Folien zur Vorlesung - Hochschule Magdeburg-Stendal

Programmieren 

Praktische Informatik II 

Prof. Dr. Erwin J.G. Albers 

HS Magdeburg/Stendal 

Praktische Inform atik II 

PI- 1 

© 2001 by Prof. Dr. Erw in J. G. Albers 

HS Magdeburg/Stendal, Tel. +49 391 886 4382

Programmieren mit dem Hamster 

Einführung 

l Algorithmen 

u Arbeitsanleitung 

n umgangssprachliche Formulierung 

n Programmablaufplan 

n Struktogramm 

u Eigenschaften 

n Eindeutigkeit, Parametrisierbarkeit, Finitheit, Ausführbarkeit, 

Terminierung, Determiniertheit, Determinismus 

n Effizienz, Speicherbedarf, Erweiterbarkeit, Wiederverwendbarkeit, 

Portabilität, Zuverlässigkeit 


PI- 2 




Einführung 

l Programmiersprachen 

u Klassifikation 

n Maschinenorientierte Sprachen 

n Imperative Sprachen 

n Deskriptive Sprachen 

n Objektorientierte Sprachen 

u Definition 

n Lexikalik 

n Syntax 

n Semantik 

n Pragmatik 

u Syntaxdiagramme 


PI- 3 




Syntaxdiagramm „Menü“ 

Menü 

Vorspeise 

Hauptgang 

Dessert 

Hauptgang 

Fleischgang 

Fischgang 


PI- 4 



Übung Syntaxdiagramme 


PI- 5 

Kraftausdruck 

so'n 

Mist 

verdammter 

und 

auch 

Kraftausdruck 

Kraftausdruck 

Kraftausdruck 

Kraftausdruck 

l Welche der folgenden 

Ausdrücke sind syntaktisch 

korrekt? 

u verdammter Mist 

u so'n Mist 

u Mist und Mist 

u Mist verdammter 

u so'n verdammter Mist 

u Mist und Mist und so'n 

verdammter Mist auch 

u Mist und verdammter Mist 

auch 

u verdammter verdammter Mist 

und Mist 




Einführung 

l Programmentwicklung 

u Entwicklungsphasen 

n Analyse (Konzept) 

n Design (Entwurf) 

n Realisierung (Programmierung, Test) 

u Entwicklungswerkzeuge 

n Editor 

n Compiler (Übersetzer) 

n Linker (Binder) 

n Interpreter 

n Debugger 

n Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE = integrated development 

environment) 


PI- 6 




Einführung 

l Aussagenlogik 

u Aussagen 

u Operatoren 

n Negation 

n Konjunktion 

n Disjunktion 

u Syntax 

u Äquivalenz von Aussagen 

u Gesetze 

n Assoziativgesetz 

n Kommutativgesetz 

n Distributivgesetz 

n Priorität 

n Tautologie 


PI- 7 




Syntaxdiagramm „boolscher Ausdruck“ 

boolscher Ausdruck 

„Aussage“ 

( 

 

boolscher 

Ausdruck 

boolscher 

Ausdruck 

) 

boolscher 

Ausdruck 

boolscher 

Ausdruck 

 

 

boolscher 

Ausdruck 

boolscher 

Ausdruck 


PI- 8 




Das Hamster-Modell 

l Komponenten 

u Feld *.feld 

n Mauer, Korn, Hamsterposition und -richtung 

u Hamster *.class 

n Laden, Start/Stop, Tod? 

u Editor *.ham 

n Editieren, Compilieren, Ausführen 

n Token, Trennzeichen = „white space“ 

n Bezeichner 

n Schlüsselwörter: abstract, boolean, break, byte, case, catch, char, 

class, 

const, continue, default, do, double, else, extends, final, finally, float, 

for, goto, if, implements, import, instanceof, int, interface, long, native, 

new, null, package, private, protected, public, return, short, static, 

super, switch, synchronized, this, throw, throws, transient, try, void, 

volatile, while 


PI- 9 




Syntaxdiagramm „Grundbefehl“ 

Grundbefehl 

vor ( ) ; 

linksUm 

nimm 

gib 


PI- 10 




Syntaxdiagramme „Programm I“ 

Anweisung (1) 

