Ihr erstes Java-Lab

Einführung

Willkommen in Ihrem ersten Java-Labor (Lab)! Wenn Sie neu in der Programmierung sind oder noch nie etwas von Java gehört haben, keine Sorge – wir helfen Ihnen Schritt für Schritt. In diesem Labor lernen Sie, was Java ist, warum es wichtig ist und wie Sie Ihr erstes Java-Programm schreiben. Am Ende dieses Labs werden Sie Java grundlegend verstehen und in der Lage sein, ein einfaches interaktives Programm zu erstellen. Lassen Sie uns diese spannende Reise in die Welt der Programmierung beginnen!

Einführung in Java und WebIDE

Willkommen in der aufregenden Welt der Java-Programmierung! Bevor wir mit dem Schreiben von Code beginnen, lernen wir zunächst, was Java ist und warum es so beliebt ist.

Java ist eine Programmiersprache, was bedeutet, dass es eine Möglichkeit ist, einem Computer Anweisungen zu geben. Stellen Sie sich vor, es sei eine spezielle Sprache, die Computer verstehen können. Java ist besonders, weil es vielseitig ist – es wird verwendet, um alle möglichen Dinge zu erstellen:

• Mobile Apps, die Sie möglicherweise auf Ihrem Smartphone nutzen
• Websites, die Sie täglich besuchen
• Programme, die auf Ihrem Computer laufen
• Selbst Software für Dinge wie Smart-TVs oder Auto-Entertainment-Systeme!

Eines der coolsten Dinge an Java ist, dass es dem Prinzip "Write once, run anywhere" folgt. Das bedeutet, dass ein Java-Programm, das Sie auf Ihrem Computer schreiben, auf fast jedem Gerät, das Java unterstützt, ohne Änderungen ausgeführt werden kann. Es ist wie das Schreiben eines Briefes, den jeder lesen kann, unabhängig davon, welche Sprache er spricht!

Sie fragen sich vielleicht: "Warum sollte ich Java lernen?" Gute Frage! Hier sind einige Gründe:

1. Es wird in der professionellen Welt weit verbreitet eingesetzt. Große Unternehmen wie Amazon, Google und Netflix verwenden Java.
2. Es ist eine ausgezeichnete Sprache für Anfänger, da sie relativ einfach zu lesen und zu verstehen ist.
3. Wenn Sie einmal Java gelernt haben, ist es einfacher, andere Programmiersprachen zu lernen.
4. Java-Programmierer sind sehr gefragt, was bedeutet, dass es gute Arbeitsmöglichkeiten gibt!

Jetzt sprechen wir darüber, wo wir unseren Java-Code schreiben werden. Wir werden etwas namens WebIDE verwenden. IDE steht für Integrated Development Environment, was auf schickem Weg bedeutet: "ein Ort, an dem wir unseren Code schreiben und ausführen".

So sieht WebIDE aus:

Hinweis: Klicken Sie auf das Bild, um eine größere Version zu sehen.

Lassen Sie uns es aufteilen:

1. Auf der linken Seite sehen Sie eine Liste von Dateien. Dies wird der File Explorer genannt. Es ist wie ein Ordner auf Ihrem Computer, in dem Sie alle Ihre Dokumente aufbewahren.
2. Der große Bereich in der Mitte ist der Ort, an dem wir unseren Code schreiben werden. Dies wird der Code Editor genannt. Es ist wie ein super intelligentes Notizbuch, das Java versteht.
3. Unten sehen Sie eine schwarze Box. Dies wird das Terminal genannt. Wir werden es verwenden, um spezielle Befehle auszuführen, die unsere Java-Programme kompilieren und ausführen. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie diese Begriffe noch nicht verstehen – wir werden sie Schritt für Schritt erklären!

Fühlen Sie sich nicht überfordert, wenn dies kompliziert aussieht. Wir werden jeden Teil Schritt für Schritt durchgehen, und bald werden Sie WebIDE wie ein Profi bedienen!

