252-0027 Einführung in die Programmierung 2.0 Einfache Java Programme

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252-0027

Einführung in die Programmierung

2.0 Einfache Java Programme

Thomas R. Gross

Department Informatik

ETH Zürich

(2)

Übersicht

§ 2.6 Nochmals Schleifen

§ “while” Loops

§ 2.7 Methoden mit Rückgabewerten

§ 2.8 Sichtbarkeit von Deklarationen

§ 2.9 Nützliche Klassen (Input, Math, Random)

§ 2.X Input

182

(3)

Übersicht

§ 2.7 Methoden mit Rückgabewerten

§ 2.8 Sichtbarkeit von Deklarationen

§ 2.9 Nützliche Klassen (Input, Math, Random)

§ 2.X Input

183

(4)

2.6 Nochmals Schleifen

§ Kurzform zur Aktualisierung des Loop Counters (Schleifenzählers)

§ Flexible Obergrenze für Schleifenzähler

§ Bisher: stand zu Beginn der Schleife fest

§ Jetzt: Berechnung zur Laufzeit

§ Tipps für korrekte Terminierung der Schleifen

184

(5)

Aktualisierung

for (int i = start ; i < bound; i = i + 1) {

// Statement

}

Aktualisierung: i wird um 1 erhöht

for (int i = start ; i > bound; i = i - 1) {

// Statement

}

Aktualisierung: i wird um 1 reduziert

Auch andere Aktualisierungen sind möglich aber diese hier

treten häufig auf

₁₈₅

(6)

Kurzformen für Zuweisungen

§ Zuweisungen der Form j = j+1 tretten häufig auf

§ Machen Programm unübersichtlich

§ Früher: unnötige Extra-Arbeit für Compiler und Computer

§ Kurzformen erlauben Inkrement (Addition von 1) und Dekrement (Subtraktion von 1)

§ “increment” und “decrement” Operator

§ Veränderung immer um 1

186

(7)

Inkrement und Dekrement

Kurzform Äquivalente ausführlichere Version

variable++; variable = variable + 1; //increment

variable--; variable = variable - 1; //decrement

Beispiele

int x = 2;

x++; // x = x + 1;

// x now stores 3 double note = 4.5;

note--; // note = note - 1;

// note now stores 3.5

187

(8)

Aktualisierung

for (int i = start ; i < bound; i++) {

// Statement

}

Aktualisierung: i wird um 1 erhöht

for (int i = start ; i > bound; i--) {

// Statement

}

Aktualisierung: i wird um 1 reduziert

++ (und --) oft in Aktualisierungen des Loop Counters

188

(9)

Inkrement und Dekrement

Kurzform Äquivalente ausführlichere Version

variable++; variable = variable + 1;

variable--; variable = variable - 1;

Variable wird verwendet und dann verändert

Dies gilt auch in Ausdrücken und Zuweisungen

Beispiel

int x = 2;

int y;

y = x++;

189

(10)

Inkrement und Dekrement

Kurzform Äquivalente ausführlichere Version

variable++; variable = variable + 1;

variable--; variable = variable - 1;

Variable wird verwendet und dann verändert

Dies gilt auch in Ausdrücken und Zuweisungen

Beispiel

int x = 2;

int y;

y = x++;

190

int temp = x;

x++;

y = temp;

//x:

//y:

(11)

Inkrement und Dekrement

Kurzform Äquivalente ausführlichere Version

variable++; variable = variable + 1;

variable--; variable = variable - 1;

Variable wird verwendet und dann verändert

Dies gilt auch in Ausdrücken und Zuweisungen

Beispiel

int x = 2;

int y;

y = x++;

191

int temp = x;

x = x + 1;

y = temp;

//x:

//y:

(12)

192

(13)

194

(14)

Inkrement und Dekrement Puzzles

int x = 1;

int y = 0;

int z = 0;

y = x++;

z = x++ + x++;

§ Wert x?

§ Wert y?

§ Wert z?

int a = 1;

a = a++;

§ Wert a?

int i = 10;

int j = i-- - i--;

§ Wert i?

