Brückenkurs ProgrammierenTag 4: Arrays

Christopher SchölzelTechnische Hochschule Mittelhessen5. September 2019

Inhalt

Arrays

Wert- vs ReferenzsemantikEinleitung

Nachmittag: Java-Objekte erstellen und verwenden

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Arrays

Wert- vs ReferenzsemantikEinleitung

Nachmittag: Java-Objekte erstellen und verwenden

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Arrays

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int q1,q2,q3,q4, ... , q100;for(int i = 1; i <= 100; i++) {if (i == 1) { q1 = i*i; }else if (i == 2) { q2 = i*i; }...else if (i == 99) { q99 = i*i; }else { q100 = i*i; }

}

⇒ wir brauchen einen Datentyp, derI mehrere Werte speichern kannI adressierbar ist (z.B. über einen Index)

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Arrays

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int q1,q2,q3,q4, ... , q100;for(int i = 1; i <= 100; i++) {

if (i == 1) { q1 = i*i; }else if (i == 2) { q2 = i*i; }...else if (i == 99) { q99 = i*i; }else { q100 = i*i; }

}

⇒ wir brauchen einen Datentyp, derI mehrere Werte speichern kannI adressierbar ist (z.B. über einen Index)

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Arrays

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int q1,q2,q3,q4, ... , q100;for(int i = 1; i <= 100; i++) {

if (i == 1) { q1 = i*i; }else if (i == 2) { q2 = i*i; }...else if (i == 99) { q99 = i*i; }else { q100 = i*i; }

}

⇒ wir brauchen einen Datentyp, derI mehrere Werte speichern kannI adressierbar ist (z.B. über einen Index)

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Arrays

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int q1,q2,q3,q4, ... , q100;for(int i = 1; i <= 100; i++) {

if (i == 1) { q1 = i*i; }else if (i == 2) { q2 = i*i; }...else if (i == 99) { q99 = i*i; }else { q100 = i*i; }

}

⇒ wir brauchen einen Datentyp, derI mehrere Werte speichern kannI adressierbar ist (z.B. über einen Index)

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Arrays

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int q1,q2,q3,q4, ... , q100;for(int i = 1; i <= 100; i++) {

if (i == 1) { q1 = i*i; }else if (i == 2) { q2 = i*i; }...else if (i == 99) { q99 = i*i; }else { q100 = i*i; }

}

⇒ wir brauchen einen Datentyp, derI mehrere Werte speichern kannI adressierbar ist (z.B. über einen Index)

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Arrays: Definition, Datentyp, Adressierung

DefinitionEin Array ist ein Datentyp, der mehrere Werte vom gleichen Typ enthält.Die Werte werden über einen ganzzahligen Index adressiert (beginnendmit Index 0).

Arraytyp: SyntaxElementtyp[]

Arraytyp: Beispieledouble[]int[]String[]

Arrayadressierung: SyntaxvariablenName[index]

Arrayadressierung: BeispieledoubleArray[0]doubleArray[1]doubleArray[i+1]

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Array als Regal

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Array als Regal

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Array als Regal

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Arrays: Erzeugung

Variante 1: Syntaxnew Elementtyp[Anzahl]

Variante 1: Beispielenew int[17]new double[8]new String[i+1]

Variante 2: Syntaxnew Elementtyp[]{Element1,Element2, ...

}

Variante 2: Beispielenew int[]{ 1, 1, 2, 3, 5 }new double[]{3.1416, 2.7183}new String[]{"Mr. "+name,"Ms. "+name

}

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Arrays: Erzeugung

Variante 1: Syntaxnew Elementtyp[Anzahl]

Variante 1: Beispielenew int[17]new double[8]new String[i+1]

Variante 2: Syntaxnew Elementtyp[]{Element1,Element2, ...

}

Variante 2: Beispielenew int[]{ 1, 1, 2, 3, 5 }new double[]{3.1416, 2.7183}new String[]{"Mr. "+name,"Ms. "+name

}

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Arrays: Beispiel fester Länge

AufgabeSpeichere die Farbe THM-Grün (128, 186, 36) in einem Array von dreiint s und gib sie dann im Hexadezimalformat aus.

int[] thmGreen = new int[3]; /* neues Array mit 3 ints anlegen */thmGreen[0] = 128; /* Rotkanal setzen */thmGreen[1] = 186; /* Grünkanal setzen */thmGreen[2] = 36; /* Blaukanal setzen */System.out.println(

Integer.toString(thmGreen[0], 16) /* Rot als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[1], 16) /* Grün als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[2], 16) /* Blau als Hex */

);

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Arrays: Beispiel fester Länge

AufgabeSpeichere die Farbe THM-Grün (128, 186, 36) in einem Array von dreiint s und gib sie dann im Hexadezimalformat aus.

