1 Einführung

15

1.1 Was bedeutet Programmierung?

16

1.1.1 Von den Anfängen bis heute

16

1.1.2 Wozu überhaupt programmieren?

17

1.1.3 Hilfsmittel für den Programmentwurf

18

1.1.4 Von der Idee zum Programm

21

1.1.5 Arten von Programmiersprachen

25

1.2 Java

31

1.2.1 Entstehungsgeschichte von Java

31

1.2.2 Merkmale von Java

33

1.2.3 Installation von Java

36

1.3 Ein erstes Java-Programm

40

1.3.1 Vorbereiten der Arbeitsumgebung

41

1.3.2 Wie sind Java-Programme aufgebaut?

42

1.3.3 Schritt für Schritt zum ersten Programm

44

1.4 Übungsaufgaben

53

1.5 Ausblick

60

2 Grundbausteine eines Java-Programms

61

2.1 Bezeichner und Schlüsselwörter

61

2.2 Kommentare

63

2.3 Variablen und Datentypen

64

2.3.1 Namenskonventionen für Variablen

66

2.3.2 Wertzuweisung

67

2.3.3 Die primitiven Datentypen im Einzelnen

68

2.3.4 Praxisbeispiel 1 zu Variablen

70

2.3.5 Häufiger Fehler bei der Variablendeklaration

74

2.3.6 Praxisbeispiel 2 zu Variablen

75

2.3.7 Der Datentyp »String«

80

2.3.8 Der Dialog mit dem Anwender

81

2.3.9 Übungsaufgaben

85

2.4 Operatoren und Ausdrücke

87

2.4.1 Zuweisungsoperator und Cast-Operator

88

2.4.2 Vergleiche und Bedingungen

89

2.4.3 Arithmetische Operatoren

91

2.4.4 Priorität

93

2.4.5 Logische Operatoren

96

2.4.6 Sonstige Operatoren

96

2.5 Übungsaufgaben

97

2.6 Ausblick

100

3 Kontrollstrukturen

101

3.1 Anweisungsfolge (Sequenz)

101

3.2 Auswahlstrukturen (Selektionen)

102

3.2.1 Zweiseitige Auswahlstruktur (»if«-Anweisung)

103

3.2.2 Übungsaufgaben zur »if«-Anweisung

110

3.2.3 Mehrseitige Auswahlstruktur (»switch-case«-Anweisung)

111

3.2.4 Übungsaufgabe zur »switch-case«-Anweisung

115

3.3 Wiederholungsstrukturen (Schleifen oder Iterationen)

115

3.3.1 Die »while«-Schleife

116

3.3.2 Die »do«-Schleife

117

3.3.3 Die »for«-Schleife

118

3.3.4 Sprunganweisungen

119

3.3.5 Übungsaufgaben zu Schleifen

120

3.4 Auswirkungen auf Variablen

123

3.4.1 Gültigkeitsbereiche

124

3.4.2 Namenskonflikte

125

3.4.3 Lebensdauer

125

3.5 Ausblick

126

4 Einführung in Eclipse

127

4.1 Die Entwicklungsumgebung Eclipse

127

4.1.1 Installation von Eclipse

128

4.1.2 Eclipse starten

131

4.1.3 Ein bestehendes Projekt in Eclipse öffnen

134

4.2 Erste Schritte mit Eclipse

137

4.2.1 Ein neues Projekt erstellen

137

4.2.2 Programm eingeben und starten

139

4.3 Fehlersuche mit Eclipse

147

4.3.1 Fehlersuche ohne Hilfsmittel

149

4.3.2 Haltepunkte (Breakpoints)

153

4.4 Ausblick

158

5 Klassen und Objekte

159

5.1 Struktur von Java-Programmen

159

5.1.1 Klassen

159

5.1.2 Attribute

161

5.1.3 Packages

161

5.2 Objekte

166

5.2.1 Zugriff auf die Attribute (Datenelemente)

168

5.2.2 Wertzuweisungen bei Objekten

169

5.2.3 Gültigkeitsbereich und Lebensdauer

172

5.3 Methoden

173

5.3.1 Aufbau von Methoden

173

5.3.2 Aufruf von Methoden

174

5.3.3 Abgrenzung von Bezeichnern

178

5.4 Werte übergeben

179

5.4.1 Methoden mit Parameter

180

5.4.2 Referenztypen als Parameter

182

5.4.3 Überladen von Methoden

184

5.5 Ergebnisse

185

5.5.1 Methoden mit Ergebnisrückgabe

186

5.5.2 Methoden ohne Ergebnisrückgabe

188

5.6 Konstruktoren als spezielle Methoden

188

