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

20

1.1.5 Arten von Programmiersprachen

25

1.2 Java

31

1.2.1 Entstehungsgeschichte von Java

32

1.2.2 Merkmale von Java

33

1.2.3 Installation von Java

36

1.3 Ein erstes Java-Programm

41

1.3.1 Vorbereiten der Arbeitsumgebung

42

1.3.2 Wie sind Java-Programme aufgebaut?

43

1.3.3 Schritt für Schritt zum ersten Programm

46

1.3.4 Single-File-Source-Code-Programme

55

1.4 Übungsaufgaben

55

1.5 Ausblick

62

2 Grundbausteine eines Java-Programms

63

2.1 Bezeichner und Schlüsselwörter

63

2.2 Kommentare

65

2.3 Variablen und Datentypen

66

2.3.1 Namenskonventionen für Variablen

68

2.3.2 Wertzuweisung

68

2.3.3 Die primitiven Datentypen im Einzelnen

70

2.3.4 Praxisbeispiel 1 zu Variablen

72

2.3.5 Häufiger Fehler bei der Variablendeklaration

76

2.3.6 Praxisbeispiel 2 zu Variablen

77

2.3.7 Der Datentyp »String«

81

2.3.8 Der Dialog mit dem Anwender

82

2.3.9 Übungsaufgaben

86

2.4 Operatoren und Ausdrücke

88

2.4.1 Zuweisungsoperator und Cast-Operator

88

2.4.2 Vergleiche und Bedingungen

90

2.4.3 Arithmetische Operatoren

91

2.4.4 Priorität

94

2.4.5 Logische Operatoren

96

2.4.6 Sonstige Operatoren

97

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

114

3.3 Wiederholungsstrukturen (Schleifen oder Iterationen)

115

3.3.1 Die »while«-Schleife

115

3.3.2 Die »do«-Schleife

116

3.3.3 Die »for«-Schleife

117

3.3.4 Sprunganweisungen

118

3.3.5 Übungsaufgaben zu Schleifen

119

3.4 Auswirkungen auf Variablen

122

3.4.1 Gültigkeitsbereiche

122

3.4.2 Namenskonflikte

124

3.4.3 Lebensdauer

124

3.5 Ausblick

124

4 Einführung in Eclipse

126

4.1 Die Entwicklungsumgebung Eclipse

126

4.1.1 Installation von Eclipse

127

4.1.2 Eclipse starten

130

4.1.3 Ein bestehendes Projekt in Eclipse öffnen

132

4.2 Erste Schritte mit Eclipse

136

4.2.1 Ein neues Projekt erstellen

137

4.2.2 Programm eingeben und starten

140

4.3 Fehlersuche mit Eclipse

150

4.3.1 Fehlersuche ohne Hilfsmittel

151

4.3.2 Haltepunkte (Breakpoints)

157

4.4 Ausblick

162

5 Klassen und Objekte

163

5.1 Struktur von Java-Programmen

163

5.1.1 Klassen

163

5.1.2 Attribute

165

5.1.3 Packages

165

5.1.4 Module

171

5.2 Objekte

172

5.2.1 Zugriff auf die Attribute (Datenelemente)

174

5.2.2 Wertzuweisungen bei Objekten

176

5.2.3 Gültigkeitsbereich und Lebensdauer

179

5.3 Methoden

180

5.3.1 Aufbau von Methoden

180

5.3.2 Aufruf von Methoden

181

5.3.3 Abgrenzung von Bezeichnern

185

5.4 Werte übergeben

186

5.4.1 Methoden mit Parameter

186

5.4.2 Referenztypen als Parameter

188

5.4.3 Überladen von Methoden

190

5.5 Ergebnisse

191

5.5.1 Methoden mit Ergebnisrückgabe

192

5.5.2 Methoden ohne Ergebnisrückgabe

194

5.6 Konstruktoren als spezielle Methoden

194

5.6.1 Konstruktoren mit Parametern

196

5.6.2 Verketten von Konstruktoren

197