int[] thmGreen = new int[3]; /* neues Array mit 3 ints anlegen */thmGreen[0] = 128; /* Rotkanal setzen */thmGreen[1] = 186; /* Grünkanal setzen */thmGreen[2] = 36; /* Blaukanal setzen */System.out.println(

Integer.toString(thmGreen[0], 16) /* Rot als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[1], 16) /* Grün als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[2], 16) /* Blau als Hex */

);

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Arrays: Beispiel fester Länge

AufgabeSpeichere die Farbe THM-Grün (128, 186, 36) in einem Array von dreiint s und gib sie dann im Hexadezimalformat aus.

int[] thmGreen = new int[3]; /* neues Array mit 3 ints anlegen */thmGreen[0] = 128; /* Rotkanal setzen */thmGreen[1] = 186; /* Grünkanal setzen */thmGreen[2] = 36; /* Blaukanal setzen */System.out.println(

Integer.toString(thmGreen[0], 16) /* Rot als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[1], 16) /* Grün als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[2], 16) /* Blau als Hex */

);

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Arrays: Beispiel fester Länge

AufgabeSpeichere die Farbe THM-Grün (128, 186, 36) in einem Array von dreiint s und gib sie dann im Hexadezimalformat aus.

int[] thmGreen = new int[3]; /* neues Array mit 3 ints anlegen */thmGreen[0] = 128; /* Rotkanal setzen */thmGreen[1] = 186; /* Grünkanal setzen */thmGreen[2] = 36; /* Blaukanal setzen */System.out.println(

Integer.toString(thmGreen[0], 16) /* Rot als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[1], 16) /* Grün als Hex */+ Integer.toString(thmGreen[2], 16) /* Blau als Hex */

);

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Aufgabe: Steigungsdreieck

1. Speichere den Punkt (0, 5) in einem int -Array namens p1 .2. Speichere den Punkt (3, 11) in einem int -Array namens p2 .3. Berechne die Steigung zwischen p1 und p2 mit der folgenden Formel.

Steigung zwischen (x1, y1) und (x2, y2) =y2 − y1x2 − x1

Bonus: Verpacke deinen Code in eine Funktion, die zwei int -Arraysübernimmt und die Steigung als double zurückgibt.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.

2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.

2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.

I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...

3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.

I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...

3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.

I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Arrays: Beispiel variabler Länge

AufgabeFinde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100.

int[] sq = new int[100];for(int i = 0; i < sq.length; i++) {sq[i] = (i+1)*(i+1);

}System.out.println(sq[7]);

1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen.2. Fülle das Array mit Quadratzahlen.

I Index 0: 12

I Index 1: 22

I Index 2: 32

I ...3. Test: Gib das Element an Index 7 aus.

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Aufgabe: Zinseszinsen

1. Erstelle ein Array von 100 Fließkommazahlen.2. Schreibe den Wert 1000 an die erste Stelle des Arrays.3. Fülle das restliche Array, indem du immer den Wert des vorherigen

Elements mit 1.01 multiplizierst.

Erinnerung: Arraydefinition und -zugriff

int[] ar = new int[10]; // Erzeugen/Definierenar[3] = 10; // BeschreibenSystem.out.println(ar[0]); // Auslesenint l = ar.length; // Länge ermitteln

Bonus: Finde heraus, nach wie viel Schritten der Ursprungswert sichverdoppelt hat. Benutze dazu zuerst eine Schleife und finde dann einebessere Methode.

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Aufgabe: Zinseszinsen

1. Erstelle ein Array von 100 Fließkommazahlen.2. Schreibe den Wert 1000 an die erste Stelle des Arrays.3. Fülle das restliche Array, indem du immer den Wert des vorherigen

Elements mit 1.01 multiplizierst.

Erinnerung: Arraydefinition und -zugriff

int[] ar = new int[10]; // Erzeugen/Definierenar[3] = 10; // BeschreibenSystem.out.println(ar[0]); // Auslesenint l = ar.length; // Länge ermitteln

Bonus: Finde heraus, nach wie viel Schritten der Ursprungswert sichverdoppelt hat. Benutze dazu zuerst eine Schleife und finde dann einebessere Methode.

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Mehrdimensionale Arrays

Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden?

Antwort: Gar nichts.

Beispiel

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};for(int row=0; row < ar.length; row++) {

for(int column=0; column < ar[row].length; column++) {System.out.println(ar[row][column]);

}}

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Mehrdimensionale Arrays

Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden?

Antwort: Gar nichts.

Beispiel

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};for(int row=0; row < ar.length; row++) {

for(int column=0; column < ar[row].length; column++) {System.out.println(ar[row][column]);

}}

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Mehrdimensionale Arrays

Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden?

Antwort: Gar nichts.

Beispiel

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};for(int row=0; row < ar.length; row++) {

for(int column=0; column < ar[row].length; column++) {System.out.println(ar[row][column]);

}}

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Mehrdimensionale Arrays

Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden?

Antwort: Gar nichts.