Grundbefehl 

Anweisungssequenz 

Anweisung 

Programm (1) 

void 

main 

( 

) 

{ 


} 


PI- 11 




Kommentare 

l Bereichskommentare 

u Beginn mit /*, Ende mit */ 

u mehrzeilig, freier Inhalt, keine Schachtelung 

l Zeilenkommentare 

u Beginn mit //, Ende mit Zeilenende 

u einzeilig, freier Inhalt 

l Dokumentation 

u Kommentar vor jedem Programm 

n Pragmatik, Autor, Datum, Version 

u Kommentar im Programm 

n Semantik, Algorithmen 


PI- 12 




Syntaxdiagramme „Prozeduren“ 

Prozedurdefinition 

Prozedurkopf 

Prozedurrumpf 

Prozedurkopf 

void 

Prozedurname 

( 

) 

Prozedurname 

Bezeichner 

Prozedurrumpf 

{ 


} 


PI- 13 




Syntaxdiagramme „Prozeduraufruf“ 

Prozeduraufruf 

Prozedurname ( ) ; 

Anweisung (2) 

Grundbefehl 



PI- 14 




Syntaxdiagramme „Programm II“ 

Programm (2) 

Definitionen 

main-Prozedur 

Definitionen 

Definitionen (1) 


main-Prozedur 

void 

main 

( 

) 

Prozedurrumpf 


PI- 15 




Prozeduren 

l Vorteile von Prozeduren 

u Übersichtlichkeit 

u Modularisierung 

u Platzeinsparung 

u Fehlerbeseitigung 

u Flexibilität 

u Wiederverwendbarkeit 

l Konventionen 

u Name in Kleinbuchstaben bzw. Großbuchstaben statt Trennzeichen 

u Definition = Deklaration des Namens (Kopf) + 

Festlegung des Inhalts =Algorithmus (Rumpf) 


PI- 16 




Syntaxdiagramm „Testbefehl“ 

Testbefehl 

vornFrei 

maulLeer 

kornDa 

boolsches Literal 

true 

false 

( 

) 


PI- 17 




Syntaxdiagramm „boolscher Ausdruck“ 


Testbefehl 

( 


) 

 



 



boolsches Literal 

 



PI- 18 




Boolsche Ausdrücke 

l Eigenschaften 

u Priorität: ! vor && vor || 

u Assoziativität: links 

u Auswertungsreihenfolge 

n a && b: b wird nur ausgewertet falls a wahr 

n a|| b: b wird nur ausgewertet falls a falsch 


PI- 19 




Diagramme „Block- und Leeranweisung“ 

Blockanweisung 

{ 


} 

Leeranweisung 

; 

Anweisung (3) 

Grundbefehl 



Leeranweisung 


PI- 20 




Diagramme „Auswahlanweisung“ 

bedingte Anweisung 

if ( 

boolscher 

Ausdruck 

) Anweisung 

Alternativanweisung 

bedingte Anweisung else Anweisung 

Auswahlanweisung 

bedingte Anweisung 



PI- 21 




Syntaxdiagramm „Anweisung (4)“ 

Anweisung (4) 

Grundbefehl 



Leeranweisung 



PI- 22 




Auswahlanweisungen 

l Absichern der Grundbefehle 

u if (vornFrei()) vor(); 

u if (kornDa()) nimm(); 

u if (!maulLeer()) gib(); 

l Ausführen mehrerer bedingter Anweisungen 

u Blockanweisung versus if .. if 

u if .. else versus if .. if (!) 

u geschachtelte Anweisungen 

u else-if-Anweisung 


PI- 23 




Diagramme „Wiederholanweisung“ 

while-Anweisung 

while ( 

boolscher 

Ausdruck 

) 

Anweisung 

do-Anweisung 

boolscher 

do Anweisung while ( ) 

Ausdruck 

; 

