Eine Einführung in die wichtigsten Begriffe rund um Programmierung
und Objektorientierung gibt es in der einhundertzweiundvierzigsten
Episode des Anwendungsentwickler-Podcasts. Inhalt Compiler und IDE
Was ist ein Compiler? Ein Compiler übersetzt Sourcecode (z.B. for
(int i: numbers)), den ein Mensch schreibt, in Maschinencode (z.B:
00011010 00011010), den ein Computer ausführen kann. Dafür muss der
Sourcecode absolut fehlerfrei sein, sonst gibt es Compiler-Fehler.
Die einzuhaltenden Regeln werden durch die Syntax der
Programmiersprache bestimmt. Zur Syntax gehören Rechtschreibung,
Interpunktion und Grammatik. Was ist eine IDE? Eine Integrated
Development Environment (integrierte Entwicklungsumgebung) ist eine
Software, mit der andere Software entwickelt wird. Sie enthält
meist einen Editor und den Compiler. Objekte und Klassen Was ist
ein Objekt? Ein Objekt ist ein Ding der realen Welt mit
Eigenschaften und Funktionen, z.B. ein Auto mit Eigenschaft Farbe
und Funktion fahren. Ein Objekt ist immer nur ein Modell der
Realität, das sich je nach Einsatzzweck unterscheiden kann. Beim
Auto interessiert sich die Tankstellenanwendung vielleicht nur für
das Kennzeichen und die Größe des Tanks, während eine Werkstatt
sich für den Kilometerstand und den Hersteller interessiert. Was
ist eine Klasse? Eine Klasse ist ein Bauplan für Objekte, in dem
festgelegt wird, welche Eigenschaften und Funktionen alle (!)
Objekte dieser Klasse haben müssen. Aus einer Klasse können dann
mehrere Objekte erzeugt werden, die alle die gleichen Eigenschaften
und Funktionen haben, die sich jedoch in den Werten ihrer
Eigenschaften unterscheiden können. Beispiel: Die Klasse Auto
definiert die Eigenschaft Farbe und die Funktion fahren. Aus dieser
Klasse können zwei Objekte erstellt werden, von denen eins den Wert
blau für die Farbe hat und das andere den Wert rot. Außerdem kann
noch ein weiteres Auto erstellt werden, das ebenfalls blau ist, mit
dem anderen blauen Auto aber nichts zu tun hat. Genau wie in der
Realität kann es "baugleiche" Autos geben, die trotzdem
individuelle Einzelstücke sind. Datentypen und Variablen Was ist
ein Datentyp? Ein Datentyp legt fest (und der Compiler prüft): Art
der Daten (z.B. Zahlen, Zeichenfolgen, Wahrheitswerte) Länge der
Daten (z.B. 32 Bit für Zahlen) Erlaubte Operationen auf den Daten
(z.B. Addition für Zahlen oder Konkatenation für Zeichenketten)
Nicht erlaubt wären: Ganzzahl a = "Hallo"; ("Hallo" ist keine
Ganzzahl) Byte b = 32321; (32321 ist zu groß für ein Byte) true +
false (Wahrheitswerte können nicht addiert werden) Verbreitete
Datentypen, die es in vielen Programmiersprachen gibt: Integer:
Ganzzahlen (meist 32 Bit lang) Double: Gleitkommazahlen String:
alphanumerische Zeichenketten Boolean: Wahrheitswerte (true und
false) Man kann auch eigene Datentypen definieren. Das wären dann
die Klassen, die eine beliebige Kombination aus anderen Datentypen
als Attribute enthalten können. Was ist eine Variable? Eine
Variable ist ein benannter Speicherbereich, der in einem Programm
für die Verarbeitung verwendet werden kann, damit man nicht mit
kryptischen Speicheradressen wie 0xA042BC2 arbeiten muss. Variablen
haben einen Datentyp und einen Bezeichner, z.B. Integer
alterDerPerson (in Java). Der Wert einer Variablen kann während der
Programmlaufzeit verändert werden. Ausdrücke, Operationen und
Anweisungen Was ist ein Ausdruck (oder eine Expression)? Ein
Ausdruck führt bei der Auswertung zu einem Resultat. Beispiele: 1 +
2 (-> 3), (43.2 + 2) * 3 (-> 135.6), "Hallo" + "Welt" (->
"HalloWelt") Was sind Operatoren und Operanden? Operanden sind die
Werte, die verarbeitet werden sollen. Operatoren verknüpfen die
Operanden zu Ausdrücken. Sie bilden z.B. die arithmetischen
Operationen (Addition, Multiplikation usw.) ab. Je nach Typ hat ein
Operator einen (unär), zwei (binär) oder drei (ternär) Operanden. 1
+ 2 -> 1 und 2 sind die Operanden, die mit dem Operator +
(Addition) zum Ausdruck verknüpft werden, dessen Resultat 3 ist.
