JAVA & Objektorientiertes Programmieren 2
Erweiterung der ersten Kartei
Erweiterung der ersten Kartei
Nenne drei Layouts
(siehe Bild)
Nenne Beispiele von Eigenschaften, welche im Layout-Manager definiert werden
- Die verschiedenen Layout-Manager werden häufig mit- und ineinander (hierarchisch) verknüpft.
- Können mit Bedingungen (Constraints) konfiguriert werden, welche Abstände und Ränder für und um Komponenten festlegen.
- Jedes Element hat eine minimale, optimale und maximale Grösse, abhängig von verwendeten Schriften und Auflösungen.
- Die Elemente organisieren sich innerhalb des Layouts selber und adaptieren ihre Grösse bei einem Resize (Grössenveränderung z.B. eines Dialoges/Fensters)
- Herausforderung: Benötigt einiges an Planung und Erfahrung!
- Kein schnelles «pinseln» von Dialogen!
Was ist rein sequenzielle Programmierung?
Sequenzielle Aneinanderreihung von einzelnen Anweisungen (Start und Ende in der main()-Methode)
Laufen in einer vorgesehen Abfolge dennoch immer genau gleich der Reihe nach ab.
Entspricht häufig dem klassischen EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe)
Was ist ereignisgesteuerte Programmierung?
Sehr typische Technik für GUI-Programmierung
- Die meiste Zeit wartet das Programm
- Erst wenn ein Ereignis (Event) eintritt, geschieht etwas (Tastenklick, Maus, Touch, etc)
- Ereignis löst dann eine (vor-)bestimmte Aktion aus
Die GUI-Programmierung funktioniert in Java massgeblich mit dem Observer-Pattern per Event/Listener-Modell. Dadurch erreich man eine möglichst lose Kopplung zwischen was?
Dem Auslöser einer Aktion und der Aktion selbst
Was ist der ActionListener?
Ein populärer (GUI-)Event in Java, der für unmittelbare Aktionen wie z.B. das Drücken eines Buttons genutzt wird:
- Event-Quelle: z.B. Button-Objekt
- Event Click: ActionEvent-Objekt wird gefeuert
- Event-Verarbeitung: Beliebiges Objekt, welches das ActionListener-Interface implementiert hat, und in der Methode actionPerformed(...) auf Ereignis reagieren kann
Bei der GUI-Programmierung kommen viele Dinge zusammen:
Man steuert, welche Daten, auf welche Art wo und wann dargestellt werden.
Gemäss SRP versucht man mind. diese 3 Teile möglichst voneinander zu trennen.
Wie?
Mit MVC (Model-View-Control)
- Model: eigentliche Datenobjekte, z.B. Person
- View: GUI-Komp. welche Daten anzeigt
- Control: Steuerung, welche das Ganze koordiniert
Was ist die Grundidee von MVC?
- Model: ist völlig unabhängig und wird nur verwendet
- View: verschiedene Varianten für dasselbe Model möglich
- Control: Verbindet Modell und View, steuert und koordiniert
Was ist MVP?
Model, View, Presenter (GUI-Konzept)
- Model: völlig unabhängig und wird nur verwendet
- View: verschiedene Varianten für dasselbe Model möglich
- Presenter: Vermittelt zwischen Modell und View
Welche drei GUI-Frameworks kennt Java?
- AWT (Seit Java 1.0)
- Swing (Seit Java 1.2), Weiterentwicklung eingestellt, aber grösste Verbreitung
- JavaFX (Seit 1.8), Entwicklung seit 2008, modernstes Framework
Was macht AWT und was ist ihr Hauptproblem?
Abstract Window Toolkit, wrapped die nativen GUI-Komponenten des jeweiligen BS!
- dadurch schlank, einfach und effizient
- Look&Feel entspricht voll der Zielplattform
Hauptproblem: Weil Java-Programme auf allen Plattformen laufen müssen, wird nur die kleinste gemeinsame Menge der auf allen Plattformen verfügbaren GUI-Komponenten unterstützt!
- Eingeschränkte Möglichkeiten
- auf einzeln. Plattformen fehlen evtl. für typische essentielle Komponenten
Was ist anders in Swing als in AWT?