§ Wert j?

₁₉₅

0 1 2 3 4 5 6

(15)

Inkrement und Dekrement Puzzles

int i = 10;

int j = i-- - i--;

// in Zeitlupe int i = 10;

int temp1 = i; // 10 i = i - 1; // 9 int temp2 = i; // 9 i = i – 1; // 8 j = temp1 – temp2; // 1

§ Wert i? 8

§ Wert j? 1

¹⁹⁶

int a = 1;

a = a++;

// in Zeitlupe int a = 1;

int temp = a; // 1 a = a + 1; // 2 a = temp; // 1

§ Wert a? 1

(16)

Inkrement und Dekrement Puzzles

198

§ Unser Ziel ist es verständliche Programme zu schreiben

(17)

Inkrement und Dekrement Puzzles

199

§ Unser Ziel ist es verständliche Programme zu schreiben

§ … und nicht Puzzles zu konstruieren!

§ Sie sollten ++ und -- (er)kennen

§ Auch in komplexen Ausdrücken

§ Ihre Entscheidung ob sie es verwenden (aber wenn dann richtig)

§ Diese Operatoren sind nicht so effizient dass wir dafür die

Klarheit eines Programmes opfern wollen.

(18)

Weitere Kurzformen

§ Erlauben Verwendung des Wertes einer Variable gefolgt von einer Modifikation (Zuweisung)

Kurzform Äquivalente ausführlichere Version variable += value; variable = variable + value;

variable -= value ; variable = variable - value ; variable = value; variable = variable value;

variable /= value; variable = variable / value;

variable %= value; variable = variable % value;

§ Modifikation mit beliebigen Werten (nicht nur 1)

200

(19)

Weitere Kurzformen

Beispiele

x += 3; // x = x + 3;

note -= 0.5; // note = note - 0.5;

**number = 2; // number = number 2;**

Warnung :

x += 1; // x = x + 1;

x =+ 1; // x = + 1;

201

(20)

Bedingte ("short-circuit") Auswertung

§ Für && und || müssen nicht immer beide Operanden

ausgewertet werden, um das Ergebnis zu ermitteln

§ Java beendet die Auswertung eines booleschen Ausdrucks sobald das Ergebnis fest steht.

§ && und || sind links-assoziativ

§ Ausdrücke werden von links nach rechts, gemäss Präzedenz und Assoziativität ausgewertet

§ && stoppt sobald ein Teil(ausdruck) false ist

§ || stoppt sobald ein Teil(ausdruck) true ist

(21)

Bedingte Auswertung: Vorsicht

§ Was ist der Wert von count am Ende des Codesegments?

// look closely int count = 0;

Scanner console = new Scanner(System.in);

for (int i; i<4; i++) {

System.out.print("Eingabe Zahl: ");

int wert = console.nextInt();

if ((wert != 0) && (count++ < 9)) { System.out.println("Hit");

}

} // count: Anzahl Werte ungleich 0, nicht Iterationen

§ Vorsicht bei ++/--

(22)

Bedingte Auswertung: Vorsicht

§ Die logischen Operatoren sind nicht kommutativ wenn die Auswertung den Zustand des Programms verändern kann.

§ (expr1 && expr2) nicht immer gleich (expr2 && expr1)

§ Vorsicht bei Operatoren mit Nebenwirkungen (“side effects”)

§ Offensichtliche Nebenwirkungen: z.B. int x,y; x++ y-- o. ä.

§ Nicht sofort offensichtlich:

§ int x, y; x/y x%y

(23)

Kurzformen zur Kontrolle einer Schleife

§ Kurzform häufig in Aktualisierungsblock einer Schleife for (int i = 1; i <= 6; i++) {

System.out.println("Ich werde die Uebungsaufgaben machen");

}

§ Nachdem alle Anweisungen im Schleifenrumpf (“body”) ausgeführt wurden findet die Aktualisierung (der

Zählervariable) statt

205

(24)

Eine triviale Aufgabe ...