5.7 Übungsaufgaben

199

5.8 Ausblick

203

6 Mit Klassen und Objekten arbeiten

204

6.1 Gemeinsame Nutzung

204

6.1.1 Statische Attribute

204

6.1.2 Statische Methoden

206

6.2 Zugriffsmechanismen

207

6.2.1 Unveränderliche Attribute

207

6.2.2 Datenkapselung

209

6.2.3 Getter- und Setter-Methoden

210

6.3 Beziehungen zwischen Klassen

213

6.3.1 Teil-Ganzes-Beziehung

214

6.3.2 Delegation

214

6.3.3 Abstammung

214

6.4 Vererbung

215

6.4.1 Schnittstelle und Implementierung

220

6.4.2 Objekte vergleichen

221

6.4.3 Abstrakte Klassen und Interfaces

223

6.4.4 Lambda-Ausdrücke

229

6.5 Übungsaufgaben

230

6.6 Ausblick

237

7 Grundlegende Klassen

238

7.1 Die Klasse »String«

238

7.1.1 Erzeugen von Strings

238

7.1.2 Konkatenation von Strings

239

7.1.3 Stringlänge bestimmen und Strings vergleichen

242

7.1.4 Zeichen an einer bestimmten Position ermitteln

244

7.1.5 Umwandlung in Groß- und Kleinbuchstaben

244

7.1.6 Zahlen und Strings ineinander umwandeln

245

7.2 Die Klassen »StringBuffer« und »StringBuilder«

247

7.2.1 Erzeugen eines Objekts der Klasse »StringBuilder«

248

7.2.2 Mit »StringBuilder« arbeiten

249

7.3 Wrapper-Klassen

250

7.3.1 Erzeugen von Wrapper-Objekten

251

7.3.2 Rückgabe der Werte

253

7.3.3 Vereinfachter Umgang mit Wrapper-Klassen durch Autoboxing

254

7.4 Date and Time API

256

7.4.1 Technische Zeitangaben

257

7.4.2 Datum und Uhrzeit

264

7.5 Übungsaufgaben

269

7.6 Ausblick

271

8 Grafische Benutzeroberflächen

272

8.1 Einführung

272

8.1.1 JFC (Java Foundation Classes) und Swing

272

8.1.2 Grafische Oberflächen mit WindowBuilder

274

8.1.3 Erstes Beispielprogramm mit Programmfenster

279

8.2 Grundlegende Klassen und Methoden

290

8.2.1 JFrame, Dimension, Point und Rectangle

290

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

291

8.2.3 Platzieren und Abfragen der Position einer Komponente

291

8.2.4 Randelemente eines Fensters

292

8.2.5 Veränderbarkeit der Größe eines Fensters

292

8.2.6 Sichtbarkeit von Komponenten

292

8.2.7 Löschen eines Fensters

293

8.2.8 Die Reaktion auf das Schließen des Fensters festlegen

293

8.2.9 Aussehen des Cursors festlegen

293

8.2.10 Container eines Frames ermitteln

294

8.2.11 Komponenten zu einem Container hinzufügen

294

8.3 Programmfenster mit weiteren Komponenten

295

8.3.1 Die Komponentenpalette

295

8.3.2 Standardkomponenten in einen Frame einbauen

296

8.3.3 Erstes Programm mit Label, TextField und Button

298

8.3.4 Label

302

8.3.5 TextField

303

8.3.6 Button

304

8.3.7 Ereignisbehandlung in aller Kürze

307

8.3.8 Programmierung der Umrechnung

309

8.3.9 Werte aus einem TextField übernehmen

310

8.3.10 Werte in TextField übertragen

311

8.3.11 Zahlenausgabe mit Formatierung

312

8.3.12 Maßnahmen zur Erhöhung des Bedienkomforts

314

8.4 Übungsaufgaben

321

8.5 Ausblick

328

9 Fehlerbehandlung mit Exceptions