5.6.1 Konstruktoren mit Parametern

190

5.6.2 Verketten von Konstruktoren

191

5.7 Übungsaufgaben

193

5.8 Ausblick

197

6 Mit Klassen und Objekten arbeiten

198

6.1 Gemeinsame Nutzung

198

6.1.1 Statische Attribute

198

6.1.2 Statische Methoden

200

6.2 Zugriffsmechanismen

201

6.2.1 Unveränderliche Attribute

201

6.2.2 Datenkapselung

203

6.2.3 Getter- und Setter-Methoden

204

6.3 Beziehungen zwischen Klassen

207

6.3.1 Teil-Ganzes-Beziehung

207

6.3.2 Delegation

208

6.3.3 Abstammung

208

6.4 Vererbung

209

6.4.1 Schnittstelle und Implementierung

214

6.4.2 Objekte vergleichen

215

6.4.3 Abstrakte Klassen und Interfaces

217

6.5 Übungsaufgaben

219

6.6 Ausblick

225

7 Grundlegende Klassen

226

7.1 Die Klasse »String«

226

7.1.1 Erzeugen von Strings

226

7.1.2 Konkatenation von Strings

227

7.1.3 Stringlänge bestimmen und Strings vergleichen

230

7.1.4 Zeichen an einer bestimmten Position ermitteln

232

7.1.5 Umwandlung in Groß- und Kleinbuchstaben

232

7.1.6 Zahlen und Strings ineinander umwandeln

233

7.2 Die Klassen »StringBuffer« und »StringBuilder«

235

7.2.1 Erzeugen eines Objekts der Klasse »StringBuilder«

236

7.2.2 Mit »StringBuilder« arbeiten

237

7.3 Wrapper-Klassen

238

7.3.1 Erzeugen von Wrapper-Objekten

239

7.3.2 Rückgabe der Werte

240

7.3.3 Vereinfachter Umgang mit Wrapper-Klassen durch Autoboxing

242

7.4 Date and Time API

244

7.4.1 Technische Zeitangaben

245

7.4.2 Datum und Uhrzeit

253

7.5 Übungsaufgaben

257

7.6 Ausblick

259

8 Grafische Benutzeroberflächen

261

8.1 Einführung

261

8.1.1 JFC (Java Foundation Classes) und Swing

261

8.1.2 Grafische Oberflächen mit WindowBuilder

263

8.1.3 Erstes Beispielprogramm mit Programmfenster

268

8.2 Grundlegende Klassen und Methoden

278

8.2.1 JFrame, Dimension, Point und Rectangle

278

8.2.2 Festlegen und Abfrage der Größe einer Komponente (in Pixel)

279

8.2.3 Platzieren und Abfragen der Position einer Komponente

279

8.2.4 Randelemente eines Fensters

279

8.2.5 Veränderbarkeit der Größe eines Fensters

280

8.2.6 Sichtbarkeit von Komponenten

280

8.2.7 Löschen eines Fensters

280

8.2.8 Die Reaktion auf das Schließen des Fensters festlegen

281

8.2.9 Aussehen des Cursors festlegen

281

8.2.10 Container eines Frames ermitteln

281

8.2.11 Komponenten zu einem Container hinzufügen

282

8.3 Programmfenster mit weiteren Komponenten

282

8.3.1 Die Komponentenpalette

283

8.3.2 Standardkomponenten in einen Frame einbauen

284

8.3.3 Erstes Programm mit Label, TextField und Button

286

8.3.4 Label

290

8.3.5 TextField

290

8.3.6 Button

292

8.3.7 Ereignisbehandlung in aller Kürze

294

8.3.8 Programmierung der Umrechnung

296

8.3.9 Werte aus einem TextField übernehmen

296

8.3.10 Werte in ein TextField übertragen

297

8.3.11 Zahlenausgabe mit Formatierung

299

8.3.12 Maßnahmen zur Erhöhung des Bedienkomforts

301

8.4 Übungsaufgaben

308

8.5 Ausblick

314

9 Fehlerbehandlung mit Exceptions

315

9.1 Umgang mit Fehlern

315

9.1.1 Fehlerbehandlung ohne Exceptions

315

9.1.2 Exception als Reaktion auf Fehler

316

9.2 Mit Exceptions umgehen

318

9.2.1 Detailliertere Fehlermeldungen

320

9.2.2 Klassenhierarchie der Exceptions