§ Schreiben Sie eine Methode printNumbers die die Zahlen von 1 bis N durch Komma getrennt ausgibt.

Beispiel:

Obergrenze N eingeben: 5

sollte ergeben:

1, 2, 3, 4, 5

(25)

Lösungsansatz

public static void printNumbers() {

Scanner console = new Scanner(System.in);

System.out.print("Obergrenze N eingeben: ");

int max = console.nextInt();

for (int i = 1; i <= max; i++) { System.out.print(i + ", ");

}

System.out.println(); // to end the line of output

}

(26)

Fehlerhafte Lösungen

public static void printNumbers() {

for (int i = 1; i <= max; i++) { System.out.print(i + ", ");

}

System.out.println(); // to end the line of output }

Output bei Eingabe 5: 1, 2, 3, 4, 5,

(27)

Fehlerhafte Lösungen

public static void printNumbers() {

for (int i = 1; i <= max; i++) { System.out.print(", " + i);

}

System.out.println(); // to end the line of output }

Output bei Eingabe 5: , 1, 2, 3, 4, 5

(28)

Gartenzaun Analogie

§ Wir geben n Zahlen aus aber brauchen nur n - 1 Kommas.

§ Ähnlich dem Bau eines Weidezaunes mit Pfosten und Querstreben

§ Wenn wir – wie in der 1. fehlerhaften Lösung – Pfosten und Streben installieren dann hat der letzte Pfosten in der Luft hängende Streben.

for (Länge des Zauns) { Betoniere Pfosten.

Installiere Querstreben.

}

(29)

Gartenzaun Analogie

§ Wir geben n Zahlen aus aber brauchen nur n - 1 Kommas.

§ Ähnlich dem Bau eines Weidezaunes mit Pfosten und Querstreben

§ Wenn wir – wie in der 2. fehlerhaften Lösung – Streben und Pfosten installieren dann hat der erste Pfosten in der Luft hängende Streben.

for (Länge des Zauns) { Installiere Querstreben.

Betoniere Pfosten.

}

(30)

Schleife

§ Fügen Sie eine Anweisung ausserhalb der Schleife hinzu um den ersten "Pfosten" zu plazieren

Betoniere Pfosten.

for (Länge des Zauns - 1) { Installiere Querstreben.

Betoniere Pfosten.

}

(31)

Lösungen basierend auf dieser Idee

System.out.print(1);

for (int i = 2; i <= max; i++) { System.out.print(", " + i);

}

System.out.println(); // to end the line

Alternative: 1. oder letzter Durchlauf durch die Schleife kann verändert werden:

for (int i = 1; i <= max - 1; i++) { System.out.print(i + ", ");

}

System.out.println(max); // to end the line

(32)

Lösung (eine Möglichkeit)

public static void printNumbers() {

System.out.print(1);

for (int i = 2; i <= max; i++) { System.out.print(", " + i);

}

System.out.println(); // to end the line

}

(33)

"off-by-one" Error (Um-Eins-daneben-Fehler)

§ Die Schleife wurde einmal zuviel (oder einmal zuwenig) durchlaufen.

§ "Zaunpfahlproblem" – es gibt sogar eine D Wikipedia Seite (Inhalt ohne Gewähr)

216

(34)

Terminierung von Loops

§ Verwandeln Sie die Methode printNumbers in eine neue Methode printPrimes die alle Primzahlen (durch Komma getrennt) bis zur Obergrenze max ausgibt.

§ Beispiel: printPrimes mit Eingabe 50 ergibt:

2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47

§ Wenn max < 2, gebe nichts aus.

