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In diesem Artikel werden wir endlich unser erstes Programm mit Java erstellen, übersetzen und ausführen.

“Hallo Welt!” auf der grünen Wiese

Wir wenden uns wieder dem Vergleich mit der grünen Wiese zu. Wir wollen ein ganz neues Programmier-Projekt starten, das “Hallo Welt!”-Projekt. Wir stehen also hier auf der Wiese, nichts ist weit und breit zu sehen. Das bedeutet, dass wir einen neuen, leeren Unterordner in unserem bereits angelegten “Projekte”-Ordner anlegen. Dieses neue Verzeichnis nennen wir beispielsweise “Hallo_Welt”. Dann stellen wir den Zaun auf, in den nur wir als Programmierer hinein dürfen. Hiermit ist gemeint, dass wir in unserem bisher leeren Verzeichnis eine neue Textdatei anlegen. Das machen wir, indem wir einen Editor öffnen und von da aus die “Speichern”-Funktion ausführen. Diese neue Datei soll “HalloWelt.java” heißen. “HalloWelt” beschreibt, worum es in dieser Datei geht, und “.java” macht klar, dass es sich hierbei um Befehle in der Programmiersprache Java handelt.

Output mit Schreibmaschine und Greifarm

Was hat es mit dem “Hallo Welt!”-Programm auf sich? Um bei unserem Vergleich zu bleiben, ist “Hallo Welt!” folgendermaßen zu verstehen: Wir bauen uns innerhalb des Zauns eine Konstruktion zurecht, die, vielleicht mit einem Roboter an einer Schreibmaschine, “Hallo Welt!” auf ein Stück Papier tippt. Ein Greifarm nimmt dann das Papier von der Schreibmaschine und legt es auf das Output-Förderband, das Dinge durch eine der beiden Lücken im Zaun nach draußen transportiert. Diese Aufgabe (Papier beschriften und auf das Förderband legen) wird genau dann ausgeführt, wenn der Benutzer außen den roten Knopf betätigt.

Aus Sicht des Benutzers ist dies ja alles in allem schon eine recht interessante Maschine: Er drückt auf den Knopf, und ein Stück “Hallo Welt!”-beschriftetes Papier kommt heraus. Man könnte also sagen, das Programm begrüßt die Welt auf Knopfdruck. Der Benutzer kann so oft auf den Knopf drücken, wie er möchte. Da es Zauberpapier ist, wird es nie ausgehen, und auch der Roboter wird nie des Tippens müde. Es wird immer wieder ein Stück “Hallo Welt!”-Papier herauskommen.

Java-Befehle schreiben

Hier kommen wir nun also zu den ersten Java-Befehlen (die Zeilennummern gehören nicht dazu, nur der Text):

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public class HalloWelt {
    public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hallo Welt!");
    }
}

Wie versprochen werde ich alle Details des Programmierens, also auch diese ersten fünf Zeilen Java-Befehle, Zeichen für Zeichen, Wort für Wort, ganz genau und in allen Einzelheiten erklären. Es ist ganz normal, dass das wie verrücktes Kauderwelsch aussieht, wenn man der Sprache Java noch nie begegnet ist. Aber im Laufe der nächsten Artikel wird das alles klar und absolut verständlich werden. Versprochen!

Fürs Erste müssen wir diese fünf Zeilen Java-Befehle allerdings ohne Kenntnis deren genauer Bedeutung mit dem Editor in die Textdatei “HalloWelt.java” schreiben und speichern die Datei ab.

Die Java-Befehle übersetzen

Wir wollen nun diese Java-Befehle, bzw. die Datei, in der sie abgespeichert sind, übersetzen, und zwar in die Java-Zwischensprache.
Für den Anfang gibt es hierfür eine einfache Möglichkeit. Und zwar haben wir ja das JDK installiert, bei dem Werkzeuge dabei sind, die ein Programmierer für seine tägliche Arbeit braucht. Eines dieser Werkzeuge ist genau für die Arbeit gedacht, die wir gerade vor uns haben, und zwar ein Java-Übersetzungs-Programm. Dieses Programm, das man “Übersetzer” oder “Compiler” nennt, ist ein Kommandozeilen-Programm. Es wurde mit dem JDK auf dem Computer installiert und wird deshalb nicht Kommando genannt, weil es nicht von Anfang an in der Kommandozeile verfügbar war.