Nachdem Sie nun wissen, was Java ist und wo wir arbeiten werden, sind Sie bereit, Ihr erstes Java-Programm zu schreiben? Los geht's!

Einrichten Ihrer Java-Umgebung

Bevor wir mit dem Programmieren beginnen, müssen wir sicherstellen, dass Java korrekt auf unserem Computer eingerichtet ist. Dies ist wie das Überprüfen, ob wir alle richtigen Werkzeuge haben, bevor wir mit einem Projekt beginnen.

1. Zuerst öffnen wir das Terminal. Schauen Sie unten in Ihrer WebIDE, und Sie sollten eine Registerkarte sehen, die "TERMINAL" heißt. Klicken Sie darauf, um das Terminal zu öffnen. Sie sollten eine Eingabeaufforderung sehen, die mit einem $-Zeichen endet. Hier geben wir unsere Befehle ein.

2. Jetzt überprüfen wir, ob Java installiert ist und welche Version wir haben. Geben Sie den folgenden Befehl genau so ein, wie Sie ihn hier sehen, und drücken Sie Enter:

   java -version

   Dieser Befehl fragt den Computer: "Hey, hast du Java installiert, und wenn ja, welche Version?"

Hinweis: Klicken Sie auf das Bild, um eine größere Version zu sehen.

3. Nachdem Sie Enter gedrückt haben, sollten Sie etwas wie Folgendes sehen:

   openjdk version "11.0.23" 2024-04-16
   OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.23+9-post-Ubuntu-1ubuntu122.04.1)
   OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.23+9-post-Ubuntu-1ubuntu122.04.1, mixed mode, sharing)

   Machen Sie sich keine Sorgen, wenn die Zahlen etwas unterschiedlich sind. Wichtig ist, dass Sie "openjdk version" gefolgt von einigen Zahlen sehen. Das bedeutet, dass Java installiert ist!

4. Als Nächstes müssen wir überprüfen, ob wir den Java-Compiler installiert haben. Der Compiler wandelt unseren menschenlesbaren Java-Code in etwas um, das der Computer verstehen kann. Geben Sie diesen Befehl ein und drücken Sie Enter:

   javac -version

   Sie sollten etwas wie Folgendes sehen:

   javac 11.0.23

   Wieder können die genauen Zahlen unterschiedlich sein, aber solange Sie "javac" gefolgt von einigen Zahlen sehen, sind Sie bereit!

Wenn Sie beide Befehle erfolgreich ausgeführt haben und ähnliche Ausgaben gesehen haben, herzlichen Glückwunsch! Ihre Java-Umgebung ist eingerichtet und bereit. Wenn Sie auf Fehler gestoßen sind oder die erwartete Ausgabe nicht gesehen haben, keine Sorge. Fragen Sie um Hilfe, und wir stellen sicher, dass alles korrekt eingerichtet ist, bevor wir fortfahren.

Nachdem wir bestätigt haben, dass Java bereit ist, schreiben wir unser erstes Programm!

Erstellen Ihres ersten Java-Programms

Spannende Zeiten liegen vor uns! Wir werden jetzt Ihr erstes Java-Programm erstellen. Dieses Programm wird einfach sein, aber es ist ein wichtiger erster Schritt auf Ihrer Programmierreise.

1. Zuerst müssen wir sicherstellen, dass wir am richtigen Ort sind. Geben Sie im Terminal den folgenden Befehl ein und drücken Sie Enter:

   cd ~/project

   Dieser Befehl wechselt unser aktuelles Verzeichnis (Ordner) in den project-Ordner in unserem Home-Verzeichnis. Stellen Sie sich vor, Sie öffnen den richtigen Ordner auf Ihrem Computer.