§ Eine Primzahl p kann in genau zwei Faktoren zerlegt werden:

p und 1

(35)

import java.util.*;

class PrintPrimes1 {

public static void main (String[] args) { Scanner console = new Scanner(System.in);

System.out.print("Input max: ");

if (max >= 2) {

printPrimes(max);

} }

public static void printPrimes(int limit)

// Prints all prime numbers up to limit, limit >= 2 System.out.print("2");

for (int candidate = 3; candidate <= limit; candidate++) { **if ( /* isPrime(candidate) */ ) {**

System.out.print(", " + candidate);

} }

System.out.println(); // to end output

}

(36)

public static void printPrimes(int limit) {

// Prints all prime numbers from 2 up to the given limit // limit >= 2

System.out.print("2");

for (int candidate = 3; candidate <= limit; candidate++) { // Determine if candidate is prime

// Count factors! 2: prime, >2 not prime int count = 0;

for (int j = 1; j<=candidate; j++) { if (candidate % j == 0) {

count++;

} }

if (count == 2) {

System.out.print(", " + candidate);

} }

System.out.println(); // to end output

}

(37)

while Schleifen

(38)

Klassifizierung von Schleifen

§ bestimmte Schleife (definite loop): Anzahl der Ausführungen des Rumpfes ist vorher bekannt.

§ Die for Schleifen waren bisher immer bestimmte Schleifen.

§ Drucke "hello" 10-mal.

§ Finden Sie alle Primzahlen < einer ganzen Zahl n.

§ Drucken Sie jede ungerade Zahl zwischen 7 und 91.

§ unbestimmte Schleife (indefinite loop): Anzahl der

Ausführungen des Rumpfes ist nicht vorher bekannt.

(39)

Beispiele von unbestimmten Schleifen

§ unbestimmte Schleife (indefinite loop): Anzahl der Ausführungen des Rumpfes ist nicht vorher bekannt.

§ Lesen Sie den Input von der Konsole bis der Benutzer eine nicht- negative ganze Zahl eingibt.

§ Wiederholen Sie bis der Benutzer ein "q" eingegeben hat.

§ Lesen Sie eine Datei bis drei aufeinanderfolgende Sätze mit einem "!" enden.

§ Nehmen Sie Beiträge (via crowdfunding) entgegen bis das Ziel

erreicht ist.

(40)

Die while Schleife

§ while Schleife: Führen Sie den Schleifenrumpf so lange aus wie der boolesche Ausdruck test den Wert true ergibt.

while ( test ) { statement(s);

}

§ Beispiel:

int num = 1; // initialization while (num*num <= 2000) { // test

System.out.print(num + " ");

num = num * 2; // update }

// output: 1 2 4 8 16 32

(41)

Die while Schleife

§ while Schleife: Führen Sie den Schleifenrumpf so lange aus wie der boolesche Ausdruck test den Wert true ergibt.

while ( test ) { statement(s);

}

§ Beispiel:

int num = 1;

while (num*num <= 2000) { System.out.print(num + " ");

num = num * 2;

}

// output: 1 2 4 8 16 32

Anweisung(en) im Loop ausführen Ist test wahr?

Anweisung nach Loop ausführen

ja nein

(42)

Beispiel while Schleife

// finds the first factor of 91, other than 1 int n = 91;

int factor = 2;

while (n % factor != 0) { factor++;

}

System.out.println("First factor is " + factor);

// output: First factor is 7

§ while ist hier bessser als for weil wir nicht wissen wie oft wir den

Zähler erhöhen müssen um den 1. Faktor zu finden

(43)

// Prints all prime numbers up to the given max.

public static void printPrimes(int limit) {

// Prints all prime numbers from 2 up to the given limit // limit >= 2

System.out.print("2");

for (int candidate = 3; candidate <= limit; candidate++) { // Determine if candidate is prime

// Find another factor <> 1: factor == candidate: candidate prime int count = 0;

int maybeFactor = 2;

while (count==0) {

if (candidate % maybeFactor == 0) { count++;

} else { // keep on searching maybeFactor++;

}

if (maybeFactor == candidate) { // prime!

System.out.print(", " + candidate);

} }

System.out.println(); // to end output }

(44)

§ Hinweiszeichen (Sentinel) ("sentinel"): Ein Wert der das Ende eine Reihe anzeigt

§ sentinel loop: Schleife deren Rumpf ausgeführt wird bis ein Sentinel gesehen wurde

§ Beispiel: Ein Programm soll Zahlen einlesen bis der Benutzer eine 0 eingibt; dann soll die Summe aller eingegebenen

Zahlen ausgegeben werden.