Java implementiert für Swing ein eigenes Set von umfangreichen leichtgewichtigen GUI-Komponenten. Quasi eine eigene Oberfläche mit eigenem Look&Feel
- Java-Applikationen sahen nun auf allen Plattformen identisch aus
Was ist in JavaFX anders als in Swing?
Implementiert wie Swing eigenständige Komponenten, wurden aber stark erweitert und die API ist mehr "Nutzergetrieben"
- Vereinfachtes, stark modernisiertes Programmiermodell (Stage und Scenes)
- Möglichkeit GUIs per FXML zu definieren
- Möglichkeit Darstellung mittels Stylesheets (CSS) anzupassen (ohne Codeänderung oder Neukompilierung)
Weshalb ist JavaFX im Vergleich zu Swing ein echtes Framework?
Weil es den Aufbau eines GUIs deutlich mehr abstrahiert, vereinfacht und automatisiert!
In JavaFX wurde das Konzept durch Stage, Scene, Node und Scene Graph, stark vereinfacht. Inwiefern?
- Stage ist eine Analogie zum Frame (Window)
- Scene ist eine Analogie zum (Root-)Panel (Content)
- Node ist eine Basisklasse für alle GUI-Elemente / Komponenten
- Scene Graph ist eine logische hierarchische Datenstruktur welche alle Nodes enthält
Was erlaubt FXML?
Es erlaubt (mit JavaFX) das Design der Visualisierung (GUI) vollständig von der eigentlichen Programmierung zu trennen
Was ist FXML?
FXML ist eine auf XML basierende Definition für User-Interfaces
Wie geschieht die Verbindung zwischen FXML und dem Code?
Über die fx:id, einfach String-Bezeichner die als Identifikation (ID) dienen.
- Fluch und Segen: Tippfehler können sich stark auswirken!
Programmierung wird vereinfacht, indem sogenannte _____________ verwendet wird, um die vom JavaFX-Framework aus der FXML-Beschreibung erzeugten GUI-Elemente in die Controller-Objekte zu setzen
Dependency Injection
Weshalb sollte man eher auf Frameworks setzen für das Erstellen von GUIs?
Ein GUI von A bis Z zu Programmieren ist sehr aufwändig, Hauptnachteil: NUR ProgrammiererInnen können das GUI verändern, DesignerInnen sind in der Regel überfordert
Welche Implementationen der List<E> gibt es?
ArrayList, LinkedList, Stack*, Vector* etc
*Hinweis: Sehr alte Klassen, bessere Alternativen vorhanden
Zeige eine Implementation einer ArrayList<Temperatur>
(siehe Bild)
Hinweis: Für add() reicht der Typ Collection, erst für set() und get() benötigt man den Typ List (zweifacher cast hier exemplarisch. Nicht elegant!)
Wie ist das Interface Queue aufgebaut?
Spezialisiert die Semantik der Collection zu einer Schlange: Meistens nach FIFO-Semantik (first in, first out), kann aber auch priorisiert sein
Typische Methoden:
- offer() - Hängt ein Element am Ende an
- poll() - Entnimmt ein Element am Anfang
(siehe Bild)
Was sind Eigenschaften einer Queue<E>?
Definiert eine Queue von Elementen vom Typ E
- Queue kann eine statische, beschränkte Grösse haben
- Elemente werden am Schwanz (tail) angehängt
- Elemente werden am Kopf (head) entnommen
Was ist der typische Verwendungszweck von einer Queue<E>?
Zwischenspeichern von Objekten vor der Verarbeitung
Beispiele: Warteschlange, Buffer, Unix-Pipe, Druckerqueue
Semantik meist nach FIFO-Prinzip
Welche Arten von Implementationen gibt es für die Queue<E>?
ArrayDeque, DelayQueue, LinkedBlockingQueue, PriorityQueue etc.
Zeige ein Beispiel einer ArrayBlockingQueue<Temperatur>
(siehe Bild)
Beispiel der ArrayBlockingQueue-Implementation:
offer() blockiert (wartet) wenn voll, poll() wenn leer
Wie ist die Deque<E> aufgebaut?
Spezialisiert die Semantik der Collection zu einer Queue welche in beide Richtungen verwendet werden kann
Das ermöglicht u.a. auch einen Stack: FILO-Semantik (first in, last out), was einen klassischen "Stapelspeicher" repräsentiert.
push() - Element auf Stack legen
pop() - Element von Stack abheben
(siehe Bild)
Was sind Eigenschaften einer Deque<E>?
