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Erl uterungen zur Java-Programmierung

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Erl uterungen zur Java-Programmierung Powered By Docstoc
					Allgemeine Informatik WS 2001/2002

1. Übung - Erläuterungen
„Einstieg in die Java-Programmierung“
Letzte Änderung am 28.10.2001

Hinweis: Die Erläuterungen zu den Übungen dienen als Begleittext für die Nacharbeitung der Übungsaufgaben. Es wird für jeden Themenabschnitt der Übungen eigene Erläuterungen geben. Sie haben damit die Möglichkeit, die in den Übungen intuitiv erlernten Themen zu vertiefen und Hintergrundwissen zu erlangen. Diese Erläuterungen erheben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit! Zum Themenkomplex Java gibt es zahlreiche gute Fachbücher. Wir wollen Ihnen aber mit dieser komprimierten Erläuterung das Wälzen von Fachbüchern ersparen und das für die erfolgreiche Teilnahme an der Veranstaltung nötige Wissen vermitteln.

Java und Applets
Wir machen den Einstieg in die Java-Programmierung über sogenannte Java-Applets. Von diesen Java-Applets dürften die meisten schon gehört haben, es sind kleine Programme, meist mit graphischen Ausgaben, die über eine HTML-Seite aufgerufen werden können. Webseiten mit Java-Applets können mit Hilfe eines Java-fähigen Browsers angezeigt werden. Standardbrowser wie Netscape und Internet Explorer sollten das können, wobei man darauf achten muss, dass man Java eingeschaltet („enabled“) hat. Zur Ausführung von Java-Applets ist genauso das Programm appletviewer geeignet, das auf den RBG-Rechnern installiert ist. Es ist Teil der JDK, dem sogenannten Java Development Kit von Sun. Verwechseln Sie Java-Applets nicht mit Java-Anwendungen. Wir werden diese Begriffe in den Erläuterungen stark trennen. Java-Anwendungen sind eigenständige Programme, welche nicht in einem Browser ausgeführt werden können. Im späteren Verlauf der Erläuterungen werden wir von den Applets auch zu den Anwendungen kommen. Java-Applets und Java-Anwendungen können in einem beliebigen Texteditor unter Unix oder Windows erstellt werden. Der folgende Programmcode ist ein einfaches Beispiel für ein Java-Applet:
import java.applet.*; import java.awt.*; public class MyApplet extends Applet { public void paint (Graphics g) { g.drawString(“Ein einfaches Applet”, 200, 200); } }

Einstieg in die Java-Programmierung

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Dieses Applet implementiert eine Klasse mit dem Name MyApplet. Genauso muss auch die Datei heißen, in der dieser Code steht. Genauer: Der Dateiname erhält den Anhang .java, der vollständige Dateiname lautet dann also MyApplet.java (Achten Sie auf die genaue Übereinstimmung bei der Groß- und Kleinschreibung!). Wollen wir diesen Code ausführen, müssen wir ihn erst in eine für den Rechner verständlichen Sprache übersetzen.

Compilieren Dieses Übersetzen, auch Compilieren genannt, geschieht mit dem Befehl javac, also z.B. um die Datei MyApplet.java zu compilieren, geben Sie „javac MyApplet.java“ in einer Eingabeaufforderung ein (evtl. muß der Dateiname zusammen mit seinem Pfad angegeben werden, falls Sie sich in einem anderen Verzeichnis befinden). javac ist ein zum Umfang des JDK’s von Sun gehörendes Programm, welches Java-Quellcode in den sogenannten Bytecode übersetzt (Also Java-Applets genauso wie Java-Anwendungen). Passieren bei der Compilierung Fehler, wird man von Javac darüber benachrichtigt, ansonsten wird eine Datei MyApplet.class erzeugt, welche diesen Bytecode enthält. Diese class-Datei kann nun von anderen Programmen gelesen werden, um MyApplet auszuführen.

Ausführen von Applets in einem Browser Nach der erfolgreichen Compilierung unseres Applets möchten wir dieses ausführen. Wie bereits zu Eingang erwähnt, kann man das mit einem Browser tun. Dazu benötigen Sie eine geeignete HTML-Seite, welche das Applet sozusagen importiert. Diese Seite müssen Sie dann im Browser über „Datei öffnen ...“ wie eine gewöhnliche HTML-Seite öffnen. Der Browser interpretiert diese Seite und lädt die .class-Datei, um Ihr Applet auszuführen. Ein Beispiel für solch eine HTML Seite:
<HTML> <HEAD> <TITLE>MyApplet HTML-Frame</TITLE> </HEAD> <BODY> <APPLET code="MyApplet.class" width=500 height=500> </APPLET> </BODY> </HTML>

Wichtig ist hierbei die Zeile „<APPLET code= ....>“ welche die class-Datei des auszuführenden Applets angibt. Die HTML Datei sowie die class-Datei sollten sich im gleichen Verzeichnis befinden, ansonsten müssen Sie den absoluten Dateinamen in der HTML-Seite eintragen. Sie müssen den HTML-Code nicht verstehen – falls aber Probleme bei der Ausführung ihrer Applets im Browser auftauchen, wissen Sie nun ungefähr, wo Sie nach der Ursache suchen können. Falls Sie den Quellcode eines Applets mehrfach ändern und diesen Compilieren, müssen Sie die HTML-Seite im Browser aktualisieren, damit dieser die neue Class-