§ (In diesem Beispiel ist 0 das Hinweiszeichen/der Sentinel.)

Werte die Hinweise sind …

(45)

§ Beispiel: Ein Programm soll Zahlen einlesen bis der Benutzer eine 0 eingibt; dann soll die Summe aller eingegebenen

Zahlen ausgegeben werden.

§ (In diesem Beispiel ist 0 das Hinweiszeichen/der Sentinel.) Enter a number (0 to quit): 10

Enter a number (0 to quit): 20 Enter a number (0 to quit): 30 Enter a number (0 to quit): 0 The sum is 60

Werte die Hinweise sind …

(46)

Fehlerhafte Lösung

§ Was ist an diesem Programm schlecht?

int sum = 0;

int number = 1; // "dummy value", anything but 0

while (number != 0) {

System.out.print("Enter a number (0 to quit): ");

number = console.nextInt();

sum = sum + number;

}

System.out.println("The total is " + sum);

(47)

Ein anderes Hinweiszeichen …

§ Ändern Sie das Programm so dass -1 der Sentinel ist.

§ Example log of execution:

Enter a number (-1 to quit): 15

Enter a number (-1 to quit): 25

Enter a number (-1 to quit): 10

Enter a number (-1 to quit): 30

Enter a number (-1 to quit): -1

The total is 80

(48)

Ein anderes Hinweiszeichen …

§ Setzen Sie den Sentinel auf -1:

int sum = 0;

int number = 1; // "dummy value", anything but -1

while (number != -1) {

System.out.print("Enter a number (-1 to quit): ");

}

§ Jetzt ist das Result falsch. Warum?

The total was 79

(49)

Fehlerhafte Lösung – 0 ^à -1

§ Was ist an diesem Programm falsch?

int sum = 0;

int number = 1; // "dummy value", anything but 0

while (number != 0) {

System.out.print("Enter a number (0 to quit): ");

}

(50)

Das Problem mit diesem Programm

§ Unser Programm folgt diesem Muster:

summe = 0.

while (input ist nicht der sentinel) { drucke prompt; lese input.

addiere input zu summe.

}

§ Beim letzten Durchlauf durch den Rumpf wird der Sentinel -1

zur Summe addiert:

(51)

Das Problem mit diesem Programm

§ Beim letzten Durchlauf durch den Rumpf wird der Sentinel -1 zur Summe addiert:

drucke prompt; lese input (-1).

addiere input (-1) zu summe.

§ Beispiel inkorrekter Terminierung (off-by-one error, Zaunpfahlproblem):

§ Müssen N Zahlen lesen aber nur die ersten N-1 addieren.

(52)

241

(53)

Beispiel mit Sentinel

int sum = 0;

// pull one prompt/read ("post") out of the loop System.out.print("Enter a number (-1 to quit): ");

int number = console.nextInt();

while (number != -1) {

sum = sum + number; // moved to top of loop System.out.print("Enter a number (-1 to quit): ");

}

(54)

do/while Schleife

§ do/while Schleife: Führt test am Ende des Schleifenrumpfes aus um zu entscheiden, ob ein weiterer Durchlauf nötig ist

§ Stellt sicher dass der Rumpf { … } mindestens einmal ausgeführt wird.

do {

statement(s) ; } while (test);

Anweisung(en) im Loop ausführen

Ist test wahr?

ja

nein

(55)

do/while Schleife

§ Beispiel:

// Example: prompt until correct // PIN is typed

int input;

do {

System.out.print("Type your PIN: ");

input = console.nextInt();

} while (input != userPinCode);

Anweisung(en) im Loop ausführen

Ist test wahr?

ja

nein

(56)

2.7 Ergebnis Rückgabe für Methoden

246

(57)

import java.util.*;

class PrintPrimes1 {

public static void main (String[] args) { Scanner console = new Scanner(System.in);

System.out.print("Input max: ");

if (max >= 2) {

printPrimes(max);

