Einführung in die Programmierung mit Java

Institut für Kartographie und GeoinformationProf.-Dr. Lutz Plümer, Dr. Gerhard Gröger, Dipl.-Ing. Dirk DörschlagInstitut für Kartographie und GeoinformationProf.-Dr. Lutz Plümer, Dr. Gerhard Gröger, Dipl.-Ing. Dirk Dörschlag

Einführung in dieProgrammierung mit Java

10. Vorlesung WS-03/04

IKG; DörschlagDörschlag, Plümer, Gröger; Einführung in die Programmierung mit Java WS03/04IKG Dörschlag, Plümer, Gröger „Einführung in die Programmierung mit Java“ WS03/04IKG Dörschlag, Plümer, Gröger „Einführung in die Programmierung mit Java“ WS03/04

Formatieren des Quellcodes

Regeln:Regeln:

1. Klassennamen fangen mit GROßEN Buchstaben an.2. Attributs-, Variablen- und Methodenname fangen mit

kleinen Buchstaben an.3. Nach jedem Semikolon ; (außer in for-Schleifen) und

nach jeder geschweiften Klammer auf { und zu } folgt ein Zeilenumbruch !


Formatieren des Quellcodes- und warum ?? -

1. Bessere Lesbarkeit2. Einfacheres Finden von Fehlern !

class Punkt {public double x,y,z;public Punkt(double x, double y, double z){this.x=x;this.y=y;this.z=z;}public distanz_zu(Punkt anderer){double delta_x=this.x-anderer.x,double delta_y=this.y-anderer.y;return(Math.sqrt(delta_x*delta_x+delta_y*delta_y));}

}



1. Bessere Lesbarkeit2. Einfacheres Finden von Fehlern !

class Punkt {public double x,y,z;public Punkt(double x, double y, double z){

this.x = x;this.y = y;this.z = z;

}public distanz_zu(Punkt anderer){

double delta_x = this.x-anderer.x,double delta_y = this.y-anderer.y;return(Math.sqrt(delta_x*delta_x+delta_y*delta_y));

}}



1. Bessere Lesbarkeit2. Einfacheres Finden von Fehlern !3. Die Fehlermeldungen des Compilers sind ZEILEN

spezifisch

class Punkt {public double x,y,z;public Punkt(double x, double y, double z){this.x=x;this.y=y;this.z=z;}public distanz_zu(Punkt anderer){double delta_x=this.x-anderer.x,double delta_y=this.y-anderer.y;return(Math.sqrt(delta_x*delta_x+delta_y*delta_y));}

}



1. Bessere Lesbarkeit2. Einfacheres Finden von Fehlern !3. Die Fehlermeldungen des Compilers sind ZEILEN

spezifisch

class Punkt {public double x,y,z;

...

public distanz_zu(Punkt anderer){double delta_x=this.x-anderer.x,double delta_y=this.y-anderer.y;return(Math.sqrt(delta_x*delta_x+delta_y*delta_y));

}}


Fehler während des Ablaufs- Beispiel -

public class Polygon {private Punkt[] eckpunkt;

public Polygon(){super();

}

public void leeres_Polygon( int anzahl_eckpunkte){eckpunkt = new Punkt[ anzahl_eckpunkte];

}

public void punkt_einfuegen( int position, Punkt punkt){eckpunkt[ position] = punkt;

}}

mögliche Fehler

negative Anzahl

Position außerhalb des

Arrays

Array noch nicht angelegt


Fehlertypen- z.B. NullPointerException, ClassCastException -

Exception Der universelle Vater aller Fehlermeldungen. Von dieser Klasse sind alle anderen abgeleitet.

NullPointerException ( extends Exception)Tritt auf, wenn ein Objekt benutzt werden soll, obwohl esnoch nicht angelegt wurde.

Student student;student.drucke_ausweis();

Beispiel :Beispiel :


Fehlertypen- z.B. NullPointerException, ClassCastException -

ArrayIndexOutOfBoundsException ( extends Exception)Tritt auf, wenn auf ein Arrayelement zugegriffen wird, das nicht existiert.

Student student = new Student[2]Student student[3] = new Student(“Dirk“,“Dörschlag“);


ClassCastException ( extends Exception)Tritt auf, wenn ein Objekt mittels expliziter Typenkonvertierung in eine Typ umgewandelt wird, welcher nicht zu seinen Ahnen gehört

Student student = new Student(“Dirk“,“Dörschlag“); Dozent dozent = (Dozent) student;



Fang den Fehler und handle- try{ anweisung } catch ( fehler ) { warnung } -

try{anweisung(en);

}catch( Fehlertyp e){

anweisung(en);}

Syntax :Syntax : Anweisungen, bei denen ein Fehler auftreten kann.

Anweisungen, die ausgeführt werden, sobald ein Fehler

aufgetreten ist



...

public void punkt_einfuegen( int position, Punkt punkt){try{

eckpunkt[ position] = punkt;}catch( Exception e){

System.out.println(“Polygon.punkt_einfuegen()“+ “::Ein Fehler wurde erkannt!“);

}}...

