2. Unterprogramme und Methoden

2. Unterprogramme und Methoden
Methoden
2. Unterprogramme und Methoden
• Durch Methoden wird ausführbarer Code unter einem Namen zusammengefasst.
• Dieser Code kann unter Verwendung von sogenannten Parametern formuliert sein,
denen später beim Aufruf der Methode Werte übergeben werden.
• Methoden sind ein Bestandteil von Klassen.
• Wir befassen uns hier mit einem Spezialfall (Klassenmethoden)!
Später noch: Methoden in Verbindung mit Objekten
Beispiel: mehrfache Auswertung der Funktion
f (x, n) = x2n + n2 − nx
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Deklaration von (Klassen-)Methoden
Syntax:
public static Rückgabetyp Methodenname ( Parameterliste ) {
Anweisungen
}
• Rückgabetyp
Datentyp des Ergebnisses, das die Methode zurückliefern soll.
Soll die Methode keinen Wert zurückliefern, verwenden wir hier void.
• Methodenname
Bezeichner als Name für die Methode.
• Parameterliste
Eine Kommaliste von Variablendeklarationen.
Die darin aufgeführten Variablen heißen formale Parameter.
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Parameterübergabe und -rückgabe
• Der Methodenkopf für die Berechnung von f (x, n) = x2n + n2 − nx könnte
lauten:
public static double f(double x, int n)
• Für die Ergebnisrückgabe an die aufrufende Umgebung steht die returnAnweisung zur Verfügung.
• Durch
return ergebnis;
wird die Ausführung der Methode beendet und der Wert des Ausdrucks ergebnis
als Resultat zurückgegeben.
• Hat eine Methode den Rückgabetyp void, so reicht
return;
Ein solches return als letze Anweisung kann auch entfallen.
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• Eine Methode darf mehrere return-Anweisungen enthalten.
Für Methoden, die nicht den Rückgabetyp void haben, muß aber sichergestellt
sein, daß vor Beendigung der Methode eine return-Anweisung ausgeführt wird.
• Beispielmethode komplett:
public static double f(double x, int n) {
double produkt = 1.0;
for (int i=0; i<2*n ; i++)
produkt = produkt * x;
return produkt + n*n - n*x;
}
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Aufruf von Methoden
Syntax:
Methodenname( Parameterliste )
• Ein Methodenaufruf ist ein elementarer Ausdruck.
• Parameterliste ist eine Kommaliste von Ausdrücken (aktuelle Parameter).
Die Werte der Ausdrücke werden über die formalen Parameter aus der Methodendeklaration an die Methode übergeben.
• Nach dem Aufruf wird jeweils der entsprechende Rückgabewert für den ursprünglichen Methodenaufruf eingesetzt und mit diesem Wert weitergearbeitet.
double y = f(x,n);
double z = f(y,3) + 3*x;
• In Java erfolgt die Parameterübergabe stets als Wertparameter (call by value). Es
wird stets eine Kopie des Wertes einer Variablen an die Methode übergeben, der
Wert der Variablen bleibt unverändert.
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Wertparameter
Wertparameter ermöglichen die Übergabe von Variablenwerten, aber nicht deren
Änderung.
Was wird ausgegeben?
public static void methode(int a) { a++; }
public static void main(String[] args) {
int a = 1;
methode(a);
System.out.println(a);
}
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Referenzparameter
• Referenzparameter ermöglichen nicht nur die Übergabe von Variablenwerten, sondern auch deren Änderung.
• Referenzparameter gibt es z.B. in den folgenden Programmiersprachen: Pascal,
Modula-2, C++
• Durch die Benutzung von Zeigern (Referenzen) kann ein den Referenzparametern
ähnliches Verhalten simulieren.
• Aber Vorsicht: Auch die Referenzen sind nur Wertparameter in Java!
• Konsequenz: Nur die referenzierten Inhalte können geändert werden, nicht die Referenz selber!
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Referenzparameter (2)
Was wird ausgegeben?
public static void methode(int[] a) { a[0]++; }
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 1 };
methode(a);
System.out.println(a[0]);
}
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Referenzparameter (3)
Was wird ausgegeben?
public static void methode(int[] a) {
a = new int[] { 2 };
}
public static void main(String[] args) {
int[] a = { 1 };
methode(a);
System.out.println(a[0]);
}
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Methoden
Überladen von Methoden
In Java darf es auch innerhalb einer Klasse mehrere Methoden mit dem gleichen
Namen geben, d.h. Methoden können überladen werden:
public static int max(int x, int y) {
return (x>y) ? x : y;
}
public static double max(double x, double y) {
return (x>y) ? x : y;
}
Java unterscheidet Methoden gleichen Namens
• anhand der Zahl der Parameter,
• anhand des Typs Typs der Parameter und
• anhand der Position der Parameter.
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Sichtbarkeit und Verdecken von Variablen
• Manchmal möchte man eine Variable deklarieren, die in mehr als einer Methode
(einer Klasse) bekannt ist.
• Wir erreichen dies, indem wir die Variable ausserhalb aller Methoden, aber innerhalb einer Klasse definieren und static davor schreiben.
public class MeineKlasse {
static String s = "Klassenvariable";
public static void meineMethode1() {
System.out.println(s);
}
public static void meineMethode2() {
System.out.println(s);
}
}
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Methoden
• Solch eine Variable heißt Klassenvariable.
• Java erlaubt es aber auch, daß Klassenvariablen und lokale Variablen bzw. Klassenvariablen und formale Parameter den gleichen Namen tragen.
• Wenn dies so ist, welche Variable wird dann genommen?
• Grundregel für die Sichtbarkeit bzw. das Verdecken:
Innerhalb von Methoden verdecken lokale Variablen und formale Parameter
die Klassenvariablen gleichen Namens.
• Klassenvariablen können trotzdem angesprochen werden. Hierzu stellt man den
Klassennamen vor den Variablennamen:
Klassenname.Variablenname
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public class VerdeckenTest {
static int a=1, b=2, c=3;
static int m(int a) {
int b=20;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);
return 100;
}
public static void main(String[] args) {
int a=1000;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("m(c) = " + m(c));
}
}
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Methoden
Ausgabe:
a = 1000
b = 2
a = 3
b = 20
c = 3
m(c) = 100
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Rekursive Methoden
Rekursion ist in Java erlaubt, d.h. Methoden dürfen sich selbst aufrufen!
Beispiel: Methode zur Berechnung der Fibonacci-Zahlen Fi :
F0 = 0, F1 = 1, Fn = Fn−1 + Fn−2 für n ≥ 2
static int fibonacci(int n) {
if ( n == 0 )
return 0;
if ( n == 1 )
return 1;
return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2);
}
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Die Methode main
• Die Hauptmethode main ist nach dem gleichen Schema wie jede andere Methode
aufgebaut.
public static void main(String[] args)
• Der Inhalt von args ergibt sich durch die Argumente, die beim Aufruf des Programms angegeben werden.
• Beim Aufruf von
> java MeineKlasse Argument1 ... ArgumentN
gilt für args in main von MeineKlasse:
– args.length hat den Wert N
– args[0] hat den Wert Argument1 als String
– args[args.length-1] hat den Wert ArgumentN als String
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