Eine Einführung in die wichtigsten Begriffe rund um Programmierung
und Objektorientierung gibt es in der einhundertzweiundvierzigsten
Episode des Anwendungsentwickler-Podcasts. TL;DR An Beispielen mit
Autos und einem Apfelkuchenrezept zeige ich dir die Grundbegriffe
der Programmierung und Objektorientierung, mit denen du als
IT-Azubi einsteigen kannst. Du erfährst, wie Compiler und IDE beim
Entwickeln helfen, wie Klassen als Baupläne für Objekte dienen und
wie du Daten über typisierte Variablen speicherst. Ausdrücke
liefern Ergebnisse, während Anweisungen festlegen, was der Computer
tun soll. Mit Methoden kannst du Algorithmen unter einem Namen
aufrufen und ihnen über Parameter unterschiedliche Werte übergeben.
Kapitelmarken [00:00:20] Einstieg und Ziel der Einführung
[00:02:02] Voraussetzungen und Fokus auf Java [00:03:45] Compiler
und Quelltext [00:06:10] Syntax und Compile-Fehler [00:08:28]
Fehlermeldungen lesen und Fehler beheben [00:10:53] IDE als
integrierte Entwicklungsumgebung [00:14:26] Java-IDEs und Eclipse
im Ausbildungsbetrieb [00:15:49] Objektorientierung und
Prüfungsbezug [00:17:00] Objekte mit Eigenschaften und Funktionen
[00:19:24] Modelle passend zum Anwendungsfall entwerfen [00:22:03]
Eigenschaftswerte und Identität von Objekten [00:22:57] Klassen als
Baupläne und Objekte als Instanzen [00:25:37] Datentypen und
erlaubte Operationen [00:30:26] Statische Typisierung in Java
[00:32:17] Integer und Double [00:33:56] String und Boolean
[00:36:32] Klassen als eigene Datentypen [00:39:53] Variablen und
benannte Speicherbereiche [00:42:04] Variablen deklarieren mit
Datentyp und Bezeichner [00:44:57] Ausdrücke und Konkatenation
[00:47:05] Operatoren und Operanden [00:48:51] Unäre, binäre und
ternäre Operatoren [00:51:11] Anweisungen und imperatives
Programmieren [00:53:28] Ausdrücke innerhalb von Anweisungen
[00:55:18] Algorithmen am Beispiel eines Apfelkuchenrezepts
[00:58:24] Sequenzen und Verzweigungen [01:00:33] Wiederholungen
und kombinierte Abläufe [01:04:10] Algorithmen mit if und Schleifen
umsetzen [01:05:38] Methoden als wiederverwendbare Algorithmen
[01:08:35] Methoden in Klassen und Objekten [01:10:17] Blöcke und
geschweifte Klammern [01:12:52] Größere Programme aus Methoden
zusammensetzen [01:14:23] Methodenkopf, Methodenrumpf und
Rückgabewerte [01:16:10] Methoden ohne Rückgabewert mit void
[01:17:05] Parameter für unterschiedliche Eingaben [01:21:02]
Argumente und mehrere Parameter [01:23:38] Rückblick auf die
Grundbegriffe [01:28:36] Feedback und Abschluss 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
Podcast-Episode RSS-Feed des Podcasts Von der Klasse zur Anweisung
Datentypen, Typisierung, Variablen und Zuweisungen Ausdrücke,
Operanden und Operatoren Zusammenfassung Einstieg für IT-Azubis Für
den Einstieg in die Ausbildung zum/zur Fachinformatiker:in
Anwendungsentwicklung greife ich auf Beispiele aus dem Alltag
zurück. Du brauchst dafür kein Vorwissen. Die technischen Beispiele
beziehen sich vor allem auf Java; die Grundbegriffe begegnen dir
auch in anderen objektorientierten Sprachen. Objektorientierung
gehört außerdem zu den zentralen Themen der IHK-Prüfung. Compiler
und Syntax Wenn du Quelltext schreibst, formulierst du Befehle in
einer Programmiersprache wie Java. Ein Compiler übersetzt diesen
für Menschen lesbaren Source-Code in Maschinencode, den der
Computer ausführen kann. Damit der Compiler deinen Code übersetzen
kann, musst du die Syntax der Sprache einhalten. Dazu gehören
korrekt geschriebene Wörter ebenso wie passende Satzzeichen und die
vorgeschriebene Reihenfolge der Sprachbestandteile. Ein vergessenes
Semikolon kann bereits einen Compile-Fehler auslösen,...
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