} }

public static void printPrimes(int limit)

// Prints all prime numbers up to limit, limit >= 2 System.out.print("2");

for (int i = 3; i <= limit; i++) { **if ( /* isPrime(i) */ ) {**

System.out.print(", " + i);

} }

System.out.println(); // to end output }

}

(58)

2.7 Ergebnis Rückgabe

§ Parameter erlauben Kommunikation vom Aufrufer zur aufgerufenen Methode

§ Bisher waren die Methoden sehr einfach

§ Methode als "Ersatz" für Anweisungen in main (oder anderer Methode)

§ Methoden können aber mehr …

§ Ein Rückgabewert (“return value”) erlaubt der aufgerufenen Methode dem Aufrufer einen Wert zu übermitteln

§ Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten der Komposition

248

(59)

250

{

…

name ( 7+i, true);

… }

public static name(int k,

boolean b) { int result;

while (k++ < 10) { … } if (b) { … }

// result

}

(60)

251

{

…

name ( 7+i, true);

… }

public static name(int k,

boolean b) { int result;

while (k++ < 10) { … } if (b) { … }

// result

}

(61)

252

{

…

name ( 7+i, true);

… }

public static name(int k,

boolean b) { int result;

while (k++ < 10) { … } if (b) { … }

// result

}

(62)

Rückgabe eines Wertes

§ Ein Rückgabewert muss deklariert werden

public static type name(parameters) { statements;

...

return expression;

}

§ Es gelten die selben Regeln für type wie bei der Deklaration

von Variablen und Parametern

(63)

Rückgabe Anweisung

§ Das return Statement (Rückgabe Anweisung) wertet einen Ausdruck aus .

§ Der Wert wird dann an den Aufrufer “zurückgegeben”

§ Der Ausdruck muss einen Wert des Typs type (der Methoden Deklaration) ergeben.

§ Die Ausführung der return Anweisung beendet die

aufgerufene Methode.

(64)

Rückgabeanweisung (“return”)

§ return : Liefere einen Wert ab als das Ergebnis dieser Methode

§ “sende” das Ergebnis zum Aufrufer

§ Das Gegenstück zu Parametern:

§ Parameters schicken Werte in die aufgerufene Methode, vom Aufrufer

§ Rückgabewerte schicken Werte aus der Methode zum Aufrufer

§ Ein Methodenaufruf kann Teil eines Ausdrucks sein.

§ Aufrufer muss den Wert "annehmen"

(65)

257

{

…

int size = name ( 7+i, true);

… }

public static int name(int k,

boolean b) { int result;

while (k++ < 10) { … } if (b) { … }

return result;

}

(66)

Rückgabeanweisung (“return”)

main

abs(-42) -42

round(2.71) 2.71

42

3

abs(-81) -81

81

(67)

Beispiellösung mit Rückgabe eines Wertes

public static boolean isPrime (int arg){

// Determine how many factors the given number has.

boolean found = false;

int step = 2;

while (!found) {

if (arg % step == 0) {

found = true; // another factor found } else { step++ ; // keep on searching } }

// other factor == arg: prime found return (step == arg);

}

(68)

Rückgabe eines Wertes

Beispiel:

// Returns the slope of the line between the given points.

public static double slope(int x1, int y1, int x2, int y2) { double dy = y2 - y1;

double dx = x2 - x1;

return dy / dx;

}

slope(1, 3, 5, 11) liefert 2.0

(69)

return ohne einen Wert

Wenn eine Methode keinen Wert zurück liefert dann braucht ein return Statement keinen Wert zu schicken.

public static void printPoint(int x, int y) {

System.out.println(“x = “ + x + “ y = “ + y)

;

return;

}

In dem Fall kann man das return Statement auch weglassen

(meine Empfehlung)

(70)

Weitere Beispiele

// Converts degrees Fahrenheit to Celsius.

public static double fToC(double degreesF) {

**double degreesC = 5.0 / 9.0 * (degreesF - 32);**

return degreesC;

}

// Computes triangle hypotenuse length given its side lengths.