Beispiel

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};for(int row=0; row < ar.length; row++) {

for(int column=0; column < ar[row].length; column++) {System.out.println(ar[row][column]);

}}

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Mehrdimensionale Arrays

Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden?

Antwort: Gar nichts.

Beispiel

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};for(int row=0; row < ar.length; row++) {

for(int column=0; column < ar[row].length; column++) {System.out.println(ar[row][column]);

}}

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Arraydefinition: Kurzschreibweise

Langschreibweise

int[][] ar = new int[][]{new int[]{1, 2, 3},new int[]{4, 5, 6},new int[]{7, 8, 9}

};

Kurzschreibweise

int[][] ar = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}

};

Achtung: Das funktioniert nur innerhalb einer Variablendefinition, nichtwenn das Array später neu zugewiesen wird.

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Aufgabe: ASCII-ArtSchreibe eine Funktion printAscii , die ein zweidimensionales Array vomTyp char[][] als „Bild“ auf der Konsole ausgibt.

Beispiel

jshell> char[][] image = {{ '\\', 'o' ,'/' },{ ' ', '|' ,' ' },{ '/', ' ', '\\' }

};jshell> printAscii(image);\o/|/ \

Bonus: Schaffst Du das auch mit einem eindimensionalen Array?

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Aufgabe: ASCII-ArtSchreibe eine Funktion printAscii , die ein zweidimensionales Array vomTyp char[][] als „Bild“ auf der Konsole ausgibt.

Beispiel

jshell> char[][] image = {{ '\\', 'o' ,'/' },{ ' ', '|' ,' ' },{ '/', ' ', '\\' }

};jshell> printAscii(image);\o/|/ \

Bonus: Schaffst Du das auch mit einem eindimensionalen Array?

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Wert- vs ReferenzsemantikEinleitung

Nachmittag: Java-Objekte erstellen und verwenden

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Wert- vs Referenzsemantik

Erinnerung

Java unterscheidet zwischen primitiven Typen (z.B. int ) undReferenztypen (Arrays und Klassen).

Frage: Produzieren die beiden folgenden Codestücke die gleiche Ausgabe?

int a = 3;int b;b = a;b = 4;System.out.println(a);

int[] a = new int[2];a[0] = 3;int[] b;b = a;b[0] = 4;System.out.println(a[0]);

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Wertsemantik bei primitiven Typen

int a = 3;

int b;

b = a;

b = 4;

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Wertsemantik bei primitiven Typen

int a = 3;

int b;

b = a;

b = 4;

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Wertsemantik bei primitiven Typen

int a = 3;

int b;

b = a;

b = 4;

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Wertsemantik bei primitiven Typen

int a = 3;

int b;

b = a;

b = 4;

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Referenzsemantik bei Referenztypen

int[] a = new int[2];a[0] = 3;

int[] b;

b = a;

b[0] = 4;

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Referenzsemantik bei Referenztypen

int[] a = new int[2];a[0] = 3;

int[] b;

b = a;

b[0] = 4;

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Referenzsemantik bei Referenztypen

int[] a = new int[2];a[0] = 3;

int[] b;

b = a;

b[0] = 4;

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Referenzsemantik bei Referenztypen

int[] a = new int[2];a[0] = 3;

int[] b;

b = a;

b[0] = 4;

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Wert- vs Referenzsemantik: Zusammenfassung

Der Inhalt von Variablen unterscheidet sich je nach dem, welchen Typ dieVariable hat.

I primitiver Typ: Variable enthält WertI bei Zuweisung wird der Wert direkt kopiert

I Referenztyp: Variable enthält Referenz bzw. ZeigerI verweist auf Speicherstelle an der die Daten liegenI bei Zuweisung wird nur die Referenz kopiertI die Daten bleiben die selben

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Wert- vs Referenzsemantik: Übungsaufgabe

Gemeinsam an der Tafel: Was steht im Speicher, wenn der folgende Codeausgeführt wurde?

float[] ypos;float[] xpos;

ypos = new float[]{100, 150, 200};xpos = ypos;

float x = xpos[1];x *= 2;ypos[1] += 1;

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Zusammenfassung

Arrays: Erzeugung

double[] dar = new double[4];int[] iar = new int[]{1,3};int[] iar2 = {7, 8, 1};

Arrays: Zugriff

dar[0] = 1.8;iar[1] = iar[0]+1;int l = iar.length;

Mehrdimensionale Arrays

int[][] matrix = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}

}matrix[0][2] = 0; // 3 -> 0

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Arrays

Wert- vs ReferenzsemantikEinleitung

Nachmittag: Java-Objekte erstellen und verwenden

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Mögliche Themen zur Besprechung am Nachmittag

Java-Objekte verwendenI Wie erstelle ich eine Variable vom Typ Random , Scanner oder

StringBuilder ?I Was heißt null ?I Was macht der Operator . ?I Wie finde ich heraus, was ein Objekt von einem bestimmten Typ kann?

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