Um unsere Java-Datei zu übersetzen, müssen wir zuerst mit dem Kommando “cd” in das Verzeichnis unseres Projektes navigieren. Die Kommandos, die man jetzt ausführen muss, sind natürlich immer unterschiedlich, je nach dem wo man gerade in der Konsole “steht” (welches das aktuelle Arbeitsverzeichnis in der Konsole ist) und wo wir das Projekte-Verzeichnis angelegt haben.

Gehen wir davon aus, dass in Windows das aktuelle Arbeitsverzeichnis in der Kommandozeile gerade folgendes ist (ausgehend davon, dass der angemeldete Windows-Benutzer “Stefan” heißt):

C:\Dokumente und Einstellungen\Stefan

Dann würde man mit den folgenden Kommandos zu unserem “Hallo Welt!”-Projektordner gelangen, vorausgesetzt natürlich, dieser wurde schon angelegt, und zwar in “Eigene Dateien” (z. B. mit dem Windows-Explorer):

cd Eigene Dateien
cd Projekte
cd Hallo_Welt

Unter Linux und MacOS gehen wir davon aus, dass das aktuelle Arbeitsverzeichnis das Home-Verzeichnis ist. Ein “pwd”-Kommando würde dann folgendes ausspucken (ausgehend davon, dass der angemeldete Benutzer gerade “Stefan” heißt):

/home/Stefan

Dann würde man mit den folgenden Kommandos zu unserem “Hallo Welt!”-Projektordner gelangen, vorausgesetzt natürlich, dieser wurde schon angelegt, und zwar im Home-Verzeichnis (z. B. mit einem Datei-Manager wie Nautilus in Linux mit Gnome, dem Konquerer unter Linux mit KDE oder Finder unter MacOS):

cd Projekte
cd Hallo_Welt

Wenn wir jetzt in dem “Hallo_Welt”-Ordner stehen, dann müsste ein “dir” bzw. ein “ls” uns genau eine Datei anzeigen, und zwar “HalloWelt.java”. Diese hatten wir zuvor mit dem Editor hier abgespeichert.

Jetzt ist nur noch eine weitere Eingabe nötig, um die Übersetzung vorzunehmen:

javac HalloWelt.java

Erklärung: “javac” ist das Java-Übersetzungs-Programm, von dem weiter oben die Rede war. “javac” steht für “java compiler” (“Java Übersetzer”). Nach einem Leerzeichen muss der volle Name der Datei angegeben werden, die wir übersetzen wollen (“HalloWelt.java”). Hat dies ohne Fehlermeldung funktioniert, sehen wir nach einem “dir” bzw. “ls”, dass plötzlich eine zweite Datei zu der von uns erstellen Datei “HalloWelt.java” hinzu gekommen ist. Diese Datei heißt “HalloWelt.class”. Sie wurde vom Compiler “javac” angelegt. Unsere Ursprungs-Datei “HalloWelt.java” wurde vom Compiler nicht verändert und liegt nach wie vor an der Stelle, an der wir sie angelegt haben.
Übrigens kann dieser Übersetzungs-Schritt beliebig oft durchgeführt werden. Die .class-Datei wird dann dabei immer wieder überschrieben.

Die Zwischensprache

Die neue Datei “HalloWelt.class” ist die übersetzte Variante von “HalloWelt.java”. Spaßeshalber können wir die neu angelegte .class-Datei einmal mit dem Editor öffnen. Wie bereits gelernt, arbeitet man bei Java so, dass die Java-Befehle erst in eine Zwischensprache und dann in Maschinensprache übersetzt werden. Dieser soeben getätigte Schritt mit dem Compiler war der Übersetzungs-Vorgang von Java nach Zwischensprache. Im Editor sehen wir, dass wir nichts sehen. Unschwer ist zu erkennen, dass schon diese Zwischensprache nichts mehr ist, was ein Mensch verstehen können soll oder muss. Mit den vielen Sonderzeichen und unleserlichen Blöcken ähnelt die Zwischensprache viel mehr der Maschinensprache als unseren Java-Befehlen.

Das Programm ausführen

Nun also ist jetzt noch das zu tun, worauf wir die ganze Zeit schon gewartet haben. Wir wollen uns in die Rolle eines Benutzers begeben und bei unserer “Hallo Welt!”-Konstruktion auf den roten Knopf drücken. Dies geschieht, wenn wir folgendes in der Kommandozeile eingeben:

java HalloWelt

Achtung: Diesmal lautet das Programm, dass wir starten nicht “javac”, sondern “java”. Und wir schreiben nach “java” genau “HalloWelt”, nicht etwa “HalloWelt.java”, oder HalloWelt.class”. Wenn wir bis zu dieser Stelle alles richtig gemacht haben, sollte nach unserer Eingabe von gerade eben genau folgendes in die Kommandozeile geschrieben werden:

Hallo Welt!

