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Lernpfad:Objektorientierte Programmierung mit Java/Arrays: Unterschied zwischen den Versionen

Lernpfad:Objektorientierte Programmierung mit Java/Arrays (Quelltext anzeigen)

Version vom 22. August 2023, 21:10 Uhr

6.042 Bytes hinzugefügt ,  21:10, 22. Aug. 2023
→‎Zugriffe und Zuweisungen
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{{Navigation}}
{{Kurzlink|arrays}}{{Navigation}}


'''Arrays''' (im Deutschen auch '''Felder''' genannt) erlauben es, Gruppen von Daten gleichen Typs in einer Variablen zu speichern. Bei der Initialisierung wird der Datentyp und die Anzahl der Werte festgelegt. Der Interpreter reserviert dann den nötigen Speicherplatz. Ein Integer-Array der Größe 3 belegt also 24 Byte (3 x 8 Byte).  
'''Arrays''' (im Deutschen auch [[wikipedia:Feld_(Datentyp)|Felder]] genannt) erlauben es, Gruppen von Daten gleichen Typs in einer Variablen zu speichern. Bei der Initialisierung wird der ''Datentyp'' und die ''Anzahl der Werte'' (Größe des Arrays) festgelegt. Der Interpreter reserviert dann den [https://www.javamex.com/tutorials/memory/array_memory_usage.shtml nötigen Speicherplatz]. Ein Integer-Array der Größe 3 belegt 96 Bit (3 x {{Pfad|Datentypen und Variablen|32 Bit}}) plus 16 Bit für Statusinformationen (zum Beispiel die Größe des Arrays).<ref>Der exakte Speicherbedarf kann bei verschiedenen Laufzeitumgebungen unterschiedlich sein.</ref>


== Arrays deklarieren ==
== Deklaration ==
Ein neues Array kann mit dem Schlüsselwort <code>new</code> erzeugt werden:
<syntaxhighlight lang="java">
<syntaxhighlight lang="java">
// Deklaration eines Integer-Arrays der Größe 8
// Deklaration eines Integer-Arrays der Größe 8
Zeile 10: Zeile 11:
// String-Array der Größe 11
// String-Array der Größe 11
String[] worte = new String[11];
String[] worte = new String[11];
</syntaxhighlight>
Sind die Elemente des Arrays fest und bekannt, dann kann eine ''Kurzform'' zur Deklaration genutzt werden:
<syntaxhighlight lang="java">
// Deklaration eines Integer-Arrays der Größe 4 mit den Werten 5,6,7 und 8
int[] zahlen = {5, 6, 7, 8};
// String-Array der Größe 5
String[] worte = {"a", "b", "c", "d", "e"};
</syntaxhighlight>
Soll das Array nicht in einer Variablen gespeichert werden, sondern zum Beispiel nur als Parameter in einem Methodenaufruf genutzt werden, dann kann diese Form genutzt werden:
<syntaxhighlight lang="java">
taschenrechner.addiere(new int[]{5, 6, 7, 8});
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>


Zeile 20: Zeile 36:


== Zugriffe und Zuweisungen ==
== Zugriffe und Zuweisungen ==
Der Zugriff auf die Elemente eines Arrays erfolgt über einen Index. Dabei bekommt das erste Element den Index 0, das Zweite den Index 1 und so weiter. In einem Array der Größe <code>n</code> hat das letzte Element also den Index <code>n-1</code>.
Der Zugriff auf die Elemente eines Arrays erfolgt über einen Index. Dabei bekommt das erste Element den Index 0, das Zweite den Index 1, und so weiter. In einem Array der Größe <code>n</code> hat das letzte Element also den Index <code>n-1</code>.