}


Fehlertyp =irgend ein Fehler


Fang den Fehler und handle- Differenzierung nach Fehlertyp -

try{anweisung(en);

}catch( Fehlertyp_1 f1){

anweisung(en);}catch( Fehlertyp_2 f2){

anweisung(en);}

Syntax :Syntax : Anweisungen, bei denen ein Fehler auftreten kann.

Anweisungen, die ausgeführt werden,

sobald ein Fehlertyp_2 aufgetreten ist

Anweisungen, die ausgeführt werden,

sobald ein Fehlertyp_1 aufgetreten ist


public class Polygon {


eckpunkt[ position] = punkt;} catch( NullPointerException npe){

System.out.println(“Polygon.punkt_einfuegen()“+ “::Eckpunkte nicht angelegt!“);

}catch( Exception e){


}}

}



public class Polygon {


eckpunkt[ position] = punkt;} catch( Exception e){


}catch( NullPointerException npe){

System.out.println(“Polygon.punkt_einfuegen()“+ “::Eckpunkte nicht angelegt!“);

}}

}


DieReihenfolge

istwichtig !

immer erst den spezielleren Fehler fangen !

da spezieller !


Fehlermeldungen weiterwerfen- throws Fehlertyp -

modifier class Klassenname {...

modifier rueckgabetyp methodenname( parameter)throws Fehlertyp_1(, Fehlertyp_2, ...) {

anweisung(en);}...

}

Syntax :Syntax :

die Methode wird an der Stelle abgebrochen, an der der Fehler auftritt !


Fehlermeldungen weiterwerfen- throws fehler -


...

public void leeres_Polygon( int anzahl_eckpunkte)throws Exception{

eckpunkt = new Punkt[ anzahl_eckpunkte];}...

}


Selbst Fehler werfen- throw( fehler); -

Syntax :Syntax :

throw new Fehlertyp(Parameter_des_Konstruktors);

mit Aufruf einer throw-Anweisung wird die Methode an dieser Stelle abgebrochen !

Eine Methode, in der eine throw-Anweisung enthalten ist, muss diese Fehler weiterwerfen (throws) oder behandeln (try{}catch(){}) !


Selbst Fehler werfen- throw( fehler); -

public class Polygon {private Punkt[] eckpunkt;...

public void leeres_Polygon( int anzahl_eckpunkte)throws Exception{

if( anzahl_eckpunkte < 1){throw( new Exception(

“Polygon.leeres_Polygon(#)::“+“zu wenig Eckpunkte“));

}eckpunkt = new Punkt[ anzahl_eckpunkte];

}...

}


Java und ASCII-Dateien

Mein Programm

MesswerteMesswerte

ErgebnisseErgebnisse

PNR X Y Z


Datei zum lesen öffnen

Syntax :Syntax :FileReader fr = new FileReader(“Dateiname“);

FileReader ermöglicht das zeichenweise lesen von Dateiinhalten.

unpraktisch für ASCII-Dateien mit Messwerten oder Texten

Java und ASCII-Dateien- öffnen und (ein-)lesen -


Besser :

Syntax :Syntax : BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(“Dateiname“));

BufferedReader fasst die Zeichen aus dem FileReader zu Zeichenketten zusammen und puffert die Leseoperationen.

Der BufferedReader verfügt u.a. über die Methoden:br.readLine() :: auslesen der nächsten Zeile (bis zum nächsten

Zeilenumbruch) in einen Stringbr.close() :: schließen der Datei

alle Methoden und der Konstruktor werfen Fehler vom Typ IOException im Falle eines Fehlers. Weitere Methoden können der JavaDoc entnommen werden.




Beispiel :Beispiel :import java.io.*;

class Polygon(){private Punkt[] punkt;...public void load(String filename){

BufferedReader br;String line;int i = 0;try{

br = new BufferedReader(new FileReader( filename)); while( (line = br.readLine()) != null){

punkt[i++] = new Punkt( line);}br.close();

}catch( FileNotFoundException fnfe){

System.out.println(“The file :‘“+ filename +“‘ does not exist“);}catch( IOException ioe){

ioe.printStackTrace();}}}




class Polygon(){private Punkt[] punkt;...public void load(String filename)throws IOException{

BufferedReader br = new BufferedReader( new FileReader( filename));String line;int i = 0;

while( (line = br.readLine()) != null){punkt[i++] = new Punkt( line);

}br.close();

}}


Exkurs- Strings in Double-Werte wandeln -


class Distanz_Tabelle(){private double[] distanz;...public void load(String filename)throws IOException{

BufferedReader br = new BufferedReader( new FileReader( filename));String line;int i = 0;

while( (line = br.readLine()) != null){distanz[i++] = Double.parseDouble( line);

}br.close();

}}


Exkurs- Strings zerlegen -


String line = “10.0;20.0;30.0;“;String line = “10.0;20.0;30.0;“;String[] parts = String[] parts = newnew String[3]; String[3];

intint first = 0, last, i = 0; first = 0, last, i = 0;

whilewhile(((last = line.indexOf(“;“, first)) != -1(last = line.indexOf(“;“, first)) != -1){){parts[i] = line.substring( first, last);parts[i] = line.substring( first, last);i++;i++;first = last + 1;first = last + 1;

