbinden von JUnit4: „Add Library“
Ausführen von HelloWorld
Übungsblatt 0: Aufgabe 1 und Eclipse
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Java-Einführungskurs FS14 33|Simon Mayer
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Erstes Java-Programm: Signum-Funktion
Übungsblatt 0: Aufgabe 2
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Java-Einführungskurs FS14 34|Simon Mayer
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Automatisiertes Testen mit JUnit4
… aus der Kommandozeile (wird nicht gezeigt…)
… in Eclipse
Übungsblatt 0: Aufgabe 3
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Java-Einführungskurs FS14 35|Simon Mayer
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Modellbildung, für zu Hause...
Übungsblatt 0: Aufgabe 4
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Java-Einführungskurs FS14 36|Simon Mayer
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Fragen?