{{Schublade|Man könnte auch sagen, dass jedes Element in einem Array durch seinen Abstand zum ersten Element beschrieben ist.|Farbe={{Farbe:Info}}}}
{{Schublade|Man könnte auch sagen, dass jedes Element in einem Array durch seinen Abstand zum ersten Element beschrieben ist.|Farbe={{Farbe:Info}}}}


{| class="wikitable text-center"
{| class="wikitable text-center" style="margin:0 auto;"
|+ Adressierung in einem Array mit Namen "feld"
|+ Adressierung in einem Array mit Namen "feld"
|-
|-
Zeile 41: Zeile 57:
int[] zahlen = new int[8];
int[] zahlen = new int[8];


zahlen[0] = 133; // Zuweisung zum erstes Element mit dem Index 0
zahlen[0] = 133; // Zuweisung zum ersten Element mit dem Index 0
zahlen[1] = 501; // Zuweisung zum zweiten Element mit dem Index 1
zahlen[1] = 501; // Zuweisung zum zweiten Element mit dem Index 1


Zeile 49: Zeile 65:
Zugriffe mit Indizes außerhalb des gültigen Bereichs (also <code>i < 0</code> oder <code>i > length</code>) produzieren einen [https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/ArrayIndexOutOfBoundsException.html Fehler].
Zugriffe mit Indizes außerhalb des gültigen Bereichs (also <code>i < 0</code> oder <code>i > length</code>) produzieren einen [https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/ArrayIndexOutOfBoundsException.html Fehler].
{{Aufgabe:Start}}
{{Aufgabe:Start}}
Notiere zu jedem Quelltext unten eine Tabelle der Form
Notiere in der ersten Zeile jeder Tabelle die Werte, die nach Ausführung des gezeigten Quelltextes im Array gespeichert sind. Das Ergebnis jedes Schrittes dient als Ausgangssituation für den nächsten.<br /> '''Wichtig:''' Falls der Quelltext irgendwo einen Fehler enthält, dann wird der gesamte Code nicht ausgeführt (auch korrekte Zeilen nicht). ''Das Array ändert sich in dem Fall also nicht.''
{| class="wikitable"
!Inhalt
|width="30px"|
|width="30px"|
|width="30px"|
|width="30px"|
|width="30px"|
|width="30px"|
|-
!Index
| || || || || ||
|}
Trage jeweils den Zustand des Arrays nach der Ausführung ein. Falls der Quelltext einen Fehler enthält notiere diesen anstatt der Tabelle.