public static double hypotenuse(int a, int b) { **double c = squareRoot(a * a + b * b);**

return c;

}

(71)

Weitere Beispiele

Ein return Statement kann auch einen (arithmetischen oder booleschen) Ausdruck verwenden

public static double fToC(double degreesF) { **return 5.0 / 9.0 * (degreesF - 32);**

}

(72)

Mögliche Fehler: Resultat nicht gespeichert

§ Ein return Statement schickt einen Wert an den Aufrufer

§ Namen, die in der aufgerufenen Methode verwendet

werden, sind belanglos (für den Aufrufer)

(73)

Was ist hier nicht richtig?

public static void main(String[] args) { slope(0, 0, 6, 3);

System.out.println("The slope is " + result); // ERROR:

} // result not defined

public static double slope(int x1, int x2, int y1, int y2) { double dy = y2 - y1;

double dx = x2 - x1;

double result = dy / dx;

return result;

}

(74)

Den Fehler vermeiden

§ return schickt den Wert der Variable zurück zum Aufrufer.

§ Der zurückgegebene Wert muss gespeichert werden – oder in einem Ausdruck verwendet werden.

§ Der Compiler generiert keine Warnung oder Fehlermeldung

wenn dies vergessen wird.

(75)

Den Fehler vermeiden

public static void main(String[] args) { double s = slope(0, 0, 6, 3);

System.out.println("The slope is " + s);

}

public static double slope(int x1, int x2, int y1, int y2) { double dy = y2 - y1;

double dx = x2 - x1;

double result = dy / dx;

return result;

}

(76)

return Anweisungen

§ Eine Methode kann mehrere return Anweisungen enthalten.

§ Sinnvoll für Fallunterscheidungen

§ Eine Methode die einen Rückgabewert deklariert muss eine (oder mehrere) return Anweisung(en) enthalten

269

(77)

if/else mit return

// Returns the larger of the two given integers.

public static int max(int a, int b) { if (a > b) {

return a;

} else {

return b;

} }

§ Methoden können ein return Statement in durch if/else kontrollierten Blöcken enthalten

§ Das return am Ende eines Pfades liefert den Rückgabewert für diese

Methode.

(78)

if/else mit return

§ Die Ausführung eines return Statements beendet die aufgerufene Methode.

§ Einem return sollten keine weiteren Anweisungen folgen

§ Alle Pfade durch eine Methode müssen ein return Statement enthalten

§ Wenn die Methode einen Rückgabewert deklariert hat

(79)

Alle Pfade …

return a;

}

// Error: not all paths return a value }

§ Der Compiler ist manchmal naiv:

return a;

} else if (b >= a) { return b;

} }

Der Compiler meint dass es einen Pfad ohne return gibt.

(80)

273

(81)

274

(82)

if/else , return Beispiel

§ Schreiben Sie eine Methode quadrant die für ein Paar von reellen Zahlen den Quadranten liefert in dem dieser Punkt liegt.

§ Bespiel: quadrant(-4.2, 17.3) liefert 2

§ Fällt der Punkt auf eine der Achsen des Koordinatensystems liefere 0 .

x+

x-

y+

y-

quadrant 1 quadrant 2

quadrant 3 quadrant 4

(83)

277

(84)

if/else , return Beispiellösung

public static int quadrant(double x, double y) { if (x > 0 && y > 0) {

return 1;

} else if (x < 0 && y > 0) { return 2;

} else if (x < 0 && y < 0) { return 3;

} else if (x > 0 && y < 0) { return 4;

} else { // at least one coordinate equals 0 return 0;

} }

(85)

if/else , return weitere Beispiele

§ Schreiben Sie eine Methode countFactors die die Anzahl der Faktoren (Teiler) einer Zahl liefert.

§ countFactors(24) liefert 8 da

1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, und 24 alle Teiler von 24 sind.