Danach müsste in der Konsole der blinkende Cursor wieder auf neue Eingaben warten. Ein kleiner Schritt für einen Benutzer, aber ein großer Schritt für die Programmierer-Menschheit!

Was ist hier geschehen? Das zweite Programm, das wir gerade aus dem JDK kennen gelernt haben, heißt “java”. Wie der Name vielleicht schon vermuten lässt, ist dies das zentralste und wichtigste aller Programme aus dem Java-Umfeld. Damit lassen sich Programme, die in der Java-Zwischensprache vorliegen, in einem einzigen Schritt in Maschinensprache übersetzen und sofort ausführen. Dieses Programm ist übrigens genau so auch in der JRE vorhanden, weil es auch von Benutzern gebraucht wird, die Programme lediglich ausführen wollen und deshalb kein JDK brauchen.

Benutzer und die Kommandozeile

Vielleicht ist bereits die Frage aufgetaucht, ob sich ein Benutzer zum Starten eines Java-Programms immer in die Kommandozeile begeben muss, um Dinge wie

java HalloWelt

einzugeben, um ein Programm zu starten. Diese Befürchtung liegt nahe, weil wir das ja gerade auch getan haben, und wir waren ja eben in der “Benutzer-Rolle”. Die Antwort: Nein, ein Benutzer wird das nicht tun müssen. Unser kleines Programm liegt allerdings gerade in der “Roh-Fassung” vor und lässt sich zum jetzigen Zeitpunkt nur so starten. Später allerdings, wenn es fertiggestellt ist, kann es auf einem anderen Computer installiert werden und ist dann beispielsweise über ein Anwendungs-Menü aufzurufen, wie jedes andere Programm auch.

Hallo schöne Java-Welt!

Gegen Ende dieses Artikels, bzw. nachdem das Wichtigste in diesem Artikel schon besprochen wurde, nämlich das “Hallo Welt!”-Programm, möchte ich die Gelegenheit nutzen, um zwei Kleinigkeiten zu demonstrieren, die die Punkte, die wir durchlaufen haben, vertiefen bzw. verdeutlichen sollen.

Erstens werden wir eine kleine Änderung in unserer .java-Datei vornehmen. Wir haben der Tradition zuliebe das ehrwürdige “Hallo Welt!”-Programm geschrieben und der Pflicht damit genüge getan. Jetzt aber sind wir damit fertig und verändern das Programm.

Bei genauerer Betrachtung von Zeile 3 erkennen wir die Worte “Hallo Welt!”. Es sind exakt die Worte, die beim Starten des Programms in die Kommandozeile geschrieben wurden:

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public class HalloWelt {
    public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hallo Welt!");
    }
}

Wir verändern diese Zeile jetzt so, dass danach “Hallo schöne Java-Welt!” steht. Das sollte dann so aussehen:

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public class HalloWelt {
    public static void main(String[] args) {
         System.out.println("Hallo schöne Java-Welt!");
    }
}

Was in den anderen Zeilen, bzw. vor oder nach “Hallo schöne Java-Welt!” steht, lassen wir unverändert. Dann übersetzen wir erneut mit folgender Eingabe:

javac HalloWelt.java

Und dann starten wir das Programm nochmal mit:

java HalloWelt

Das waren genau die selben Eingaben, die wir bereits getätigt haben. Jetzt sollte

Hallo schöne Java-Welt!

in die Kommandozeile geschrieben werden. Damit möchte ich wiederholt verdeutlichen, dass wir mit allem, was wir mit diesen und weiteren Java-Befehlen formulieren, bestimmen können, was unser Programm tut.

Zweitens möchte ich an dieser Stelle noch einmal den Unterschied von Programmierer und Benutzer, diesmal aber von technischer Seite her überdeutlich klarstellen. Dazu machen wir in der Kommandozeile nochmals folgende Eingabe:

java HalloWelt

Diese Eingabe machen wir in der Rolle des Benutzers, und wir sollten wieder unsere Konsolen-Ausgabe sehen. Jetzt löschen wir die Datei “HalloWelt.class”, die vom “javac”-Programm erzeugt wurde, und machen erneut folgende Eingabe:

java HalloWelt

Die exakt gleiche Eingabe erzeugt nun im Normalfall so eine Fehlermeldung:

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: HalloWelt
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: HalloWelt
	at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:202)
	at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
	at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:190)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:306)
	at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:301)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:247)
Could not find the main class: HalloWelt.  Program will exit.