# <syntaxhighlight lang="java">
<syntaxhighlight lang="java">
int[] zahlen = new int[6];
int[] zahlen = new int[6];
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''0()''' || '''0()''' || '''0()''' ||  '''0()''' ||  '''0()''' ||  '''0()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
zahlen[4] = 4;
zahlen[4] = 4;
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''0()''' || '''0()''' || '''0()''' ||  '''0()''' ||  '''4()''' ||  '''0()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
zahlen[5] = 5;
zahlen[5] = 5;
zahlen[6] = 6;
zahlen[6] = 6;
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''0()''' || '''0()''' || '''0()''' ||  '''0()''' ||  '''4()''' ||  '''0()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
zahlen[2] = zahlen[4] + 6;
zahlen[2] = zahlen[4] + 6;
zahlen[1] = zahlen[2] - 1;
zahlen[1] = zahlen[2] - 1;
zahlen[0] = zahlen[1] - 1;
zahlen[0] = zahlen[1] - 1;
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''8()''' || '''9()''' || '''10()''' ||  '''0()''' ||  '''4()''' ||  '''0()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
if( zahlen[3] == 0 && zahlen[0] == 0 ) {
if( zahlen[3] == 0 && zahlen[0] == 0 ) {
     zahlen[5] = zahlen[2] / 2;
     zahlen[5] = zahlen[2] / 2;
Zeile 86: Zeile 125:
}
}
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''8()''' || '''9()''' || '''10()''' ||  '''0()''' ||  '''4()''' ||  '''8()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
zahlen[3] = zahlen.length;
zahlen[3] = zahlen.length;
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
# <syntaxhighlight lang="java">
<lückentext>
for( int i = 0; i < zahlen.length; i++ ) {
{| class="wikitable text-center code"
    zahlen[i] = zahlen[2] + i;
! Inhalt
}
| '''8()''' || '''9()''' || '''10()''' ||  '''6()''' ||  '''4()''' ||  '''8()'''
</syntaxhighlight>
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
{{Aufgabe:End}}
{{Aufgabe:End}}
{{Lösung:Start}}
{{Lösung:Start}}
Zeile 123: Zeile 175:
|}
|}
3. Das Array hat die Größe 6 und gültige Indizes für die Elemente sind <code>0,1,2,3,4,5</code>. Die Zuweisung <code>zahlen[6] = 6</code> erzeugt einen Fehler, da <code>6</code> kein gültiger Index ist.
3. Das Array hat die Größe 6 und gültige Indizes für die Elemente sind <code>0,1,2,3,4,5</code>. Die Zuweisung <code>zahlen[6] = 6</code> erzeugt einen Fehler, da <code>6</code> kein gültiger Index ist.
4.
4.
{| class="wikitable code text-center"
{| class="wikitable code text-center"
Zeile 153: Zeile 206:
!Inhalt
!Inhalt
| 8 || 9 || 10 || 6 || 4 || 8
| 8 || 9 || 10 || 6 || 4 || 8
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
{{Lösung:End}}
== Über ein Array iterieren ==
Da man oft die Größe eines Arrays im Vorfeld nicht kennt, muss man häufig mit einer Zählschleife ''über das Array iterieren'', um Aktionen auf oder mit den Elementen auszuführen. [[wikipedia:Iteration#Informatik|''Iterieren'']] bedeutet hier, auf die Elemente des Arrays vom ersten bis zum letzten Schritt für Schritt zuzugreifen (es zu "durchlaufen"). Dazu kann man jedes Schleifenkonstrukt benutzen, üblich ist aber eine Zählschleife, da sie direkt einen Zähler für den Index bereitstellt.
<syntaxhighlight lang="java">
// Zählschleife von 0 bis zahlen.length
// Die Zählvariable i durchläuft alle Indizes des Arrays
// Das Attribut "length" eines Arrays enthält seine Größe
for( int i = 0; i < zahlen.length; i += 1 ) {
System.out.println(zahlen[i]);
}
</syntaxhighlight>
{{Aufgabe:Start}}
Notiere in der ersten Zeile jeder Tabelle die Werte, die nach Ausführung des gezeigten Quelltextes im Array gespeichert sind. Das Ergebnis jedes Schrittes dient als Ausgangssituation für den nächsten.<br>Falls der Quelltext irgendwo einen Fehler enthält, dann wird der gesamte Code nicht ausgeführt (auch korrekte Zeilen nicht). Das Array ändert sich also nicht.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 8 || 9 || 10 || 6 || 4 || 8
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = 0; i < zahlen.length; i++ ) {
    zahlen[i] = 10 + zahlen[i];
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''18()''' || '''19()''' || '''20()''' ||  '''16()''' ||  '''14()''' ||  '''18()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = 0; i < zahlen.length; i++ ) {
    zahlen[i] = 10 + i;
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''10()''' || '''11()''' || '''12()''' ||  '''13()''' ||  '''14()''' ||  '''15()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = 0; i < zahlen.length; i++ ) {
    zahlen[i] = zahlen[2] + i;
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''12()''' || '''13()''' || '''14()''' ||  '''17()''' ||  '''18()''' ||  '''19()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = zahlen.length; i > 0; i-- ) {
    zahlen[i-1] = zahlen[i];
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''12()''' || '''13()''' || '''14()''' ||  '''17()''' ||  '''18()''' ||  '''19()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = 1; i < zahlen.length; i += 2 ) {
    zahlen[i] = zahlen[i-1];
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''12()''' || '''12()''' || '''14()''' ||  '''14()''' ||  '''18()''' ||  '''18()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
<syntaxhighlight lang="java">
for( int i = zahlen.length-1; i > 0; i -= 1 ) {
    zahlen[i] = zahlen[i]/2;
}
</syntaxhighlight>
<lückentext>
{| class="wikitable text-center code"
! Inhalt
| '''12()''' || '''6()''' || '''7()''' ||  '''7()''' ||  '''9()''' ||  '''9()'''
|-
! Index
| 0 || 1 || 2 || 3 || 4 || 5
|}
</lückentext>
{{Aufgabe:End}}
{{Lösung:Start}}
1.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 18 || 19 || 20 || 16 || 14 || 18
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
2.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 10 || 11 || 12 || 13 || 14 || 15
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
3.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 12 || 13 || 14 || 17 || 18 || 19
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
4.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 12 || 13 || 14 || 17 || 18 || 19
|-
!Index
|width="30px"|0
|width="30px"|1
|width="30px"|2
|width="30px"|3
|width="30px"|4
|width="30px"|5
|}
5.
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
| 12 || 12 || 14 || 14 || 18 || 18
|-
|-
!Index
!Index
Zeile 165: Zeile 397:
{| class="wikitable code text-center"
{| class="wikitable code text-center"
!Inhalt
!Inhalt
| 10 || 11 || 12 || 15 || 16 || 17
| 12 || 6 || 7 || 7 || 9 || 9
|-
|-
!Index
!Index
Zeile 177: Zeile 409:
{{Lösung:End}}
{{Lösung:End}}


