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

32

1.2.1 Die 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 Die Arbeitsumgebung vorbereiten

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

54

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 Ein 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 Der Zuweisungsoperator und der 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

116

3.3 Wiederholungsstrukturen (Schleifen oder Iterationen)

117

3.3.1 Die »while«-Schleife

117

3.3.2 Die »do«-Schleife

118

3.3.3 Die »for«-Schleife

119

3.3.4 Sprunganweisungen

120

3.3.5 Übungsaufgaben zu Schleifen

121

3.4 Auswirkungen auf Variablen

124

3.4.1 Gültigkeitsbereiche

124

3.4.2 Namenskonflikte

126

3.4.3 Lebensdauer

126

3.5 Ausblick

126

4 Einführung in Eclipse

128

4.1 Die Entwicklungsumgebung Eclipse

128

4.1.1 Installation von Eclipse

129

4.1.2 Eclipse starten

132

4.1.3 Ein bestehendes Projekt in Eclipse öffnen

134

4.2 Erste Schritte mit Eclipse

138

4.2.1 Ein neues Projekt erstellen

138

4.2.2 Programm eingeben und starten

141

4.3 Fehlersuche mit Eclipse

151

4.3.1 Fehlersuche ohne Hilfsmittel

152

4.3.2 Haltepunkte (Breakpoints)

158

4.4 Ausblick

163

5 Klassen und Objekte

164

5.1 Die Struktur von Java-Programmen

164

5.1.1 Klassen

164

5.1.2 Attribute

166

5.1.3 Packages

166

5.1.4 Module

172

5.2 Objekte

173

5.2.1 Zugriff auf die Attribute (Datenelemente)

175

5.2.2 Wertzuweisungen bei Objekten

177

5.2.3 Gültigkeitsbereich und Lebensdauer

180

5.3 Methoden

181

5.3.1 Der Aufbau von Methoden

181

5.3.2 Der Aufruf von Methoden

182

5.3.3 Abgrenzung von Bezeichnern

186

5.4 Werte übergeben

187

5.4.1 Methoden mit Parameter

187

5.4.2 Referenztypen als Parameter

189

5.4.3 Methoden überladen

191

5.5 Ergebnisse

192

5.5.1 Methoden mit Ergebnisrückgabe

193

5.5.2 Methoden ohne Ergebnisrückgabe

195

5.6 Konstruktoren als spezielle Methoden

195

5.6.1 Konstruktoren mit Parametern

197

5.6.2 Konstruktoren verketten

198

5.7 Übungsaufgaben

200

5.8 Ausblick

204

6 Mit Klassen und Objekten arbeiten

205

6.1 Gemeinsame Nutzung

205

6.1.1 Statische Attribute

205

6.1.2 Statische Methoden

207

6.2 Zugriffsmechanismen

208

6.2.1 Unveränderliche Attribute

208

6.2.2 Datenkapselung

210

6.2.3 Getter- und Setter-Methoden

211

6.3 Beziehungen zwischen Klassen

214

6.3.1 Die Teil-Ganzes-Beziehung

215

6.3.2 Delegation

215

6.3.3 Abstammung

215

6.4 Vererbung

216

6.4.1 Schnittstelle und Implementierung

221

6.4.2 Objekte vergleichen

222

6.4.3 Abstrakte Klassen und Interfaces

224

6.4.4 Lambda-Ausdrücke

230

6.5 Übungsaufgaben

231

6.6 Ausblick

238

7 Grundlegende Klassen

239

7.1 Die Klasse »String«

239

7.1.1 Strings erzeugen

239

7.1.2 Strings verketten (Konkatenation)

240

7.1.3 Stringlänge bestimmen und Strings vergleichen

243

7.1.4 Zeichen an einer bestimmten Position ermitteln

245

7.1.5 Umwandlung in Groß- und Kleinbuchstaben

245

7.1.6 Zahlen und Strings ineinander umwandeln

246

7.2 Die Klassen »StringBuffer« und »StringBuilder«

248

7.2.1 Ein Objekt der Klasse »StringBuilder« erzeugen

249

7.2.2 Mit »StringBuilder« arbeiten

250

7.3 Wrapper-Klassen

251

7.3.1 Wrapper-Objekte erzeugen

252

7.3.2 Rückgabe der Werte

254

7.3.3 Vereinfachter Umgang mit Wrapper-Klassen durch Autoboxing

255

7.4 Die »Date and Time API«

257

7.4.1 Technische Zeitangaben

258

7.4.2 Datum und Uhrzeit

265

7.5 Übungsaufgaben

270

7.6 Ausblick

272

8 Grafische Benutzeroberflächen

273

8.1 Einführung

273

8.1.1 JFC (Java Foundation Classes) und Swing

273

8.1.2 Grafische Oberflächen mit WindowBuilder

275

8.1.3 Ein erstes Beispielprogramm mit Programmfenster

280

8.2 Grundlegende Klassen und Methoden

291

8.2.1 JFrame, Dimension, Point und Rectangle

291

8.2.2 Die Größe einer Komponente (in Pixel) festlegen und abfragen

