Imperatief programmeren

We bekijken hoe je het geheugen verandert, en hoe je keuze en herhaling programmeert. Je beschrijft zelf nieuwe soorten objecten met daarbij behorende methoden, maar maakt ook kennis met de bij Java horende standaard-methoden. Aan de orde komen onder andere packages om interactieve user-interfaces (waaronder web-applets) te maken, om animaties te maken met een thread, en om files te manipuleren.

In het college worden enkele grotere programma's besproken als voorbeeld van toepassingen: taalherkenning door letterfrequentie-analyse, een grafische bitmap-editor, en een route-zoeker. Daarbij zien we dan meteen waarom het handig is om object-klassen hiërarchisch te ordenen, en hoe je rijen objecten in een array kunt zetten.

1. Programma's:
   • Imperatief programmeren t.o.v. andere paradigma's (programma bestaat uit opdrachten om variabelen in het geheugen te veranderen)
   • Compiler versus interpreter; edit-compile-run cyclus
   • Kort Hello-programma (als applet, m.b.v. paint); opbouw van een programma: `opsomming van klassen, elke klasse een bundeling van methoden, elke methode een bundeling van opdrachten'.
   • Syntax en semantiek van methode-aanroep
   • Gebruik van een ontwikkelomgeving (momenteel JCreator)
2. Variabelen:
   • Enkele methoden van klasse Graphics, als voorbeeld van het gebruik van een standaard-klasse
   • Gebruik van variabelen, om herhaling van numerieke constanten te vermijden
   • Toekenningsopdracht, declaratie, het type int
   • Layout- en naamgevingsconventies
   • Definitie van nieuwe methoden om te abstraheren van herhaalde blokken code
   • Definitie van parameters om methoden flexibeler te maken
3. Interactie:
   • Parametriseren van een applet
   • De klasse String, conversie van int naar String
   • Opbouw van user-iterface met Button en Scrollbar
   • Event-listeners
4. Iteratie:
   • Het while- en for-statement
   • Het type boolean, vergelijkingen, logische operatoren
   • Casus: renteberekening (met I/O via TextFields)
5. Keuze:
   • Het if-statement
   • Toepassingen van `if': onderscheiden van Buttons, controle van teksten, berekenen van minimum
   • Casus: tekenen en nulpuntsbepaling van parabool
6. Objecten en klassen:
   • Klasse als beschrijving van een object, declaratie van objectvariabelen
   • Casus: deeltje met plaats en snelheid als object
   • Eenvoudige animatie met Thread en sleep
7. Inheritance:
   • Subklasse: toevoegen van nieuwe variabelen en methoden
   • Verschil tussen `is a' en `has a'
   • Interface-componenten als voorbeeld van klasse-hierarchie
   • User interface ontwerp met Layout-managers
   • Casus: 4-functie calculator
8. Strings en arrays:
   • Het type char versus klasse String
   • Creatie en gebruik van strings
   • Casus: bepalen van letterfrequenties in een tekst (array als turf-tabel)
9. Stand-alone applicaties:
   • Menu's en dialogen
   • Exceptions afhandelen
   • File I/O
   • Casus: triviale teksteditor
   • Console (command-line style) I/O
   • Casus: grep
10. Eenvoudige algoritmen:
    • Zoek de kleinste in een array
    • Grote casus: herken de taal van een tekst op grond van een vergelijking van letterfrequenties (tevens een voorbeeld van een `lerend' programma)
11. Modellering:
    • Image, 2D-array
    • Grote casus: bitmap-editor, met aparte klassen voor het abstracte model (array van booleans), de manipilatie daarvan, en de representatie op het scherm (in feite dus een kennismaking met het MVC-model)
    • Casus: Game of Life als voorbeeld van animatie
12. Eenvoudige datastructuren:
    • De klassen Vector, Stack, StringTokenizer
    • Casus: de opbouw van een wegen-netwerk met klassen Weg, Stad (naam plus vector met uitgaande wegen), en Land (vector met steden)
    • Slot-casus: een route-zoekalgoritme in het wegen-netwerk
13. Uitloop, vragenuur
14. Optionele extra: C++ voor Java-kenners

• Java als eerste taal
  • Meteen objectgeoriënteerd (daarom geen Pascal)
  • Sterk getypeerd dus beginners-vriendelijk (daarom geen C++)
  • Platform-onafhankelijk (daarom geen Delfi-Pascal of MFC-C++)
  • Uitbreidbaar, ook qua klassen (daarom geen Visual Basic of Javascript)
  • Mainstream (daarom geen Smalltalk of IYFTL)
• Voorbereidend op vervolgvakken
  • Kiem wordt gelegd voor `nette' OO-aanpak, algoritmen en datastructuren, concurrency
  • Alle taalconstructies worden zelf geschreven en begrepen, geen gebruik van visuele wizards
  • Liever meer verschillende concepten en ideeën dan uitputtend alle standaard-methoden, -operatoren en taalconstructies
• Voorbeeld-gebaseerd
  • Elk nieuwe concept wordt geillustreerd met een typisch voorbeeld
  • Voorbeeldprogramma's zijn gekozen als illustratie, en zijn daarom niet te veel opgetuigd met leuke extra'tjes die de aandacht te veel opeisen
  • De vier grotere casussen (editor/grep, taalherkenning, bitmapeditor, route-zoeker) demonstreren verschillende toepassingsgebieden en probleem-aanpakken (je kunt er zelfs de studierichtingen Alg, TKI, MTI en IenM in herkennen!)
• Lichtgewicht OO
  • OO vanaf het begin; dit is niet iets wat je later kunt toevoegen
  • Niet te veel nadruk op OO-modellering (dus geen hoofdstuk 0 over het dierenrijk)
  • Leer hergebruiken: aanroep van methoden voor definitie ervan, maar definiëren en parametriseren van nieuwe methodes toch nog eerder dan while- en if-statement, arrays enz.
  • Klassen en methoden vroeg, maar inheritance pas wat later
• Grafisch georiënteerd
  • Directere feedback van wat er gebeurt
  • Event-drive I/O-model belangrijker dan Stream-I/O
  • Gebruik van Thread wel voor eenvoudige animatie, maar geen aandacht voor synchronisatie-perikelen