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Datei lädt. Funktioniert das normale Aktualisieren nicht, versuchen Sie, die Aktualisierung über das Menü des Browsers zu starten und gleichzeitig die STRGTaste gedrückt zu halten – das sollte klappen! Ausführen von Applets mit dem appletviewer Möchten Sie das Applet mit dem appletviewer ausführen, so geben Sie nach der erfolgreichen Compilierung den Befehl „appletviewer <HTML-Dateiname>“ in der Kommandozeile ein. Dabei steht „<HTML-Dateiname>“ für die HTML-Datei, welche das Applet importiert – also genau diejenige, welche Sie auch im Browser öffnen müssten, um das Applet zu starten. Achtung: Sie können ein Applet nicht mit dem Befehl „java MyApplet“ starten – das geht nur mit normalen JavaAnwendungen, aber dazu später.

Zurück zum Quellcode Nun, wo wir ein erstes Gefühl dafür haben, wie wir aus der .java Datei ein ausführbares Programm (bzw. Applet) erstellen, widmen wir uns wieder dem Quellcode zu: Wichtig bei einem Applet ist, dass „extends Applet“ hinter dem selbstgewählten Namen des Applets (hier: MyApplet) steht. Groß- und Kleinschreibung sind von entscheidender Bedeutung: class ist etwas anderes als Class oder CLASS. Die oben auftretenden Worte public, class, import, extends, void sind nur einige der Schlüsselwörter in Java. Das sind reservierte Wörter mit spezieller Funktion in Java-Programmen. Schlüsselworte werden in Java grundsätzlich klein geschrieben. Zu Beginn müssen Sie noch nicht verstehen, was welches Schlüsselwort genau bedeutet, versuchen sie aber dennoch im folgenden zumindest intuitiv - hinter die Bedeutungen zu kommen und zu erkennen, wann man welches Schlüsselwort wie benutzt. Zurück zu unserem Beispielapplet: Wir sehen dort einen eingerückten Bereich, welcher mit „public void paint ....“ überschrieben ist. Dieser eingerückte Bereich ist die sogenannte paint-Methode des Applets. Die paint-Methode wird beim Start und bei jedem Neuzeichnen des Applets automatisch aufgerufen, das heißt, der Code in der paint-Methode wird ausgeführt. Eine Methode ist vergleichbar mit einer Funktion oder Prozedur eines Programms, wie Sie sie vielleicht aus „normalen“ (sogenannten prozeduralen) Programmiersprachen kennen, also eine Art Unterprogramm oder Subroutine. Zu Methoden kommen wir aber erst später genauer. Zunächst müssen Sie nur wissen, dass der Quellcode zwischen den beiden inneren Mengenklammern (im obigen Beispiel) beim Aufruf der Methode ausgeführt wird. In den Übungsprogrammen werden die Stellen (wichtige Stellen oder Bereiche, in denen Sie selbst den Quellcode verändern sollen) durch Kommentare gekennzeichnet, achten Sie also auch auf erläuternde Texte im Quelltext.

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Kommentare: Kommentare und Zeichen hinter „//“ bis zum Ende der betreffenden Zeile oder zwischen „/*“ und „*/“ sind Kommentare. Erste Beispiele, was man alles machen kann: 
g.drawString(...) : Es wird ein Text an der angegebenen Stelle

ausgegeben (wie es z.B. auch im ersten Beispiel MyApplet angewendet wurde)  
g.drawRect(...) : Zeichnet ein Rechteck g.drawLine(...) Zeichnet eine Linie ...

Die Übungsaufgaben gehen näher auf diese Beispiele ein. Was bedeutet nun immer das g vor dem Methodennamen? Dieses g ist ein sogennantes Objekt von einer Klasse namens Graphics, welches der Methode paint vom Browser oder vom appletviewer übergeben wird. Es kennzeichnet das „Ausgabegerät“, auf dem unser Applet Linien, Rechtecke und Zeichenfolgen ausgeben kann. Dabei kommt das g aus dem Methodenkopf der Methode paint(Graphics g), nämlich als Parameter der Methode paint. Was Objekte und Klassen sind und wie man mit ihnen umgeht, lernen wir noch später. Die Klasse Graphics hat ganz bestimmte Methoden, die wir aufrufen können und dürfen. drawString ist eine davon Die Klasse Graphics ist in der JavaStandardbibliothek definiert, welche wir hier ohne weiteres benutzen können. Wollen wir Klassen aus der Java-Standardbibliothek benutzen, müssen wir diese am Anfang unseres Quellcodes „importieren.Dazu benötigen wir die Zeile „import java.awt.*;“ zu Beginn des Java-Programms. Mit Hilfe der ersten Übungsaufgaben sollten Sie nun in der Lage sein, in den verschiedenen gegebenen Applets Linien zu zeichnen, Text anzugeben, Rechtecke etc. Sie müssen aber die Hintergründe noch nicht verstehen.

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