292

8.2.3 Die Position einer Komponente platzieren und abfragen

292

8.2.4 Randelemente eines Fensters

293

8.2.5 Darf die Größe eines Fensters verändert werden?

293

8.2.6 Sichtbarkeit von Komponenten

293

8.2.7 Ein Fenster löschen

294

8.2.8 Die Reaktion auf das Schließen des Fensters festlegen

294

8.2.9 Das Aussehen des Cursors festlegen

294

8.2.10 Den Container eines Frames ermitteln

295

8.2.11 Komponenten zu einem Container hinzufügen

295

8.3 Programmfenster mit weiteren Komponenten

296

8.3.1 Die Komponentenpalette

296

8.3.2 Standardkomponenten in einen Frame einbauen

297

8.3.3 Ein erstes Programm mit Label, TextField und Button

299

8.3.4 Label

303

8.3.5 TextField

304

8.3.6 Button

305

8.3.7 Ereignisbehandlung in aller Kürze

308

8.3.8 Programmierung der Umrechnung

310

8.3.9 Werte aus einem TextField übernehmen

311

8.3.10 Werte in TextField übertragen

312

8.3.11 Zahlenausgabe mit Formatierung

313

8.3.12 Maßnahmen zur Erhöhung des Bedienkomforts

315

8.4 Übungsaufgaben

322

8.5 Ausblick

329

9 Fehlerbehandlung mit Exceptions

330

9.1 Umgang mit Fehlern

330

9.1.1 Fehlerbehandlung ohne Exceptions

330

9.1.2 Exception als Reaktion auf Fehler

331

9.2 Mit Exceptions umgehen

333

9.2.1 Detailliertere Fehlermeldungen

335

9.2.2 Klassenhierarchie der Exceptions

336

9.3 Fortgeschrittene Ausnahmebehandlung

337

9.3.1 Interne Abläufe beim Eintreffen einer Exception

337

9.3.2 Benutzerdefinierte Exceptions

340

9.3.3 Selbst definierte Exception-Klassen

342

9.4 Übungsaufgaben

343

9.5 Ausblick

345

10 Containerklassen

346

10.1 Array

346

10.1.1 Array-Literale

352

10.1.2 Mehrdimensionale Arrays

353

10.1.3 Gezielter Zugriff auf Array-Elemente

354

10.1.4 Hilfen für den Umgang mit Arrays

358

10.1.5 Unflexible Array-Größe

359

10.2 »ArrayList« und »JList«

360

10.2.1 Die Klasse »ArrayList«

360

10.2.2 Die grafische Komponente »JList«

363

10.2.3 Die JList mit Scrollbalken ausstatten

367

10.2.4 Umgang mit markierten Einträgen

370

10.3 Collections

372

10.3.1 Listen

372

10.3.2 Mengen

373

10.3.3 Maps

378

10.4 Übungsaufgaben

379

10.5 Ausblick

384

11 Dateien

385

11.1 Die Klasse »File«

385

11.1.1 Beispielanwendung mit der Klasse »File«

387

11.1.2 Verzeichnisauswahl mit Dialog

390

11.2 Ein- und Ausgaben in Java

393

11.2.1 Ein- und Ausgabeströme

394

11.2.2 Byteorientierte Datenströme

395

11.2.3 Zeichenorientierte Datenströme

398

11.3 Die API nutzen

401

11.3.1 Daten in eine Datei schreiben

401

11.3.2 Daten aus einer Datei lesen

405

11.3.3 Die Klasse »FilterWriter«

407

11.3.4 Die Klasse »FilterReader«

409

11.3.5 Eine Textdatei verschlüsseln und entschlüsseln

411

11.4 Beispielanwendungen

413

11.4.1 Bilder in Labels und Buttons

414

11.4.2 Ein einfacher Bildbetrachter

420

11.4.3 Sounddatei abspielen

432

11.5 Übungsaufgaben

434

11.6 Ausblick

438

12 Animationen und Threads

440

12.1 Multitasking und Multithreading

440

12.1.1 Was bedeutet Multitasking?

441

12.1.2 Was sind Threads?

441

12.2 Zeitlich gesteuerte Abläufe programmieren

442

12.2.1 Eine einfache Ampelsteuerung

442

12.2.2 Die Klasse »Color«

443

12.2.3 Ein Panel zur Darstellung einer Ampel

445

12.2.4 Ampelsteuerung mit Thread

455

12.2.5 Gefahren bei der Nutzung von Threads

462

12.2.6 Bewegungsabläufe programmieren (Synchronisation)

463

12.3 Übungsaufgaben

467

12.4 Ausblick

470

13 Tabellen und Datenbanken

471

13.1 Die Klasse »JTable«

471

13.1.1 Tabelle mit konstanter Zellenzahl

472

13.1.2 Tabelle mit variabler Zeilen- und Spaltenzahl

482

13.1.3 Tabelle mit unterschiedlichen Datentypen

485

13.2 Datenbankzugriff

491

13.2.1 Datenbankzugriff mit JDBC

491

13.2.2 Aufbau der Datenbankverbindung

493

13.2.3 Datenbankabfrage

496

13.3 Übungsaufgaben

505

13.4 Ausblick

507