K-EL/Variablen und Datentypen

Wiki-Quelltext dieser Seite.

<language>Java</language>
= Einführung =
Wir wollen mit diesen ersten Übungen in die Welt der Programmierung eintauchen. 

= Zahlen und einfach Ausdrücke =

== Zahlen ==
Wir beginnen ganz gemächlich. Zunächst wollen wir anfangen mit dem Computer zu sprechen. Gib hierzu einfach Zahlen im folgenden Feld ein und klicke auf ausführen.

<run id="4f88826a6db44">51</run>

== Mathematische Operationen ==
Natürlich können wir nicht nur Zahlen eingeben, sondern richtig rechnen. Probiere einige Rechenoperationen im folgenden Feld aus.
<run id="4f88826a6dbd4">2*(17+4-3)</run>


'''Übung'''
Neben den einfachen Rechenoperationen <b>+ | - | * | /</b> können wir auch mit komplexeren Konstrukten rechnen. 

<run id="4f88826a6dc5a">Math.pow(5,2)</run>
Neben dieser gibt es noch viele weitere mathematische Funktionen. Unter [http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/api/java/lang/Math.html Bibliothek] findest du alle Mathematik-Funktionen und -Operationen, mit denen wir rechnen können.


'''Übung 1'''
Quadriere die Zahl 4 (5,7,9) mit Hilfe von Math
<run id="4f88826a6dce5" rows=2></run>


'''Übung 2'''
Berechne nun auch folgende Ausdrücke:
3<sup>4</sup> und 16<sup>0.5</sup>
<run id="4f88826a6dd78"></run>

== Variablen ==
== Die Zuweisung ==
Wir haben gesehen, dass es meist sinnvoll ist, nicht direkt mit den Werten zu arbeiten, sondern mit Variablen. Wir wollen uns anschauen, wie Variablen in der Programmiersprache festgelegt werden.

Dazu benötigen wir die Datentypen, denn, wir erinnern uns, jeder Variable muss gesagt werden, von welchem Typ sie ist, beziehungsweise, welche Werte sie aufnehmen kann.

Das folgende Beispiel erzeugt eine Variable x vom Typ Integer, also eine natürliche Zahl. 
<code id="4f88894e304c7">int x;</code>
Nachdem die Variable erzeugt wurde (wir sagen <b>deklariert</b>), wird ihr ein Wert zugewiesen, hier 5.
<code id="4f88894e3095e">x = 5;</code>
Nachdem wir nun die Variable definiert und mit einem Wert belegt haben, können wir mit ihr rechnen.
<run id="4f88826a6de02" id="">
x + x + x + x;
</run>


'''Übungen zu obigem Beispiel'''
* Weise der Variable einen anderen Wert zu und lass den letzten Ausdruck neu berechnen
* Was passiert, wenn du eines der Semikola weglässt/löschst? 
* Berechne folgenden mathematischen Ausdruck x<sup>2</sup>+3x-10 für verschiedene Werte x (-3,4,5,100,123456).


== Strings ==
Neben Zahlen als Inhalt für Variablen haben wir Strings kennengelernt. Im folgenden Beispiel wird die Variable text vom Typ String erzeugt und ihr der Wert "Hallo Welt!" zugewiesen:

<code id="4f894936ee277">String text = "Hallo Welt!"</code>

Mehrer Strings können miteinander verkettet werden, ähnlich wie Sätze, die aneinandergereiht einen Text ergeben.

<run id="4f894936ee3ac">
String satz1 = "Es war einmal vor langer, langer Zeit in einem Land weit entfernt.";
String satz2 = "Dort wohnte Marie, eine junge Bäuerin.";

satz1 + satz2
</run>

Der Zusammengesetzte Text kanna wiederum einer neuen Variable zugewiesen werden:

<code id="4f894936ee2f0">String langerText = satz1 + satz2;</code>

Mit der folgenden Anweisung können wir den Inhalt der Variable langerText ausgeben lassen.

<run id="4f894936ee438">System.out.println( langerText )</run>

== Ausgabe von Texten ==

Mithilfe des eben kennengelernten System.out.println() können wir Texte und Werte von Variablen ausgeben:

<run id="4f894936ee4bd">
int a = 2;
int b = 3;
int A = a * b;

System.out.println("Der Flächeninhalt eines Rechtecks mit den Seitenlängen " + a + "cm und " + b + "cm beträgt " + A "cm<sup>2</sup>")
</run>


== Prüfung ==

'''Übung'''
Setze die folgende Aufgabe in Java um:

Erstelle eine ganzzahlige Variable "a" und sage, dass diese den Wert 5 hat.

Quadriere die Variable "a" und 
multipliziere das Ergebnis 
mit dem gerundeten Ergebnis von 10/2.5

Das Ergebnis soll in der Variable "b" stehen.


<run id="4f88826a6e012" id="">
//baue die Rechenaufgabe hier rein
</run>
<check>return(b == 100 && a == 5);</check>


==Komplexe Übung==

'''Hinweis:''' Diese Übung ist Bestandteil der Kursinternen Bewertung. Für diese Aufgabe kannst du 4 Punkte sammeln. Löse die Aufgabe. Kopiere anschließend den Quelltext und füge diesen an der entsprechenden Stelle im Moodle-Kurs ein.

'''Aufgabenstellung''' 

Und noch mehr Mathe ... Es soll nun die Nullstellenformel für quadratische Funktionen umgesetzt werden. 
Solltest du dich nicht mehr an die (Mitternachts-)formel zur Berechnung der Nullstelle erinnern, hilft dir vielleicht der unten stehende Kasten.

Da jetzt neben ganzen Zahlen auch gebrochene Zahlen als Werte vorkommen können, werden alle Variablen als Datentyp <i>double</i> deklariert

Gehe für die Lösung des Problems schrittweise vor:


* Berechne zunächst den Ausdruck unter der Wurzel und speichere ihn in der Variable <b>unter_wurzel</b>. Achte darauf, dass diese Variable erst als Variable vom Typ <i>double</i> deklariert werden muss
* Berechne danach die Wurzel und speichere den Wert in der Variable <b>wurzel</b>. Auch diese muss erst als <i>double</i> deklariert werden
* Berechne nun noch den ersten Bruch und speichere diesen Wert in der Variable <b>anfang</b>
* Berechne nun mit der Hilfe der Variablen <b>anfang</b> und <b>wurzel</b> die beiden Nullstellen und speichere deren Werte in den Variablen <b>x_1</b> und <b>x_2</b>



<run id="4f894936ee547">
double x_1; double x_2;
double p = 3;
double q = -10;

// hier kommen deine Deklarationen und Berechnungen für das Innere der Wurzel, die Wurzel, den Anfang ... hinein.

x_1 = ; // Hier kommt jetzt dein Quelltext für die erste NST rein
x_2 = ; // Hier kommt jetzt dein Quelltext für die zweite NST rein

System.out.println("Die Nullstellen lauten: x1 = " + x_1 + " sowie x2 = " + x_2);

</run>
<popup name="Hinweis quadratische Funktion">
   x<sub>1|2</sub> = -p/2 &plusmn; (p<sup>2</sup>/4 - q)<sup>0.5</sup>
 </popup>