Grundlagen der Java-Programmierung und OOP

Java: Objektorientierte Programmiersprache

Java ist eine Programmiersprache, die für das objektorientierte Design von Internet-Anwendungen entwickelt wurde.

Identifier (Bezeichner)

Ein Bezeichner ist ein Name, der jedem Abschnitt eines Programms zugewiesen wird.

Schlüsselwort

Schlüsselwörter sind vordefinierte Bezeichner, die für den ausschließlichen Gebrauch der Sprache reserviert sind.

Regeln für Bezeichner

• Sie können eine beliebige Länge von Zeichen haben.
• Das erste Zeichen muss ein Buchstabe sein.
• Sie dürfen keine Leerzeichen enthalten.
• Sie können Groß- oder Kleinbuchstaben enthalten.

Groß- und Kleinschreibung in Java

Java ist case-sensitiv (unterscheidet Groß- und Kleinschreibung): Bezeichner wie Alter, alter und ALTER werden als unterschiedlich behandelt.

Namenskonventionen für Bezeichner

• Im Namen einer Klasse beginnt jedes Wort mit einem Großbuchstaben (z.B. MeineKlasse).
• Für Variablennamen wird das erste Wort in Kleinbuchstaben geschrieben und jedes folgende Wort beginnt mit einem Großbuchstaben (z.B. meinAttribut).
• In Variablennamen werden Substantive oder Adjektive verwendet.
• In Methodennamen wird ein Verb gefolgt vom Namen der Variablen, die beeinflusst wird, verwendet (z.B. setWert()).
• Unterstriche sollten in der Regel vermieden werden.

Datentyp

Ein Datentyp ist eine Einschränkung für die Interpretation, Manipulation und Darstellung von Daten.

Primitive Datentypen

Diese sind in die Sprache integriert und basieren nicht auf Objekten.

Primitive Datentypen in Java

Dazu gehören: boolean, byte, short, int, long, float, char, double. Sie unterscheiden sich in ihren Wertebereichen.

Klassen als Datentypen

Eine Variable kann eine Klasse als Typ haben. In diesem Fall bezieht sich die Variable auf ein Objekt dieser Klasse oder ihrer Unterklassen.

Kommentare

Kommentare sind Informationen, die im Code platziert werden, um zu erklären, was getan wird. Sie helfen, den Code zu verstehen und Probleme schneller zu identifizieren.

Typen von Kommentaren:

• //: Einzeiliger Kommentar
• /* ... */: Mehrzeiliger Kommentar
• /** ... */: Javadoc-Kommentar (für Dokumentation)

Gültigkeitsbereich von Variablen

• Lokal: Eine lokale Variable kann nicht von einer anderen Prozedur oder Methode modifiziert werden.
• Global: Globale Variablen sind in einem bestimmten Teil des Programms verfügbar.
• Instanz: Jede Instanz einer Klasse besitzt ihre eigenen Instanzvariablen.

Ausdrücke, Operatoren, Operanden

• Ausdruck: Kann eine Konstante, eine Variable oder eine Kombination von Konstanten und Variablen sein.
• Operator: Symbole, die Operationen in der Sprache erlauben.
• Operand: Die Argumente, auf die ein Operator angewendet wird.

Typen von Operatoren

• Arithmetische Operatoren
• Relationale Operatoren
• Logische Operatoren (oft mit Wahrheitstabellen erklärt)
• Zuweisungsoperatoren

Kontrollstrukturen

• Bedingte Strukturen: Sie basieren auf einer Bedingung, die entweder wahr oder falsch sein kann.
• Zyklische Strukturen: Sie wiederholen einen Codeblock, bis eine bestimmte Anzahl von Zyklen erreicht ist oder eine Bedingung nicht mehr erfüllt ist.

Strukturierte und modulare Programmierung

Bei dieser Art der Programmierung werden Fehler minimiert, da Module verwendet werden, die mehrere Funktionen enthalten und bei jedem Aufruf zur Ausführung des Programms gesendet werden.

Objektorientierte Programmierung (OOP)

OOP ist ein Programmierparadigma zur Lösung von Problemen durch die Modellierung realer Entitäten als Objekte.

Verbindung zwischen OOP und strukturierter Programmierung

Die objektorientierte Programmierung (OOP) basiert auf den Prinzipien der strukturierten und modularen Programmierung.

Klasse vs. Objekt

Objekte sind Instanzen einer Klasse, und die Klasse definiert die Eigenschaften und Verhaltensweisen dieser Objekte.

Hauptelement der OOP

Das Hauptelement der OOP sind Klassen.

Vererbung

Vererbung bietet die Möglichkeit, neue Klassen basierend auf bestehenden Klassen zu definieren und deren Eigenschaften und Methoden zu übernehmen.

Methode

Eine Methode legt fest, wie ein Objekt handeln soll, wenn es eine Nachricht (einen Aufruf) empfängt.

Bestandteile einer Methode

• Methoden-Header
• Zugriffsmodifikator (z.B. public, private)
• Rückgabetyp (z.B. void, int)
• Methodenbezeichner (Name der Methode)
• Formale Parameter (Eingabewerte)
• Deklaration von lokalen Variablen
• Methodenkörper (Implementierung)
• Rückgabewert (falls vorhanden)

Attribut

Ein Attribut ist jede der Daten (Variablen oder Felder), die zu einer Klasse gehören.

Statische vs. Finale Attribute

• Ein finaler Wert kann nach der Initialisierung nicht mehr verändert werden.
• Ein statischer Wert wird einmal für alle Objekte einer Klasse gespeichert und ist für alle Instanzen gemeinsam.

Zugriffsmodifikatoren: Public vs. Private

• Public: Öffentliche Methoden und Attribute können von jeder Methode des Projekts zugegriffen werden.
• Private: Private Methoden und Attribute sind nur innerhalb derselben Klasse zugänglich.

Methodenaufruf

Ein Methodenaufruf führt die vollständige Implementierung einer Methode aus. Nach der Ausführung kehrt das Ergebnis zurück und die Kontrolle wird an das Code-Segment übergeben, von dem aus die Methode aufgerufen wurde.