Es wird deutlich: Ist die .class-Datei weg, kann das Programm nicht mehr wie zuvor gestartet werden, weil das Programm nicht übersetzt vorliegt.
Deswegen übersetzen wir das Programm jetzt wieder, in der Rolle des Programmierers:

javac HalloWelt.java

Die .class-Datei ist wieder da, jetzt kann ein Benutzer das Programm auch wieder mit

java HalloWelt

starten. Um das ganze noch ins Extrem zu treiben, löschen wir zu Testzwecken jetzt auch einmal die Datei “HalloWelt.java”, also unsere Java-Befehle. Normalerweise würden wir das nicht tun. In die Java-Befehle ist unsere kreative Arbeit geflossen (unsere Konstruktion!), und die ist nach dem Löschen von .java-Dateien üblicherweise verloren. Jetzt sind es allerdings nur 5 Zeilen, die in diesem Artikel ja noch einfach nachzulesen sind. Das Übersetzen mit folgender Eingabe:

javac HalloWelt.java

ist jetzt verständlicherweise nicht mehr möglich. Wir bitten das Programm “javac” uns die Datei “HalloWelt.java” zu übersetzen, diese ist aber gar nicht da: das kann nicht funktionieren. Die Fehlermeldung:

javac: file not found: HalloWelt.java
Usage: javac <options> <source files>
use -help for a list of possible options

An dieser Stelle ist aber interessant und äußerst wichtig zu wissen: In unserer Benutzer-Rolle können wir trotzdem noch das Programm starten. Die Eingabe:

java HalloWelt

sollte uns die gleiche Ausgabe wie vorher bescheren:

Hallo schöne Java-Welt!

Hier wird also klar, dass der Benutzer zum Starten des Programms lediglich die .class-Datei, also das Programm in der Zwischensprache benötigt, nicht aber die .java-Datei, unsere Java-Befehle. Eine Rückwärts-Übersetzung von Zwischensprache nach normale Java-Befehle ist übrigens nur unter äußersten Umständen und in begrenztem Umfang möglich. In vielen Fällen ist dies gar nicht gewünscht und kann deshalb auch gezielt verhindert werden.

Fazit

In diesem Artikel haben wir das “Hallo Welt!”-Programm kennen gelernt. Wir haben dazu die Java-Befehle in eine Datei geschrieben. Diese haben wir mit dem Programm “javac” übersetzt, wo wir in diesem Schritt die Java-Zwischensprache in Form einer .class-Datei erhalten haben. Mit dieser und mit dem Programm “java” konnten wir das Programm so als Benutzer starten.
Auch haben wir das Programm schon einmal verändert und neu übersetzt und ausgeführt. Des Weiteren wurde erklärt, dass ein Benutzer nur die .class-Datei braucht, um das Programm zu starten. Diese Datei kann aber nur von einem Programmierer mit “javac” aus dem JDK erzeugt werden, da nur der Programmierer die Java-Befehle in Form einer .java-Datei besitzt, und nur er das JDK installiert hat.

In diesem Artikel geht es darum, was ein Editor ist und welche Editoren es gibt. Es wird erklärt, wozu man einen Editor braucht und wie man ihn benutzt.

Der Editor

Ein Editor ist vergleichbar mit einem Textverarbeitungsprogramm (Microsoft Word, OpenOffice Writer, LibreOffice Writer). Man kann darin Text schreiben (editieren) und in Dateien abspeichern. Der Text in einem Editor ist nicht dazu gedacht, ausgedruckt zu werden. Deshalb gibt es keinen Seitenumbruch, sondern es kann beliebig weit nach unten geschrieben werden. Es ist, als wäre die Seite, auf die man schreibt, unendlich lang. Und auch in die Zeilenbreite, also nach rechts, gibt es keine Begrenzung.

Was man in einem Editor nicht macht, ist den Text zu formatieren, also etwa Schriftarten, Schriftgrößen oder Farben zu ändern. Daran erkennt man schon, dass es in einem Editor nicht um Design und Gestaltung geht, sondern rein um den Inhalt des Textes. Man nennt sie deshalb auch Texteditoren.