== Über ein Array iterieren ==
== Übungen ==  
Da man oft die Größe eines Arrays im Vorfeld nicht kennt, muss man häufig mit einer Zählschleife ''über das Array iterieren'', um Aktionen auf oder mit den Elementen auszuführen. ''Iterieren'' bedeutet hier, das Array vom ersten bis zum letzten Element zu durchlaufen. Dazu kann man jedes Schleifenkonstrukt benutzen, üblich ist aber eine Zählschleife.
<syntaxhighlight lang="java">
// Zählschleife von 0 bis zahlen.length
// Die Zählvariable i durchläuft alle Indizes des Arrays
// Das Attribut "length" eines Arrays enthält seine Größe
for( int i = 0; i < zahlen.length; i += 1 ) {
System.out.println(zahlen[i]);
}
</syntaxhighlight>


{{Aufgabe:Start}}
{{Aufgabe:Start}}
# Erstelle eine Klasse <code>Zufall</code> mit einem Attribut <code>zufallszahlen</code>, das ein Integer-Array speichert. Das Array soll im Konstruktor initialisiert werden, wobei die Größe des Arrays dem Konstruktor als Parameter übergeben wird.  
# Erstelle eine Klasse <code>Zufall</code> mit einem Attribut <code>zufallszahlen</code>, das ein Integer-Array speichert. Das Array soll im Konstruktor initialisiert werden, wobei die Größe des Arrays dem Konstruktor als Parameter übergeben wird.  
# Implementiere eine Methode <code>public void zahlenGenerieren()</code>, die das Array mit Zufallszahlen zwischen 1 und 100 befüllt.  
# Implementiere eine Methode <code>public void zahlenGenerieren()</code>, die das Array mit [[Lernpfad:Würfelspiel_in_Java/Zufallszahlen_generieren|Zufallszahlen]] zwischen 1 und 100 befüllt.  
# Implementiere eine Methode <code>public void ausgeben()</code>, die über das Array iteriert und die Elemente auf der Konsole ausgibt.  
# Implementiere eine Methode <code>public void ausgeben()</code>, die über das Array iteriert und die Elemente auf der [[Lernpfad:Würfelspiel in Java/Ein- und Ausgabe auf der Kommandozeile|Kommandozeile]] ausgibt.  
# Implementiere eine Methode <code>public boolean suchen(int pZahl)</code>, die prüft, ob <code>pZahl</code> im Array enthalten ist.
# Implementiere eine Methode <code>public boolean suchen(int pZahl)</code>, die prüft, ob <code>pZahl</code> im Array enthalten ist.
{{Aufgabe:End}}
{{Aufgabe:End}}
Zeile 268: Zeile 491:
</syntaxhighlight>
</syntaxhighlight>
{{Lösung:End}}
{{Lösung:End}}
{{Inhalt/Übersicht}}
Abgerufen von „http://ngb.schule/wiki/Spezial:Mobiler_Unterschied/2982...9640“