}}






whilewhile(((last = line.indexOf(“;“, first)) != -1(last = line.indexOf(“;“, first)) != -1){){parts[i] = line.substring( first, last);parts[i] = line.substring( first, last);i++;i++;first = last + 1;first = last + 1;

}}

DEBUGGING ...

line line = “10.0;20.0;30.0;“= “10.0;20.0;30.0;“parts[0] parts[0] = null= nullparts[1] parts[1] = null= nullparts[2] parts[2] = null= nulllast last = 4= 4first first = 0= 0i i = 0= 0

line line = “10.0;20.0;30.0;“= “10.0;20.0;30.0;“parts[0] parts[0] = null= nullparts[1] parts[1] = null= nullparts[2] parts[2] = null= nulllast last = 4= 4first first = 0= 0i i = 0= 0






whilewhile(((last = line.indexOf(“;“, first)) != -1(last = line.indexOf(“;“, first)) != -1){){parts[i] = line.substring( first, last);parts[i] = line.substring( first, last);i++; i++; first = last + 1;first = last + 1;

}}

DEBUGGING ...

line line = “10.0;20.0;30.0;“= “10.0;20.0;30.0;“parts[0] parts[0] = “10.0“= “10.0“parts[1] parts[1] = null= nullparts[2] parts[2] = null= nulllast last = 4= 4first first = 0= 0i i = 0= 0








}}

DEBUGGING ...









}}

DEBUGGING ...









}}

DEBUGGING ...


line line = “10.0;20.0;30.0;“= “10.0;20.0;30.0;“parts[0] parts[0] = “10.0“= “10.0“parts[1] parts[1] = null= nullparts[2] parts[2] = null= nulllast last = 9= 9first first = 5= 5i i = 1= 1und so weiter ...


Java und ASCII-Dateien- öffnen und schreiben -

Datei zum Schreiben öffnen

Syntax :Syntax :FileWriter fr = new FileWriter(“Dateiname“);

FileWriter ermöglicht das Schreiben von Dateiinhalten.



Datei zum schreiben öffnen

Syntax :Syntax :BufferedWriter bw = new BufferedWriter (new FileWriter(“Dateiname“));

• FileWriter ermöglicht das Schreiben von Dateiinhalten.• BufferedWriter puffert das Schreiben. Es wird nur noch in die Datei

geschrieben, wenn die Methode flush() oder close() aufgerufen wird. bessere Performance !



Datei zum schreiben öffnen

Syntax :Syntax :PrintWriter pw = new PrintWriter(

new BufferedWriter ( new FileWriter(“Dateiname“)

) );

• FileWriter ermöglicht das schreiben von Dateiinhalten.• BufferedWriter puffert das Schreiben. Es wird nur noch in die Datei

geschrieben, wenn die Methode flush() oder close() aufgerufen wird.

• PrintWriter ermöglicht die Ausgabe aller primitiven Datentypen als Strings.



Beispiel :Beispiel :class Polygon{

private Punkt[] punkt;...public void write(String filename)throws IOException{

PrintWriter pw = new PrintWriter( new BufferedWriter(

new FileWriter( filename)));for( int i = 0; i < punkt.length; i++){

pw.write( punkt[i].gibID());pw.write( “;“);pw.write( punkt[i]. gibX());pw.write( “;“);pw.write( punkt[i]. gibY());pw.writeln( “;“);

}pw.close();

}}


ENDE

NOCH FRAGEN ???


Übungsaufgabe

Schreibt eine Klasse Punkt mit den Attributen pnr, x und y, die die Methoden distanz_zu( Punkt other) und ausgabe() haben soll. Fange in der Methode distanz_zu(Punkt other) NullPointerExceptions ab.

Schreibt eine Klasse Polygon, die unter Verwendung eines Arrays Punkte [punkt_hinzu(Punkt punkt)] aufnehmen und mittels der Methode umfang() ihren aktuellen Umfang berechen kann und zudem eine Methode ausgabe() besitzt. Eventuell mögliche Exceptions sind zu fangen !

Teste die Funktionen in einer Klasse Test_Main.


Hausaufgabe(1/2)

Ergänze die Klasse Punkt aus der Übung um den Konstruktor Punkt( String line), wobei gilt: line=“pnr;x-wert;y-wert;“.(siehe auch eine Zeile der polygon.txt !!)

Ergänze die Klasse Polygon aus der Übung um eine Methode lade(String dateiname) zum Einlesen eines Polygons aus einer Datei und um eine Methode datei_ausgabe(String dateiname) zum Ausgeben der Punktnummern der Punkte im Polygon, sowie des Polygonumfangs in eine Datei.

Teste die Funktionen in einer Klasse Test_Main.


Hausaufgabe(1/2)

polygon.txtpolygon.txt

1;2.0;3.0;2;4.0;3.0;3;8.0;9.0;4;7.0;10.0;5;1.0;6.0;

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