2. Jetzt erstellen wir eine neue Datei für unser Java-Programm. Wir nennen sie HelloJava.java. Sie können diese Datei auf zwei Arten erstellen:

   a. Mit der WebIDE: Schauen Sie sich den File Explorer auf der linken Seite an. Klicken Sie mit der rechten Maustaste in den leeren Bereich, wählen Sie "New File" und geben Sie HelloJava.java ein.

   b. Mit dem Terminal: Geben Sie den folgenden Befehl ein und drücken Sie Enter:

   touch HelloJava.java

   Der touch-Befehl erstellt eine neue, leere Datei.

3. Nachdem wir die Datei erstellt haben, öffnen wir sie im Code Editor. Klicken Sie im File Explorer auf der linken Seite auf HelloJava.java. Die Datei sollte im Haupteditorbereich geöffnet werden.

4. Es ist Zeit, unseren ersten Java-Code zu schreiben! Kopieren Sie den folgenden Code und fügen Sie ihn in den Editor ein:

   public class HelloJava {
       public static void main(String[] args) {
           System.out.println("Hello, Java!");
       }
   }

   Tipps:

   1. Sie können den Code auch manuell eingeben, wenn Sie möchten, aber achten Sie darauf, ihn richtig zu schreiben!
   2. Kopieren und Einfügen Sie, indem Sie mit der rechten Maustaste klicken, wenn die üblichen Tastenkombinationen nicht funktionieren.

   Machen Sie sich keine Sorgen, wenn dies verwirrend aussieht – wir werden erklären, was jeder Teil bedeutet:

   • public class HelloJava: Diese Zeile deklariert eine neue Klasse namens HelloJava. In Java muss alles in einer Klasse sein, und der Klassenname muss mit dem Dateinamen übereinstimmen (deshalb haben wir unsere Datei HelloJava.java benannt).
   • public static void main(String[] args): Dies ist die Hauptmethode. Jedes Java-Programm beginnt mit der Ausführung dieser Methode. Sie ist wie der Einstiegspunkt unseres Programms.
   • System.out.println("Hello, Java!");: Diese Zeile teilt dem Computer mit, den Text "Hello, Java!" auf dem Bildschirm auszugeben. So lässt unser Programm Hallo sagen!

5. Nach dem Einfügen des Codes speichern Sie die Datei. Sie können dies tun, indem Sie Strg+S drücken (oder Cmd+S auf einem Mac) oder indem Sie im oberen Menü auf Datei > Speichern gehen.

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gerade Ihr erstes Java-Programm geschrieben. Im nächsten Schritt lernen wir, wie wir es ausführen und in Aktion sehen können.

Kompilieren Ihres Java-Programms

Nachdem wir unser Java-Programm geschrieben haben, müssen wir es kompilieren. Kompilieren ist der Prozess, bei dem unser menschenlesbarer Java-Code in eine Sprache übersetzt wird, die der Computer verstehen und ausführen kann.

1. Stellen Sie sicher, dass Sie sich noch im richtigen Verzeichnis befinden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, können Sie immer den Befehl cd ~/project im Terminal verwenden, um wieder an den richtigen Ort zu gelangen.

2. Um unser Java-Programm zu kompilieren, verwenden wir den javac-Befehl, der für "Java-Compiler" steht. Geben Sie den folgenden Befehl im Terminal ein und drücken Sie Enter:

   javac HelloJava.java

   Wenn alles gut geht, sehen Sie keine Ausgabe. In der Programmierung ist kein Schlechtteil oft gutes Neues!

3. Um zu überprüfen, ob die Kompilierung erfolgreich war, können wir nach einer neuen Datei suchen, die erstellt worden sein sollte. Geben Sie diesen Befehl ein und drücken Sie Enter:

   ls

   Dieser Befehl listet alle Dateien im aktuellen Verzeichnis auf. Sie sollten sowohl HelloJava.java als auch HelloJava.class in der Ausgabe sehen.

