1 Einführung

19

1.1 Was bedeutet Programmierung?

20

1.1.1 Von den Anfängen bis heute

20

1.1.2 Wozu überhaupt programmieren?

21

1.1.3 Hilfsmittel für den Programmentwurf

22

1.1.4 Von der Idee zum Programm

24

1.1.5 Arten von Programmiersprachen

29

1.2 Java

35

1.2.1 Die Entstehungsgeschichte von Java

36

1.2.2 Merkmale von Java

37

1.2.3 Installation von Java

40

1.3 Ein erstes Java-Programm

46

1.3.1 Die Arbeitsumgebung vorbereiten

47

1.3.2 Wie sind Java-Programme aufgebaut?

48

1.3.3 Schritt für Schritt zum ersten Programm

51

1.3.4 Single-File-Source-Code-Programme

60

1.4 Übungsaufgaben

60

1.5 Ausblick

67

2 Grundbausteine eines Java-Programms

69

2.1 Bezeichner und Schlüsselwörter

69

2.2 Kommentare

71

2.3 Variablen und Datentypen

72

2.3.1 Namenskonventionen für Variablen

74

2.3.2 Wertzuweisung

75

2.3.3 Die primitiven Datentypen im Einzelnen

76

2.3.4 Praxisbeispiel 1 zu Variablen

78

2.3.5 Ein häufiger Fehler bei der Variablendeklaration

83

2.3.6 Praxisbeispiel 2 zu Variablen

84

2.3.7 Der Datentyp »String«

88

2.3.8 Der Dialog mit dem Anwender

89

2.3.9 Übungsaufgaben

93

2.4 Operatoren und Ausdrücke

95

2.4.1 Der Zuweisungsoperator und der Cast-Operator

95

2.4.2 Vergleiche und Bedingungen

97

2.4.3 Arithmetische Operatoren

98

2.4.4 Priorität

101

2.4.5 Logische Operatoren

103

2.4.6 Sonstige Operatoren

104

2.5 Übungsaufgaben

105

2.6 Ausblick

107

3 Kontrollstrukturen

109

3.1 Anweisungsfolge (Sequenz)

109

3.2 Auswahlstrukturen (Selektionen)

110

3.2.1 Zweiseitige Auswahlstruktur (»if«-Anweisung)

111

3.2.2 Übungsaufgaben zur »if«-Anweisung

118

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

119

3.2.4 Übungsaufgabe zur »switch-case«-Anweisung

125

3.3 Wiederholungsstrukturen (Schleifen oder Iterationen)

125

3.3.1 Die »while«-Schleife

126

3.3.2 Die »do«-Schleife

127

3.3.3 Die »for«-Schleife

128

3.3.4 Sprunganweisungen

129

3.3.5 Übungsaufgaben zu Schleifen

130

3.4 Auswirkungen auf Variablen

133

3.4.1 Gültigkeitsbereiche

134

3.4.2 Namenskonflikte

135

3.4.3 Lebensdauer

135

3.5 Ausblick

136

4 Einführung in Eclipse

137

4.1 Die Entwicklungsumgebung Eclipse

137

4.1.1 Installation von Eclipse

138

4.1.2 Eclipse starten

141

4.1.3 Ein bestehendes Projekt in Eclipse öffnen

144

4.2 Erste Schritte mit Eclipse

147

4.2.1 Ein neues Projekt erstellen

147

4.2.2 Programm eingeben und starten

151

4.3 Fehlersuche mit Eclipse

160

4.3.1 Fehlersuche ohne Hilfsmittel

162

4.3.2 Haltepunkte (Breakpoints)

167

4.4 Ausblick

172

5 Klassen und Objekte

173

5.1 Die Struktur von Java-Programmen

173

5.1.1 Klassen

173

5.1.2 Attribute

175

5.1.3 Packages

175

5.1.4 Module

180

5.2 Objekte

182

5.2.1 Zugriff auf die Attribute (Datenelemente)

184

5.2.2 Wertzuweisungen bei Objekten

185

5.2.3 Gültigkeitsbereich und Lebensdauer

188

5.3 Methoden

189

5.3.1 Der Aufbau von Methoden

190

5.3.2 Der Aufruf von Methoden

190

5.3.3 Abgrenzung von Bezeichnern

195

5.4 Werte übergeben

196

5.4.1 Methoden mit Parameter

196

