Institut für Kartographie und GeoinformationDr. Gerhard Gröger, Dipl.-Ing. Dirk Dörschlag

Einführung in die Programmierung mit Java

1. Vorlesung WS 2003/2004

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Allgemeines

• Ansprechpartner: – Gerhard Gröger

• Tel.: 73 - 1764• E-Mail: groeger@ikg.uni-bonn.de• Sprechstunde: Mittwochs von 12 – 13 Uhr • Büro: Basement, Hofeingang (Eingang Parkplatz)

– Dirk Dörschlag• Tel.: 73 - 3035• E-Mail: doerschlag@ikg.uni-bonn.de• Büro: Meckenheimer Allee 164, 2. Etage

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Allgemeines

• Ort: GIS-Labor ( www.ikg.uni-bonn.de/gislabor )

• Zeitplanung:– nur eine Gruppe– Mittwochs von 14:15 Uhr bis 15:45 Uhr, davon

• 45 min Vorlesung• 45 min Übung

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Hausaufgaben• Wie beim Kochen:

– Übung macht den Meister

• Bearbeitung der Hausaufgaben:– keine Gruppenarbeit (jeder soll Aufgaben selbstständig bearbeiten) – Abgabe bis spätestens zum Anfang der nächsten Veranstaltung

• Alle Lösungen bitte in Papierform und bei Programmen zusätzlich per Email (als Attached Documents, nur die .java) an java@ikg.uni-bonn.de; Dateiname = Nachname

• Einwurf der Ausarbeitungen in den weißen Briefkasten im Erdgeschoss, neben dem Ausgang zum Hof

• Probieren geht über Studieren!

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Allgemeines – Nutzung GIS-Labor1. Benutzerantrag GIS-Labor ausfüllen

• liegen im GIS-Labor oder hängen am Brett am Ausgang zum Hof• Abgabe im Sekretariat von Prof. Dr. Plümer

Frau Schmacke, Do 9 –12h (ab November auch Di 9-12h)• Freischaltung zwei Tage später• Benutzername: Erster Buchstabe Vorname + Nachname, max. 8

Zeichen• Passwort = Benutzername (automat. Änderungsaufforderung)• Studenten- und Personalausweis mitbringen

2. Antrag "Empfang eines elektr. Schlüssels" ausfüllen• Abgabe im Sekretariat von Prof. Dr. Plümer

Frau Schmacke, Do 9 –12h (ab November auch Di 9-12h)• Studenten- und Personalausweis + 10€ Pfand mitbringen• freier Zugang 24 h/365 Tage pro Jahr

http://www.ikg.uni-bonn.de/zugang

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Allgemeines – Nutzung GIS-Labor

• Passwort = Benutzer-Account-Name• beim ersten Login Passwort ändern (automatische Abfrage)

– Groß- und Kleinschreibung!!!

• Laufwerk U: persönliche Daten• Laufwerk V: gemeinsame Daten

• Hard-Quota: 150 MB• Soft-Quota: 100 MB max. eine Woche• Keine Daten lokal auf den Rechnern – keine Garantie

http://www.ikg.uni-bonn.de/gislabor/

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zurück zu Java: Schein

• Keine Pflicht (Wahlpflichtveranstaltung)– keine Klausur

• Schein allerdings hilfreich als Nachweis einer erfolgreichen Teilnahme für– Bafög– Bewerbungen (auch auf HiWi-Jobs)– Eltern etc.

• Voraussetzung für die Erteilung:– regelmäßige Teilnahme an der Veranstaltung– regelmäßige Bearbeitung und Abgabe der Übungsaufgaben

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Vorlesungsübersicht

• Allgemeine Einführung in die Programmierung– Variablen, Konstanten, Datentypen, arithmetische Operationen– Kontrollstrukturen– Implementierung (Realisierung) von Algorithmen

• Einführung in Java-spezifische Konzepte– Objektorientierte Programmierung

• Objekte, Klassen, Methoden• Vererbung und Polymorphismus

– Ausnahmebehandlung– Ein- / Ausgabeoperationen– Grafische Benutzerschnittstelle

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Allgemeines zu Java

• Universelle, objektorientierte Programmiersprache– Konzepte geerbt von Simula, Smalltalk, C++– Syntax angelehnt an C und C++

• Große standardisierte Funktionsbibliotheken(z.B. Grafik, Fenster, Datenstrukturen uvm.)

• Plattformunabhängig (Windows, Linux, Mac, ...)

• Verschiedene Einsatzgebiete– eigenständige Programme– in Webseiten eingebettete Programme, sog. Applets

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Literatur zu Java• Java als erste Programmiersprache

von J. Goll, C. Weiß und F. Müller3. Auflage, Teubner Verlag, 2001, DM 72,--

• Go To Java 2 von Guido KrügerAddison-Wesley, ca. DM 100,--

– Online-Version:http://www.javabuch.de oder im GIS-Labor: file://V|/java/gj22/html/cover.html

• Einführung in die objektorientierte Programmierung mit Java von E.-E. Doberkat, S. DißmannOldenbourg Verlag, 1999, ca. DM 68,--

• Java 2 vom Rechenzentrum der Uni, DM 11,--

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Internetseiten zu Java

• Firma Sun (Entwickler von Java)http://java.sun.com

• Weitere Informationen (Online-Kurse etc.) unterhttp://www.ikg.uni-bonn.de/links/links_frame.htm

unter Menüpunkt „Bücher, Tutorien, etc.“

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Programmablauf:Zuerst Kompilieren, dann Interpretieren

.java-Datei(Quelltext, engl.:

Source code)

.class-Datei

CompilierenInterpretieren

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Schritte bis zum Ablauf eines Programms

1. Erstellung des Quelltextes als Textdatei mit der Dateiendung .java Das Programm wird in den Rechner eingegeben.

2. Kompilierung des Quelltextes in Java-Bytecode Das „menschenlesbare“ Programm wird in ein

„maschinenlesbares“ Programm übersetzt.