Beispiele für arithmetische Operatoren: +, -, *, /, % Was ist eine
Anweisung (oder ein Statement)? In der imperativen Programmierung
formulieren wir unsere Programme in Form von Anweisungen oder
Befehlen, die der Computer ausführen soll. Beispiele:
Wertzuweisungen zu Variablen, Ausgaben, if, for Anweisungen müssen
mit Semikolons abgeschlossen werden (in Java). Was ist ein
Algorithmus? Ein Algorithmus ist eine Beschreibung zur Lösung eines
Problems. Beispiel: Rezept zum Backen eines Apfelkuchens. Löst das
Problem eines fehlenden Apfelkuchens! ;-) Algorithmen können
beliebig oft wiederholt werden und sollten immer zu einem
vorhersagbaren Ergebnis führen (z.B. einem leckeren Apfelkuchen).
Algorithmen bestehen aus drei grundlegenden Strukturen: Sequenz:
Eine Folge von Anweisungen, die der Reihe nach abgearbeitet werden.
Beispiel: schaeleApfel; zerkleinereApfel; legeApfelAufTeig;
Verzweigung: Eine Fallunterscheidung, bei der abhängig von einer
Prüfung unterschiedliche Anweisungen ausgeführt werden. Beispiel:
if (schokostreuselGewuenscht) { fuegeSchokostreuselHinzu; }
Wiederholung: Das mehrfache Ausführen der gleichen Anweisung(en).
Beispiel: for (Apfel a: aepfel) { schaeleApfel(a); } Blöcke und
Methoden Was ist ein Block? Ein Block fasst eine Gruppe aus
Anweisungen zusammen und ergibt damit eine neue Anweisung. Ein
Block kann grundsätzlich überall verwendet werden, wo auch eine
Anweisung erlaubt ist. Ein Block wird an einigen Stellen erwartet,
z.B. um den Rumpf einer Schleife oder Verzweigung zu definieren.
Blöcke werden in vielen Programmiersprachen in geschweifte Klammern
({}) eingeschlossen. Was ist eine Methode? Eine Methode ist ein
wiederverwendbarer, benannter Algorithmus. Der Kopf einer Methode
besteht aus: Rückgabewert, Name, Parametern. Der Rückgabewert ist
der Datentyp, den die Methode als ihr Ergebnis liefert. Die
Parameter sind mehrere Variablen (Datentyp + Name), mit denen die
Methode arbeitet. Sie werden vom Aufrufer in die Methode
hineingegeben. Der Rumpf enthält die Implementierung als Folge von
Anweisungen in einem Block. Die konkreten Werte, die der Aufrufer
für die Parameter übergibt (z.B. 5 für den Parameter zahl), heißen
Argumente. Nicht jede Methode muss einen Werte zurückgeben, es gibt
daher auch void als Pseudo-Rückgabewert. Literaturempfehlungen Eine
gute Einleitung in die obigen Themen gibt es in Java ist auch eine
Insel von Christian Ullenboom*. * Links Permalink zu dieser
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Datentypen, Typisierung, Variablen und Zuweisungen Ausdrücke,
Operanden und Operatoren
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