5.4.2 Referenztypen als Parameter

198

5.4.3 Methoden überladen

200

5.5 Ergebnisse

201

5.5.1 Methoden mit Ergebnisrückgabe

202

5.5.2 Methoden ohne Ergebnisrückgabe

204

5.6 Konstruktoren als spezielle Methoden

204

5.6.1 Konstruktoren mit Parametern

206

5.6.2 Konstruktoren verketten

207

5.7 Übungsaufgaben

209

5.8 Ausblick

213

6 Mit Klassen und Objekten arbeiten

215

6.1 Gemeinsame Nutzung

215

6.1.1 Statische Attribute

215

6.1.2 Statische Methoden

217

6.2 Zugriffsmechanismen

218

6.2.1 Unveränderliche Attribute

218

6.2.2 Datenkapselung

220

6.2.3 Getter- und Setter-Methoden

221

6.3 Beziehungen zwischen Klassen

224

6.3.1 Die Teil-Ganzes-Beziehung

225

6.3.2 Delegation

225

6.3.3 Abstammung

225

6.4 Vererbung

226

6.4.1 Schnittstelle und Implementierung

232

6.4.2 Objekte vergleichen

233

6.4.3 Abstrakte Klassen und Interfaces

235

6.4.4 Lambda-Ausdrücke

240

6.5 Klassen testen mit Unittests

242

6.6 Record-Klassen

248

6.7 Übungsaufgaben

251

6.8 Ausblick

258

7 Grundlegende Klassen

259

7.1 Die Klasse »String«

259

7.1.1 Strings erzeugen

259

7.1.2 Strings verketten (Konkatenation)

260

7.1.3 Stringlänge bestimmen und Strings vergleichen

264

7.1.4 Zeichen an einer bestimmten Position ermitteln

265

7.1.5 Umwandlung in Groß- und Kleinbuchstaben

266

7.1.6 Zahlen und Strings ineinander umwandeln

266

7.2 Die Klassen »StringBuffer« und »StringBuilder«

269

7.2.1 Ein Objekt der Klasse »StringBuilder« erzeugen

269

7.2.2 Mit »StringBuilder« arbeiten

270

7.3 Wrapper-Klassen

272

7.3.1 Wrapper-Objekte erzeugen

273

7.3.2 Rückgabe der Werte

274

7.3.3 Vereinfachter Umgang mit Wrapper-Klassen durch Autoboxing

276

7.4 Die »Date and Time API«

278

7.4.1 Technische Zeitangaben

279

7.4.2 Datum und Uhrzeit

287

7.5 Übungsaufgaben

291

7.6 Ausblick

293

8 Grafische Benutzeroberflächen

295

8.1 Einführung

295

8.1.1 JFC (Java Foundation Classes) und Swing

295

8.1.2 Grafische Oberflächen mit WindowBuilder

297

8.1.3 Ein erstes Beispielprogramm mit Programmfenster

301

8.2 Grundlegende Klassen und Methoden

312

8.2.1 JFrame, Dimension, Point und Rectangle

312

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

313

8.2.3 Die Position einer Komponente platzieren und abfragen

313

8.2.4 Randelemente eines Fensters

314

8.2.5 Darf die Größe eines Fensters verändert werden?

314

8.2.6 Sichtbarkeit von Komponenten

314

8.2.7 Ein Fenster löschen

315

8.2.8 Die Reaktion auf das Schließen des Fensters festlegen

315

8.2.9 Das Aussehen des Cursors festlegen

315

8.2.10 Den Container eines Frames ermitteln

316

8.2.11 Komponenten zu einem Container hinzufügen

317

8.3 Programmfenster mit weiteren Komponenten

317

8.3.1 Die Komponentenpalette

317

8.3.2 Standardkomponenten in einen Frame einbauen

318

8.3.3 Ein erstes Programm mit Label, TextField und Button

321

8.3.4 Label

325

8.3.5 TextField

326

8.3.6 Button

327

8.3.7 Ereignisbehandlung in aller Kürze

330

8.3.8 Programmierung der Umrechnung

332

8.3.9 Werte aus einem TextField übernehmen

332

8.3.10 Werte in TextField übertragen