Definiert eine Deque (double ended queue) von Elementen vom Typ E
- Eine Queue welche in beide Richtungen arbeiten kann
Semantik somit wahlweise nach FIFO- oder FILO-Prinzip (abhängig von konkreter Verwendung)
Was ist der typische Verwendungszweick einer Deque<E>?
Zwischenspeichern von Objekten vor/für die Verarbeitung, aber mit flexibler Semantik
Welche Arten von Implementationen gibt es für Deque<E>?
ArrayDeque, ConcurrenLinkedDeque, LinkedBlockingDeque, LinkedList etc
Wie sieht die Implementation einer ArrayDeque<Temperatur>?
(siehe Bild)
Nutzung der ArrayDeque als Stack: FILO-Semantik, führt zu einer Umkehr der Reihenfolge
Wie ist das Interface Map aufgebaut?
Spezielle Datenstruktur für Schlüssel-Wert-Paare (key-value-pairs):
Erlaubt die Ablage eines Elementes (value) unter einem eindeutigen Schlüssel (key)
Beispiele: Personalnummer und Person, Symbol und Element
(siehe Bild)
Was sind Eigenschaften einer Map<K,V>
Definiert eine Map mit Schlüssel vom Typ K (key) und für Werte vom Typ V (value)
Ein Schlüssel muss inerhalb einer Map eindeutig sein (Schlüssel werden intern als Set<K> abgelegt
Sowohl Wert als auch Schlüssel dürfen auch null sein (nur einmal pro Map). Ein Wert-Objekt kann mehrfach in einer Map abgespeicher werden (unter verschiedenen Schlüsseln)
Kann man Schlüssel-Objekte in einer Map<K,V> nach dem Einfügen verändern?
Ja, sollte man aber nicht!
Tipp: Für die Bearbeitung entnehmen und danach neu einfügen
Welche Arten von Implementationen gibt es für eine Map<K,V>?
EnumMap, HashMap, HashTable, Properties, TreeMap etc
Zeige eine Implementation einer HashMap<String, Temperatur>
(siehe Bild)
Die Schlüssen dürfen (als Set) keine Duplikate enthalten. Darum wird mit dem zweiten put() mit dem Key "second" der bereits enthaltene Value (das Temperatur-Objekt) ersetzt
Was bedeutet es wenn eine Implementation einer Collection nicht synchronisiert ist?
Sie ist nicht für parallele Zugriffe vorgesehen (-> dafür schneller)
Kann ein wichtiges Kriterium für die Auswahl einer bestimmten Implementation sein
Sehr häufig werden wir bei Elementmengen alle Elemente "durchgehen" (iterieren) wollen, z.B. um sie einzeln zu Bearbeiten, Filtern oder Suchen, etc.
Was ist hierbei jedoch das Problem?
Was gibt es für Lösungen?
Nicht alle Datenstrukturen erlauben einen direkten Zugriff per Index (z.B. verkettete Liste oder Baumstrukturen) Trotzdem möchten wir oft alle Elemente traversieren können!
Die Lösung: Iteratoren
Was machen Iteratoren?
Sie erlauben das Traversieren einer Collection ohne Bezug auf die konkrete Art der Datenstruktur zu nehmen!
Jedes in der Collection enthaltene Element wird während einer Iteration genau einmal zurückgegeben
Dank Polymorphie kommt jeweils der adäquat angepasste Algorithmus (-> Iterator) für jede Datenstruktur zum Einsatz
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Cartes-fiches
Wie geschieht die Verbindung zwischen FXML und dem Code?
Über die fx:id, einfach String-Bezeichner die als Identifikation (ID) dienen.
- Fluch und Segen: Tippfehler können sich stark auswirken!
Programmierung wird vereinfacht, indem sogenannte _____________ verwendet wird, um die vom JavaFX-Framework aus der FXML-Beschreibung erzeugten GUI-Elemente in die Controller-Objekte zu setzen
Dependency Injection
Weshalb sollte man eher auf Frameworks setzen für das Erstellen von GUIs?
Ein GUI von A bis Z zu Programmieren ist sehr aufwändig, Hauptnachteil: NUR ProgrammiererInnen können das GUI verändern, DesignerInnen sind in der Regel überfordert