3. Interpretieren des Java-Bytecodes durch die sogenannte Java Virtual Machine (JVM) Das Programm wird vom Computer ausgeführt.

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Werkzeuge

• Java Developer Kit J2SDK 1.4– Java-Compiler javac

zum Übersetzen von Quelltexten in Java-Bytecode– Java-Interpreter java

zur Ausführung von Java-Bytecode-Programmen – Applet-Betrachter appletviewer

zum Ausprobieren von Java-Applets

• Einfacher Editor (z.B. Notepad oder Wordpad)

Besser: Integrierte Entwicklungsumgebung Forté– Editor zur Erstellung von Quelltexten– Automatisches Aufrufen des Compilers und Interpreters– Debugger zur Fehlersuche

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„Hello World“ mit Forté

Auf den folgenden Folien wird gezeigt, wie das Beispielprogramm „HelloWorld“ mit der Entwicklungsumgebung Forté erstellt und ausgeführt werden kann.

Schritt 1: Starten von Forté durch Doppelklick auf

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Start von Forté

Weiter mit „No“

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Beim ersten Start von Forté

Der (neue)Willkommens-bildschirm

Auf "Close" klicken

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Bedienelement von Forté

HauptfensterEdit-Tab

Explorer-Fenster

Filesystems-Tab

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Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Filesystems im Explorer-Fenster. Wählen Sie Mount Directory aus.

2. Schritt: Angabe des Arbeitsverzeichnisses (a)

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2. Schritt: Angabe des Arbeitsverzeichnisses (b)

1. Wählen Sie das Verzeichnis U:\ (Ihr persönlicher Privatbereich)

2. Klicken Sie auf Neuen Ordner erstellen

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2. Schritt: Angabe des Arbeitsverzeichnisses (c)

Tippen Sie Java ein und drücken Sie die Return-Taste

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2. Schritt: Angabe des Arbeitsverzeichnisses (d)

1. Wählen Sie das neue Verzeichnis mit einem einfachen Klick an

2. Klicken Sie auf Mount

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2. Schritt: Angabe des Arbeitsverzeichnisses (e)

Das neue Verzeichnis erscheint im Explorer-Fenster

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3. Schritt: Anlegen eines neuen Programms (a)

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ihr Verzeichnis und wählen Sie New | Classes | Main aus

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3. Schritt: Anlegen eines neuen Programms (b)

1. Name des Programms angeben. Tippen Sie hier HelloWorld ein und klicken Sie auf Finish.

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3. Schritt: Anlegen eines neuen Programms (c)

Das Programmgerüst erscheint im Quelltext-Editor (Source Editor).

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4. Schritt: Editieren und Ablaufen des Programms

1. Geben Sie die Zeile System.out.println(“Hallo Welt!“); an der gezeigten Stelle ein.

2. Klicken Sie auf das Diskettensymbol, um die Ergänzungen abzuspeichern

3. Klicken Sie auf den grünen Pfeil, um das Programm zu kompilieren und zu starten

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Programmausgabe

Ein- und Ausgaben finden im Ein-/Ausgabe-Fenster statt

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Das erste Java-Programm: „Hello World“

Programm „HelloWorld.java“

class HelloJava {public static void main (String args[]) { System.out.println("Hallo Welt!");}

}

Ausgabe:

Hallo Welt!

.java-DateiQuelltext, engl.: Source code

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Kommentare im Programmquelltext

• Zur Erhöhung der Lesbarkeit sollten alle Programmteile durch Kommentare näher erläutert werden. – Kommentare werden vom Compiler überlesen

• Einzeilige Kommentare– Einleitung durch //– Beendigung durch Zeilenende– Beispiel: // Dies ist ein Kommentar

• Längere Kommentare– Einleitung mit /*– Beendigung durch */– Beispiel: /* Dies ist

ein Kommentar */

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Programm Rechnen.java

// Programm zur Berechnung von 14+12*3

class Rechnen { // Ein einzeiliger Kommentarpublic static void main (String args[]) { System.out.println(14+12*3);}

}

/* Hier beginnt ein Kommentar, der sich über mehrere Zeilen erstrecken kann */

Beispielprogramm mit Kommentaren

Ausgabe:

50

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Übungs-/Hausaufgabe

• Ausgabe einer Visitenkarte auf dem Bildschirmz.B.:

****************************** * * * Ingo Petzold * * Wiss. Mitarbeiter * * am IKG, Uni Bonn * * * ******************************

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• Es folgen Folien über einige Einstellungen, die bei ersten Starten von Forte - je nach Art der Installation - erforderlich sein können

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Dieses Feld erscheint beim ersten Starten von Forte. Hier muss als Verzeichnis c:\temp eingetragen und durch klicken auf OK bestätigt werden.

Beim ersten Start von Forté

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Beim ersten Start von Forté

Weiter durch „Cancel“, da wir den „iPlanet Web Server" nicht brauchen.

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Beim ersten Start von Forté

Weiter durch „Cancel“, da wir den „iPlanet Web Server" nicht brauchen.

„Enabled“ False