333

8.3.11 Zahlenausgabe mit Formatierung

335

8.3.12 Maßnahmen zur Erhöhung des Bedienkomforts

337

8.4 Übungsaufgaben

344

8.5 Ausblick

350

9 Fehlerbehandlung mit Exceptions

351

9.1 Umgang mit Fehlern

351

9.1.1 Fehlerbehandlung ohne Exceptions

351

9.1.2 Exception als Reaktion auf Fehler

352

9.2 Mit Exceptions umgehen

354

9.2.1 Detailliertere Fehlermeldungen

356

9.2.2 Klassenhierarchie der Exceptions

357

9.3 Fortgeschrittene Ausnahmebehandlung

359

9.3.1 Interne Abläufe beim Eintreffen einer Exception

359

9.3.2 Benutzerdefinierte Exceptions

361

9.3.3 Selbst definierte Exception-Klassen

363

9.4 Übungsaufgaben

364

9.5 Ausblick

366

10 Containerklassen

367

10.1 Array

367

10.1.1 Array-Literale

373

10.1.2 Mehrdimensionale Arrays

374

10.1.3 Gezielter Zugriff auf Array-Elemente

375

10.1.4 Hilfen für den Umgang mit Arrays

379

10.1.5 Unflexible Array-Größe

380

10.2 »ArrayList« und »JList«

381

10.2.1 Die Klasse »ArrayList«

381

10.2.2 Die grafische Komponente »JList«

383

10.2.3 Die JList mit Scrollbalken ausstatten

388

10.2.4 Umgang mit markierten Einträgen

390

10.3 Collections

392

10.3.1 Listen

393

10.3.2 Mengen

394

10.3.3 Maps

398

10.4 Übungsaufgaben

400

10.5 Ausblick

404

11 Dateien

407

11.1 Die Klasse »File«

407

11.1.1 Beispielanwendung mit der Klasse »File«

409

11.1.2 Verzeichnisauswahl mit Dialog

412

11.2 Ein- und Ausgaben in Java

415

11.2.1 Ein- und Ausgabeströme

416

11.2.2 Byteorientierte Datenströme

417

11.2.3 Zeichenorientierte Datenströme

420

11.3 Die API nutzen

423

11.3.1 Daten in eine Datei schreiben

423

11.3.2 Daten aus einer Datei lesen

427

11.3.3 Die Klasse »FilterWriter«

429

11.3.4 Die Klasse »FilterReader«

431

11.3.5 Eine Textdatei verschlüsseln und entschlüsseln

433

11.4 Beispielanwendungen

436

11.4.1 Bilder in Labels und Buttons

436

11.4.2 Ein einfacher Bildbetrachter

442

11.4.3 Sounddatei abspielen

455

11.5 Übungsaufgaben

457

11.6 Ausblick

461

12 Animationen und Threads

463

12.1 Multitasking und Multithreading

463

12.1.1 Was bedeutet Multitasking?

464

12.1.2 Was sind Threads?

464

12.2 Zeitlich gesteuerte Abläufe programmieren

465

12.2.1 Eine einfache Ampelsteuerung

465

12.2.2 Die Klasse »Color«

466

12.2.3 Ein Panel zur Darstellung einer Ampel

468

12.2.4 Ampelsteuerung mit Thread

478

12.2.5 Gefahren bei der Nutzung von Threads

485

12.2.6 Bewegungsabläufe programmieren (Synchronisation)

486

12.3 Übungsaufgaben

490

12.4 Ausblick

493

13 Tabellen und Datenbanken

495

13.1 Die Klasse »JTable«

495

13.1.1 Tabelle mit konstanter Zellenzahl

496

13.1.2 Tabelle mit variabler Zeilen- und Spaltenzahl

506

13.1.3 Tabelle mit unterschiedlichen Datentypen

510

13.2 Datenbankzugriff

515

13.2.1 Datenbankzugriff mit JDBC

515

13.2.2 Aufbau der Datenbankverbindung

517

13.2.3 Datenbankabfrage

520

13.3 Übungsaufgaben

529

13.4 Ausblick

531

Anhang

533

A Materialien zum Buch

535

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

537

C Musterlösungen

541

D Literatur

549