(86)

if/else , return weitere Beispiele

§ Lösung:

// Returns how many factors the given number has.

public static int countFactors(int number) { int count = 0;

for (int i = 1; i <= number; i++) { if (number % i == 0) {

count++; // i is a factor of number }

}

return count;

}

(87)

2.8 Sichtbarkeit von Variablennamen

§ "Scope"

§ 1. Approximation

§ Weitere Aspekte in späteren Vorlesungen

281

(88)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

scope: Der Teil eines Programm in dem eine Variable sichtbar ist.

§ Variable müssen deklariert sein bevor sie sichtbar sind

§ Deklarationen müssen eindeutig sein

§ Sichtbar von Deklaration bis zum Ende des Blocks für den die Variable

deklariert ist

(89)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

scope: Der Teil eines Programm in dem eine Variable sichtbar ist.

§ Variable müssen deklariert sein bevor sie sichtbar sind

§ Deklarationen müssen eindeutig sein

§ Sichtbar von Deklaration bis zum Ende des Blocks für den die Variable deklariert ist

Block: durch { und } begrenzt

(90)

{ und } strukturieren ein Programm

if (…) { int i;

}

for (int i=0; ...; ...) {

}

284

(91)

{ und } strukturieren ein Programm

public static void fct(int j) { int i;

int k;

}

²⁸⁶

(92)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

scope: Der Teil eines Programm in dem eine Variable sichtbar ist.

§ Variable müssen deklariert sein bevor sie sichtbar sind

§ Deklarationen müssen eindeutig sein

§ Sichtbar von Deklaration bis zum Ende des Blocks (der durch { und } angegeben wird)

§ Eine Variable die in einer for Schleife deklariert wurde kann nur im Rumpf der Schleife verwendet werden.

§ Eine Variable die in einer Methode deklariert wurde

existiert nur in der Methode.

(93)

Blöcke können geschachtelt sein

§ Loops in Methoden

§ Loops in Loops -- geschachtelte Schleifen (nested loops)

§ (In Java, Methoden können nicht in anderen Methoden geschachtelt sein.)

289

(94)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

public static void example() { int x = 3;

for (int i = 1; i <= 10; i++) { System.out.println(x+i);

} // i no longer exists here System.out.println(x);

} // x ceases to exist here

x's scope

i's sc op e

(95)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

public static void example(int x) { for (int i = 1; i <= 10; i++) {

for (int j = i; j<=10; j++) {

System.out.print(x + i + j + " ");

} // j no longer exists here System.out.println(i);

} // i no longer exists here System.out.println(x);

} // x no longer exists here

(96)

Folgen der Sichtbarkeitsregeln

§ Variable ohne überlappenden Sichtbarkeitsbereich können den selben Namen haben.

for (int i = 1; i <= 100; i++) { System.out.print("/");

}

for (int i = 1; i <= 100; i++) { // OK System.out.print("\\");

}

int i = 5; // OK: outside of loop's scope

(97)

294

(98)

Folgen der Sichtbarkeitsregeln

§ Eine Variable kann in einem Sichtbarkeitsbereich nicht mehrmals deklariert werden.

**for (int i = 1; i <= 100 * line; i++) { for (int i = 2; i < line; i++) {**

// ERROR: overlapping scope

// variable i is already defined in method … System.out.print("/");

}

(99)

Sichtbarkeitsregeln für Parameter Variable

§ Die selben Regeln gelten für Parameter Variable

(100)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

public static void function(int k) { int x = 3;

int y = k+x;

System.out.println(y);

} // k ceases to exist here

k's scope

y' s sc op e

(101)

Scope (Sichtbarkeitsbereich)

public static void function(int k) { int x = 3;

int y = anotherFct(k+x);

System.out.println(y);

} // k ceases to exist here

public static void anotherFct(int x) { int y= 5;

System.out.println(x+5);

}

k's scope

(102)

Warum diese Regeln

§ Lesbarkeit der Programme

§ Vereinfachung der Verwaltung des Speichers

§ Platz für eine Variable eines Basistypes muss nur in dem Block organisiert werden, in dem die Variable deklariert ist

§ Werte (die in einer Variable eines Basistypes) gespeichert werden verschwinden am Ende des Blockes

299