Programmieren 2 - Funktionale Programmierung Teil 1

Programmieren 2 - Funktionale Programmierung (Teil 1)

• Das Thema der Vorlesung ist funktionale Programmierung im Kontext der Programmierung 2.
• Der Inhalt behandelt Teil 1 der funktionalen Programmierung.
• Die Folien behandeln allgemeine Konzepte wie Lambda-Ausdrücke, Methodenreferenzen und die Streams-API.
• Die Vorlesung behandelt außerdem die Motivation für Erweiterte Schnittstellen und deren Anwendung.

Swing - Teil I & II

• Teil I erklärt den Begriff der funktionalen Programmierung, sowie Lambda-Ausdrücke und deren Einsatzmöglichkeiten, sowie sinnvolle Erweiterungen von Methoden-Referenzen.
• Teil II beschäftigt sich mit der Anwendung der Stream-API und deren Abgrenzung von I/O-Streams.
• Studenten lernen, wie man Stream-Verarbeitungen implementiert, sowie die wichtigsten Tool-Klassen und Methoden dieser API kennen und anzuwenden.
• Die Quelle des Materials ist openbook.rheinwerk-verlag.de/javainsel/.

Agenda für Teil I

• Die Agenda für Teil I umfasst Motivation, Erweiterte Schnittstellen, Funktionale Schnittstellen / Lambda-Ausdrücke, Syntax von Lambda-Ausdrücken, und Methodenreferenzen.

Historie

• Die Historie beinhaltet Informationen über Maschinensprache, Assembler, Hochsprachen, Abstrakte Datenbeschreibung mit Datentypen (z.B.) sowie Übersetzung des Quelltexts (Compiler vs. Interpreter).
• Das Unterfangen umfasst auch Parametrisierung von Funktionen, Generics (Java 5) sowie funktionale Programmierung.

Beispiele (Code = Daten)

• Ein Thread verarbeitet Programmcode im Hintergrund über die Methode run().
• Ein Timer führt Programmcode zu spezifischen Zeitpunkten aus, indem er die Methode run() verwendet.
• Ein Comparator ermöglicht die individuelle Ordnung von Daten.
• Ein ActionListener führt eine Aktion aus, wenn ein JButton geklickt wird über die Methode actionPerformed().

Weitere Agenden & Beispiele

• Die Agenda für Teil I umfasst weitere Unterthemen wie Motivation, Erweiterte Schnittstellen, Lambda-Ausdrücke, Syntax von Lambda-Ausdrücken, und Methodenreferenzen.
• In den Beispielen werden Konzepte wie Sortierung von Personen anhand von Namen und Größe, Verwendung unterschiedlicher Comparatoren in Java, und die Implementierung von Vergleichen demonstriert.

Beispiel: Comparator (bis Java 7)

• Comparator-Klasse in Java 7 enthält nur eine abstrakte Methode compare.
• Komplexe Vergleiche, wie Verknüpfung von Vergleichsregeln, müssen explizit programmiert werden.
• Es fehlt die Möglichkeit zur Erweiterung bestehender Comparatoren.

Beispiel: Comparator (ab Java 8)

• Die Comparator-Schnittstelle enthält zusätzliche Default-Methoden.
• Es ist möglich, Comparator-Ketten zu erstellen, um Vergleiche zu verketten.

Methoden in Schnittstellen

• Default-Methoden in Schnittstellen ermöglichen Mehrfachvererbung ohne Probleme.
• Dadurch kann man Schnittstellen erweitern, ohne bestehende Implementierungen zu verändern.
• Dies unterstützt die Rückwärtskompatibilität.

Schnittstellen mit Default-Methoden

• Schnittstellen können Default-Methoden mit Implementierungen enthalten.
• Obiekt-Variablen sind verboten innerhalb von Schnittstellen, stattdessen sind Attribute implizit public final.

Funktionale Schnittstellen/Lambdas

• Klassen zur Implementierung von Schnittstellen.
• Innere anonyme Klassen.
• Lambda-Ausdrücke.
• Lambda-Ausdrücke als Implementierung von Schnittstellen, die nur eine abstrakte Methode besitzen.
• Möglichkeit, Code kürzer und einfacher zu gestalten.

Funktionale Schnittstellen/Lambdas (Rückgabetypen)

• Parametertypen.
• Der Compiler bestimmt den Rückgabetyp aus dem Kontext des Lambda-Ausdrucks.
• Beispiele für die Bestimmung des Zieltyps aus dem Kontext.

Funktionale Schnittstellen / Lambdas (Methodenreferenzen)

• Methodenreferenzen bieten eine Möglichkeit, vorhandene Methoden direkt in Lambda-Ausdrücken zu verwenden.
• Dadurch wird der Code deutlich kürzer und leichter verständlich.
• Es werden auch Konstruktorreferenzen (Konstruktorname::neuesObjekt) behandelt.

Weitere Details / Konzepte (Methodenreferenzen)

• Unterschiedliche Arten von Methodenreferenzen, die die Verwendung bestehender Methoden ermöglichen.
• Beispiele für den Stream-API-Einsatz mit Methodenreferenzen für effiziente Datenverarbeitung.
• Konstruktorreferenzen für die Erstellung von Objekten in Data-Pipelines mit Methodenreferenzen.

Zusammenfassung (Teil I)

• Lambda-Ausdrücke definieren anonyme Methoden.
• Sie implementieren abstrakte Methoden in funktionalen Schnittstellen.
• Explizite Verwendung von Lambda-Ausdrücken oder Methoden-Referenzen, falls bereits eine entsprechende Funktion existiert.
• Streams (Teil II) erweitert die Einsatzmöglichkeiten.

Fragen

• Offen für Fragen der Studenten.

Dieses Quiz behandelt Teil 1 der funktionalen Programmierung im Rahmen des Moduls Programmieren 2. Es deckt Konzepte wie Lambda-Ausdrücke, Methodenreferenzen und die Streams-API ab und erklärt deren Anwendung und Motivation. Perfekt zur Auffrischung der Inhalte dieser Vorlesung!