Softwareentwicklung 1

Ziele

Diese Vorlesung ist eine Einführung in die Programmierung. Sie behandelt grundlegende Konzepte der imperativen und objektorientierten Programmierung, schult das algorithmische Denken, erläutert Programmentwicklungstechniken und geht auch auf Fragen des Programmierstils und der Dokumentation ein. Als Programmiersprache wird Java verwendet. Die gelehrten Konzepte lassen sich aber auch leicht auf andere Sprachen wie C, Pascal oder Python übertragen.

Diese im Sommersemester stattfindende Vorlesung ist primär für TeilnehmerInnen des Programms HeadStart@Informatics sowie für Studierende gedacht, die ihr Studium im Sommersemester begonnen haben. Es können aber auch andere Studierende teilnehmen, die diese Vorlesung in ihrem Studienplan brauchen. Bei den Übungen gibt es nur eine einzige Übungsgruppe. TeilnehmerInnen von HeadStart haben dort Vorrang. Nach Maßgabe der Plätze können aber auch Studierende der Informatik und wenn Plätze frei sind auch von anderen Studienrichtungen teilnehmen. Anmeldungen bitte im Sekretariat.

Inhalt

1. Grundlagen
   Grundbegriffe, Algorithmen, Ablaufdiagramme, Struktogramme, Grammatiken
2. Einfache Programme
   Grundsymbole von Java, Deklarationen und Zahlentypen, Kommentare, Zuweisungen, Arithmetische Ausdrücke, Ein/Ausgabe, Grundstruktur von Java-Programmen
3. Verzweigungen
   If-Anweisung und Vergleiche, Zusammengesetzte Vergleiche, Datentyp boolean, Switch-Anweisung, Bedingte Ausdrücke
4. Schleifen
   While-Schleife, Do-While-Schleife, For-Schleife, Abbruch von Schleifen, Vergleich der Schleifenarten
5. Arrays
   Eindimensionale Arrays, Foreach-Schleife, Mehrdimensionale Arrays, Beispiele
6. Zeichen
   Datentyp char, Beispiel
7. Strings
   Datentyp String, Beispiele
8. Methoden
   Methoden und Parameter, Funktionen, Lokalität, Sichtbarkeit, Lebensdauer von Variablen, Überladen von Methoden, Beispiele
9. Rekursion
   Prinzip, Beispiele: GGT, Binäres Suchen, Türme von Hanoi
10. Klassen
    Klassen und Objekte, Beispiele, Klassen und Arrays
11. Objektorientierung
    Methoden, Konstruktoren, static, Beispiele für Klassen, Vererbung, Dynamische Bindung, Klasse Object, final, Abstrakte Klassen, Interfaces, Anonyme Klassen
12. Dynamische Datenstrukturen
    Objekte und Referenzen, Unsortierte Liste, Sortierte Liste, Bäume
13. Pakete
    Idee, Export und Import, Pakete und Verzeichnisse, Sichtbarkeitsattribute, Beispielpakete aus der Java-Bibliothek
14. Ausnahmebehandlung
    Prinzip, Try-Anweisung, Arten von Ausnahmen, Implementierung von Ausnahmen, Suche nach passender Catch-Klausel, Spezifikation von Ausnahmen im Methodenkopf
15. Enumerationen
    Motivation, Einfache Enumerationen, Enumerationstypen als Klassen
16. Dokumentationskommentare
17. Schrittweise Verfeinerung
    Prinzip, Beispiele: Wortzählung, Stichwortverzeichnis
18. Threads
    Grundlagen, Klasse Thread, Interface Runnable, Weitere Thread-Operationen, Synchronisation von Threads, Deadlocks
19. Programmierstil
    Namensgebung, Strukturierung, Lesbarkeit, Kommentierung, Effizienz

Termine

Literatur

• Hanspeter Mössenböck: Sprechen Sie Java? 5. Auflage, dpunkt-Verlag, 2014.
  Das Buch wurde für diese Vorlesung geschrieben und deckt ihren Inhalt vollständig ab. Wer den Stoff der Vorlesung nochmals nachlesen möchte, ist mit diesem Buch gut bedient. Es enthält auch zahlreiche Beispiele mit Musterlösungen.
• Reinhard Schiedermeier: Programmieren mit Java. Pearson, 2010.
  Reinhard Schiedermeier: Programmieren mit Java II. Pearson, 2013.
  Diese beiden Bücher sind ebenfalls eine sehr gute Einführung in alle Aspekte von Java. Sie sind etwas umfangreicher als das Buch von Mössenböck und decken auch einige Aspekte ab, die über eine Einführung hinausgehen und daher in der Vorlesung nicht behandelt werden.
• Ken Arnold, James Gosling: The Java Programming Language. Pearson, 2005.
  Dieses Buch ist das Standard-Buch über die Sprache Java. Es wurde von den Java-Designern selbst geschrieben. Allerdings geht es weit über den Umfang dieser Einführungsvorlesung hinaus. Es stellt z.B. Java gleich als objektorientierte Sprache vor und geht überhaupt nicht auf Konzepte der allgemeinen Programmierung ein.

Weiterführende Online-Quellen

• Java-Tutorial
• Java-Sprachspezifikation
• Java-Klassenbibliothek