Wiederholanweisung 

while-Anweisung 

do-Anweisung 


PI- 24 




Wiederholanweisungen 

l Wiederholen der Grundbefehle 

u while (vornFrei()) vor(); 

u while (kornDa()) nimm(); 

u while (!maulLeer()) gib(); 

l Wiederholen mehrerer Anweisungen 

u Blockanweisung 

u Übersichtlichkeit durch Einrückung 

n { am Ende der Zeile 

n } in derselben Spalte wie erstes Zeichen in Zeile mit zugehörigem { 

n dazwischen alle Zeilen um eine Tab-Position einrücken 

u geschachtelte Schleifen 

u Endlosschleifen 

u do-Anweisung durch while-Anweisung ersetzbar 


PI- 25 




Diagramme „Boolsche Funktionen“ 

boolsche return-Anweisung 

return 

boolscher 

Ausdruck 

; 

boolsche Funktionsdefinition 

boolscher 

Funktionskopf 

boolscher 

Funktionsrumpf 

Anweisung (4) 

Grundbefehl 


boolscher Funktionskopf 

boolean 

Bezeichner 

( 

) 


Leeranweisung 

boolscher Funktionsrumpf 

{ 


} 


Definitionen (2) 

Wiederholanweisung 

boolsche 

return-Anweisung 


boolsche 

Funktionsdefinition 


PI- 26 




Boolsche Funktionen 

l Unterschiede Funktion – Prozedur 

u Funktionstyp boolean statt void 

u mindestens eine return-Anweisung im Rumpf 

u Aufruf wie Testbefehl statt wie Grundbefehl 

l Auswertungsreihenfolge 

l Seiteneffekte 

l Systemanalyse (Programmentwurf) 

u Analyse 

u Design 

u Implementierung 

u Test 

u Dokumentation 


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Boolsche Variablen 


PI- 28 

boolsche Variablendefinition 

boolean Bezeichner = 

l Definition 

u mit oder ohne Anfangswert (Initialwert) 

n Fehlwert ist false 

u Gültigkeitsbereich 

n lokal (wie Anweisungen): ab nächste Anweisung bis Blockende 

n global (wie Funktionen): überall außer in eigenen und vorherigen 

Initialausdrücken 

u Lebensdauer: dynamisch bei lokalen Variablen 

l Verwendung 

u lesend: überall wo boolsche Ausdrücke stehen können 

u schreibend: links bei boolscher Wertzuweisung 

, 

boolscher 

Ausdruck 

; 




Ganzzahlige Variablen 

Integer-Variablendefinition 

int Bezeichner = 

, 

arithmetischer 

Ausdruck 

; 

l Definition 

u mit oder ohne Anfangswert (Initialwert) 

n Fehlwert ist 0 

u Gültigkeitsbereich und Lebensdauer 

n wie boolsche Variablen 


PI- 29 




Diagramme „Variablen“ 

Variablendefinition 

Datentyp 

Variablenname = Ausdruck ; 

, 

Ausdruck 

Variablenname 

Funktionsaufruf 

Datentyp 

boolean 

int 

Testbefehl 

unärer 

Operator 

Ausdruck 

binärer 

Operator 

Ausdruck 

Ausdruck 

( Ausdruck ) 

Zuweisungsausdruck 

double 

Zuweisungsausdruck 

Variablenname = Ausdruck 


PI- 30 




Operatoren 

Priorität Operation Operand(en) Typ Assoziativität Funktionalität 

1 + int/double int/double rechts unäres plus 

1 - int/double int/double rechts unäres minus 

1 ! boolean boolean rechts logische Negation 

2 * int/double int/double links Multiplikation 

2 / int/double int/double links Division 

2 % int int links Modulo (Rest) 

3 + int/double int/double links Addition 

3 - int/double int/double links Subtraktion 

4 < int/double boolean links kleiner 

4 int/double boolean links größer 

4 >= int/double boolean links größer gleich 

5 == int/double boolean links gleich 

5 != int/double boolean links ungleich 

6 && boolean boolean links logische Konjunktion 

7 || boolean boolean links logische Disjunktion 

8 = int/double int/double rechts numerische Zuweisung 

8 = boolean boolean rechts logische Zuweisung 


PI- 31 




Übung Ausdrücke 

l Welches Ergebnis liefern die folgenden Java-Ausdrücke? 

u +5-2*3 

u 2+3/2 

u 8/2%3 

u 1= 3 || 0 < 1 && 1 != 3 

u !(2

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