321

9.3 Fortgeschrittene Ausnahmebehandlung

322

9.3.1 Interne Abläufe beim Eintreffen einer Exception

322

9.3.2 Benutzerdefinierte Exceptions

325

9.3.3 Selbst definierte Exception-Klassen

327

9.4 Übungsaufgaben

328

9.5 Ausblick

330

10 Containerklassen

331

10.1 Array

331

10.1.1 Array-Literale

337

10.1.2 Mehrdimensionale Arrays

338

10.1.3 Gezielter Zugriff auf Array-Elemente

339

10.1.4 Hilfen für den Umgang mit Arrays

343

10.1.5 Unflexible Array-Größe

344

10.2 »ArrayList« und »JList«

345

10.2.1 Die Klasse »ArrayList«

345

10.2.2 Die grafische Komponente »JList«

347

10.2.3 JList mit Scrollbalken ausstatten

351

10.2.4 Umgang mit markierten Einträgen

354

10.3 Collections

356

10.3.1 Listen

356

10.3.2 Mengen

358

10.3.3 Maps

362

10.4 Lambdas

363

10.5 Übungsaufgaben

365

10.6 Ausblick

369

11 Dateien

371

11.1 Die Klasse »File«

371

11.1.1 Beispielanwendung mit der Klasse »File«

373

11.1.2 Verzeichnisauswahl mit Dialog

376

11.2 Ein- und Ausgaben in Java

379

11.2.1 Ein- und Ausgabeströme

380

11.2.2 Byteorientierte Datenströme

380

11.2.3 Zeichenorientierte Datenströme

383

11.3 Die API nutzen

386

11.3.1 Daten in eine Datei schreiben

387

11.3.2 Daten aus einer Datei lesen

390

11.3.3 Die Klasse »FilterWriter«

392

11.3.4 Die Klasse »FilterReader«

394

11.3.5 Textdatei verschlüsseln und entschlüsseln

396

11.4 Beispielanwendungen

399

11.4.1 Bilder in Labels und Buttons

400

11.4.2 Ein einfacher Bildbetrachter

406

11.4.3 Sounddatei abspielen

415

11.5 Übungsaufgaben

418

11.6 Ausblick

421

12 Zeichnen

423

12.1 In Komponenten zeichnen

423

12.1.1 Grundlagen der Grafikausgabe

423

12.1.2 Panel-Komponente mit verändertem Aussehen

425

12.1.3 Zeichnen in Standardkomponenten

430

12.2 Farben verwenden

450

12.2.1 Die Klasse »Color«

450

12.2.2 Ein Farbauswahldialog für den Anwender

452

12.3 Auswerten von Mausereignissen

454

12.3.1 Listener zur Erfassung von Mausereignissen

456

12.3.2 »MouseEvent« und »MouseWheelEvent«

458

12.3.3 Mauskoordinaten anzeigen

459

12.3.4 Die Maus als Zeichengerät

460

12.3.5 Die Klasse »Font«

464

12.4 Übungsaufgaben

465

12.5 Ausblick

468

13 Animationen und Threads

469

13.1 Multitasking und Multithreading

469

13.1.1 Was bedeutet Multitasking?

470

13.1.2 Was sind Threads?

470

13.2 Zeitlich gesteuerte Abläufe programmieren

471

13.2.1 Eine einfache Ampelsteuerung

471

13.2.2 Ampelsteuerung mit Thread

479

13.2.3 Gefahren bei der Nutzung von Threads

486

13.2.4 Bewegungsabläufe programmieren (Synchronisation)

487

13.3 Übungsaufgaben

491

13.4 Ausblick

494

14 Tabellen und Datenbanken

495

14.1 Die Klasse »JTable«

495

14.1.1 Tabelle mit konstanter Zellenzahl

496

14.1.2 Tabelle mit variabler Zeilen- und Spaltenzahl

506

14.1.3 Tabelle mit unterschiedlichen Datentypen

509

14.2 Datenbankzugriff

515

14.2.1 Datenbankzugriff mit JDBC

515

14.2.2 Aufbau der Datenbankverbindung

516

14.2.3 Datenbankabfrage

519

14.3 Übungsaufgaben

526

14.4 Ausblick

528

Anhang

530

A Inhalt der DVD

531

B Ein Programm mit Eclipse als ».jar«-File speichern

532

C ECLIPSE und WindowBuilder mit JDK9

535

D Musterlösungen

540

E Literatur

547