Die Datei HelloJava.class ist die kompilierte Version unseres Programms. Sie enthält den Bytecode, den Java ausführen kann.

Wenn Sie die Datei HelloJava.class nicht sehen oder wenn Sie während der Kompilierung Fehlermeldungen gesehen haben, keine Panik! Hier sind ein paar Dinge, die Sie überprüfen können:

• Stellen Sie sicher, dass Sie die Datei HelloJava.java nach dem Schreiben des Codes gespeichert haben.
• Überprüfen Sie, ob der Klassenname in Ihrem Code (HelloJava) genau mit dem Dateinamen übereinstimmt.
• Suchen Sie nach Tippfehlern im Code, insbesondere fehlenden Semikolons (;) am Ende der Zeilen.

Wenn Sie immer noch Probleme haben, zögern Sie nicht, um Hilfe zu bitten. Debugging (Fehlerbehebung) ist ein normaler Teil der Programmierung, und sogar erfahrene Programmierer stoßen ständig auf Kompilierungsfehler!

Hinweis: Der javac-Befehl wird verwendet, um Java-Programme zu kompilieren. Er liest den Quellcode (.java-Dateien) und erzeugt Bytecode (.class-Dateien), der von der Java Virtual Machine (JVM) ausgeführt werden kann. Die JVM ist ein Programm, das Java-Bytecode auf verschiedenen Plattformen ausführt, was Java zu einer "Write once, run anywhere"-Sprache macht. Sie können auch Labby (unser AI-Assistent) fragen, um mehr Informationen über den javac-Befehl zu erhalten.

Ausführen Ihres Java-Programms

Jetzt kommt der spannende Teil – das Ausführen Ihres Programms und das Erleben seiner Funktionsweise!

1. Zuerst stellen Sie sicher, dass Sie sich noch im richtigen Verzeichnis befinden. Wenn Sie sich nicht sicher sind, können Sie den Befehl cd ~/project verwenden.

2. Um ein Java-Programm auszuführen, verwenden wir den java-Befehl, gefolgt vom Namen unserer Klasse (ohne die .java- oder .class-Erweiterung). Geben Sie diesen Befehl ein und drücken Sie Enter:

   java HelloJava

3. Wenn alles korrekt funktioniert, sollten Sie die folgende Ausgabe sehen:

   Hello, Java!

   Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gerade Ihr erstes Java-Programm ausgeführt. Der Computer hat die Anweisungen, die wir geschrieben haben, ausgeführt und "Hello, Java!" auf dem Bildschirm ausgegeben.

Wenn Sie die erwartete Ausgabe nicht sehen oder wenn Sie eine Fehlermeldung erhalten, hier sind ein paar Dinge, die Sie überprüfen können:

• Stellen Sie sicher, dass Sie das Programm im vorherigen Schritt erfolgreich kompiliert haben (Sie sollten eine HelloJava.class-Datei haben).
• Überprüfen Sie, dass Sie java HelloJava ausführen und nicht java HelloJava.java oder java HelloJava.class.
• Stellen Sie sicher, dass Sie sich im richtigen Verzeichnis befinden (dem gleichen Verzeichnis, in dem sich die HelloJava.class-Datei befindet).

Denken Sie daran, dass es normal ist, auf Fehler zu stoßen, wenn Sie programmieren lernen. Jeder Fehler ist eine Gelegenheit, etwas Neues zu lernen!

Modifizieren Ihres Java-Programms

Nachdem wir erfolgreich ein einfaches Java-Programm erstellt und ausgeführt haben, machen wir es nun etwas interessanter, indem wir etwas Interaktivität hinzufügen.

1. Öffnen Sie die Datei HelloJava.java im WebIDE-Editor, wenn sie noch nicht geöffnet ist.