329

9.1 Umgang mit Fehlern

329

9.1.1 Fehlerbehandlung ohne Exceptions

329

9.1.2 Exception als Reaktion auf Fehler

330

9.2 Mit Exceptions umgehen

332

9.2.1 Detailliertere Fehlermeldungen

334

9.2.2 Klassenhierarchie der Exceptions

335

9.3 Fortgeschrittene Ausnahmebehandlung

336

9.3.1 Interne Abläufe beim Eintreffen einer Exception

336

9.3.2 Benutzerdefinierte Exceptions

339

9.3.3 Selbst definierte Exception-Klassen

341

9.4 Übungsaufgaben

342

9.5 Ausblick

344

10 Containerklassen

345

10.1 Array

345

10.1.1 Array-Literale

351

10.1.2 Mehrdimensionale Arrays

352

10.1.3 Gezielter Zugriff auf Array-Elemente

353

10.1.4 Hilfen für den Umgang mit Arrays

357

10.1.5 Unflexible Array-Größe

358

10.2 »ArrayList« und »JList«

359

10.2.1 Die Klasse »ArrayList«

359

10.2.2 Die grafische Komponente »JList«

361

10.2.3 JList mit Scrollbalken ausstatten

366

10.2.4 Umgang mit markierten Einträgen

369

10.3 Collections

371

10.3.1 Listen

371

10.3.2 Mengen

372

10.3.3 Maps

377

10.4 Übungsaufgaben

378

10.5 Ausblick

383

11 Dateien

384

11.1 Die Klasse »File«

384

11.1.1 Beispielanwendung mit der Klasse »File«

386

11.1.2 Verzeichnisauswahl mit Dialog

389

11.2 Ein- und Ausgaben in Java

393

11.2.1 Ein- und Ausgabeströme

393

11.2.2 Byteorientierte Datenströme

394

11.2.3 Zeichenorientierte Datenströme

397

11.3 Die API nutzen

400

11.3.1 Daten in eine Datei schreiben

400

11.3.2 Daten aus einer Datei lesen

404

11.3.3 Die Klasse »FilterWriter«

405

11.3.4 Die Klasse »FilterReader«

407

11.3.5 Textdatei verschlüsseln und entschlüsseln

410

11.4 Beispielanwendungen

412

11.4.1 Bilder in Labels und Buttons

413

11.4.2 Ein einfacher Bildbetrachter

419

11.4.3 Sounddatei abspielen

431

11.5 Übungsaufgaben

434

11.6 Ausblick

438

12 Animationen und Threads

439

12.1 Multitasking und Multithreading

439

12.1.1 Was bedeutet Multitasking?

440

12.1.2 Was sind Threads?

440

12.2 Zeitlich gesteuerte Abläufe programmieren

441

12.2.1 Eine einfache Ampelsteuerung

441

12.2.2 Die Klasse »Color«

442

12.2.3 Ein Panel zur Darstellung einer Ampel

444

12.2.4 Ampelsteuerung mit Thread

454

12.2.5 Gefahren bei der Nutzung von Threads

461

12.2.6 Bewegungsabläufe programmieren (Synchronisation)

461

12.3 Übungsaufgaben

466

12.4 Ausblick

469

13 Tabellen und Datenbanken

470

13.1 Die Klasse »JTable«

470

13.1.1 Tabelle mit konstanter Zellenzahl

471

13.1.2 Tabelle mit variabler Zeilen- und Spaltenzahl

481

13.1.3 Tabelle mit unterschiedlichen Datentypen

484

13.2 Datenbankzugriff

490

13.2.1 Datenbankzugriff mit JDBC

490

13.2.2 Aufbau der Datenbankverbindung

492

13.2.3 Datenbankabfrage

495

13.3 Übungsaufgaben

503

13.4 Ausblick

505

Anhang

507

A Materialien zum Buch

508

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

510

C Musterlösungen

513

D Literatur

520