2. Ersetzen Sie den gesamten Inhalt der Datei durch diesen neuen Code:

   import java.util.Scanner;
   
   public class HelloJava {
       public static void main(String[] args) {
           Scanner scanner = new Scanner(System.in);
           System.out.print("Enter your name: ");
           String name = scanner.nextLine();
           System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming.");
           scanner.close();
       }
   }

   Schauen wir uns an, was in diesem Code neu ist:

   • import java.util.Scanner;: Diese Zeile teilt Java mit, dass wir etwas namens Scanner verwenden möchten, das es uns ermöglicht, Eingaben vom Benutzer zu erhalten.
   • Scanner scanner = new Scanner(System.in);: Dies erstellt einen neuen Scanner, der Eingaben von der Standard-Eingabe des Systems (normalerweise der Tastatur) liest. Merken Sie sich diese Zeile, sie wird für die nächste Herausforderung wichtig sein.
   • System.out.print("Enter your name: ");: Dies gibt eine Aufforderung aus, damit der Benutzer seinen Namen eingeben kann. Wir verwenden print anstelle von println, damit der Benutzer in derselben Zeile eingeben kann.
   • String name = scanner.nextLine();: Dies liest den Namen, den der Benutzer eingibt, und speichert ihn in einer Variablen namens name.
   • System.out.println("Hello, " + name + "! Welcome to Java programming.");: Dies gibt eine Begrüßung aus, die den Namen des Benutzers verwendet.
   • scanner.close();: Dies schließt den Scanner. Es ist eine gute Praxis, Ressourcen zu schließen, wenn wir sie nicht mehr benötigen.

3. Speichern Sie die Datei (Strg+S oder Cmd+S).

4. Jetzt kompilieren wir unser modifiziertes Programm. Führen Sie im Terminal aus:

   javac HelloJava.java

5. Wenn die Kompilierung erfolgreich ist (keine Fehlermeldungen), führen wir unser neues Programm aus:

   java HelloJava

6. Das Programm wird Sie nun bitten, Ihren Namen einzugeben. Geben Sie Ihren Namen ein und drücken Sie Enter. Sie sollten eine personalisierte Begrüßung sehen!

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gerade ein interaktives Java-Programm erstellt, das Benutzereingaben entgegennimmt und darauf reagiert. Dies ist ein grundlegendes Konzept in der Programmierung und bildet die Grundlage für komplexere Interaktionen in größeren Programmen.

Zusammenfassung

In diesem Lab haben Sie Ihre ersten Schritte in die Welt der Java-Programmierung gewagt. Lassen Sie uns zusammenfassen, was Sie gelernt haben:

1. Sie haben verstanden, was Java ist und warum es in der Welt der Programmierung wichtig ist.
2. Sie haben sich mit der WebIDE vertraut gemacht und gelernt, wie Sie sich durch ihre verschiedenen Teile navigieren können.
3. Sie haben Ihre Java-Entwicklungsumgebung eingerichtet und überprüft.
4. Sie haben Ihr erstes Java-Programm erstellt und die Grundstruktur einer Java-Datei kennengelernt.
5. Sie haben Java-Code mit javac kompiliert und gelernt, was Kompilierung bedeutet.
6. Sie haben Java-Programme mit dem java-Befehl ausgeführt und Ihren Code in Aktion gesehen.
7. Sie haben Ihr Programm so modifiziert, dass es Benutzereingaben akzeptiert und dadurch interaktiv geworden ist.

Diese grundlegenden Fähigkeiten bilden die Grundlage der Java-Programmierung und werden unerlässlich sein, wenn Sie Ihre Reise in der Softwareentwicklung fortsetzen. Denken Sie daran, dass Programmieren eine Fähigkeit ist, die sich durch Übung verbessert. Seien Sie nicht afraid, mit den hier gelernten Konzepten zu experimentieren. Versuchen Sie, das Programm weiter zu modifizieren, vielleicht indem Sie weitere Informationen vom Benutzer anfordern oder einige einfache Berechnungen mit der Eingabe durchführen.