Meistens ist in einem Texteditor eine so genannte “nichtproportionale” Schriftart eingestellt, z. B. “Courier New”. Das bedeutet, der Buchstabe “i” ist genau so breit wie ein “m”, anders als dies bei einer “proportionalen” Schriftart der Fall ist. Der Grund hierfür ist die größere Übersichtlichkeit im Programmiersprachen-Text.

Befehle formulieren

Wir haben bereits gelernt, dass programmieren bedeutet, Befehle in einer Programmiersprache zu formulieren. Diese Befehle sagen genau aus, was der Zweck des Programms ist, was das Programm machen soll. Bisher war jedoch nicht klar, wie das genau geht: Wir müssen Befehle in der Programmiersprache Java als Text formulieren und in einem Texteditor niederschreiben. Diesen Text speichern wir dann in eine Datei ab. So können wir den Text jederzeit wieder verändern, wenn wir später eine Änderung am Programm vornehmen wollen. Genau dieser Text ist es, bzw. die Datei, in der dieser Text abgespeichert wurde, der dann in Maschinensprache, bzw. bei Java erst in eine Zwischensprache, dann in Maschinensprache, übersetzt wird.

Von Java-Befehlen zum ausführbaren Programm

So wird der Arbeitsvorgang langsam klarer: Der Programmierer schreibt Java-Befehle in einem Texteditor, speichert diese in eine Datei ab, die Datei wird in eine Zwischensprache übersetzt, an den Benutzer gegeben, der Benutzer übersetzt die Zwischensprache beim Starten des Programms automatisch in Maschinensprache, das Programm kann so ausgeführt werden.

Verschiedene Editoren

Es gibt viele verschiedene Texteditoren. Auf jedem Betriebssystem (Windows, Linux, MacOS, etc.) ist bereits mindestens ein Texteditor vorhanden, den wir für den Anfang auf jeden Fall verwenden können.

Unter Windows ist dies schlicht der “Editor”, und liegt im Programm-Menü unter “Zubehör”.
Unter Linux kommt es darauf an, welche Variante von Linux (Ubuntu, Debian, openSUSE, Fedora, etc.) und welchen Fenster-Manager (Gnome, KDE, xfce, etc.) man verwendet. Je nach dem sind dann bestimmte Editoren vorinstalliert. Unter Gnome sind dies oft “gedit”, unter KDE beispielsweise “kate”. Diese liegen zumeist in einem “Zubehör”-Menü. Es können aber unzählige weitere Editoren beispielsweise über die entsprechende Paketverwaltung nachinstalliert werden.
In MacOS kann man “TextEdit” verwenden.

Ein Beispiel-Befehl

An dieser Stelle öffnen wir zum ersten Mal einen Editor. Es ist meistens ein Fenster mit einem weißen Textbereich, der den größten Teil des Fensters einnimmt. Oben gibt es fast immer ein Menü mit Einträgen wie “Datei”, “Bearbeiten”, “Ansicht” usw…
Wie in einem Textverarbeitungsprogramm kann man auch in einem Texteditor schreiben was man möchte. Ein Editor ist nämlich nicht speziell ein Programmier-Werkzeug. Es kann auch für die Einkaufsliste, ein Tagebuch oder beliebige andere Informationen in Textform verwendet werden. Auch viele Dateien, mit denen man ein Betriebssystem verwalten kann, werden üblicherweise mit Texteditoren bearbeitet.

Tippen wir doch einfach mal einen Befehl in den Editor ein:

Computer, ich befehle Dir, addiere die Zahlen 3 und 5,
und schreibe das Ergebnis in die Kommandozeile.

Diesen Befehl haben wir nun in “Deutsch”, nicht in “Java” formuliert. Das folgt erst im nächsten Schritt. Aber immerhin steht schon ein Befehl im Editor. Und diesen wollen wir jetzt in eine Datei abspeichern. Dazu wählen wir oben im Menü den Punkt Datei > Speichern. Es öffnet sich ein “Speichern”-Fenster, weil der Editor wissen möchte, in welchem Ordner die Datei abgespeichert werden soll, und wie die Datei heißen soll.

Speicherort und Dateiname

Für jedes Programm, das wir entwickeln, sollten wir einen eigenen Ordner anlegen, weil jedes Programm auf seiner ganz eigenen grünen Wiese entwickelt wird. Alle Dateien, die mit dem Programm zu tun haben, werden in diesem Ordner abgelegt. Dazu gehören sowohl die Befehls-Dateien, die bei uns in der Programmiersprache Java geschrieben sind, als auch alle anderen Dokumente, die der Programmierer zur Erstellung des Programms benötigt. Das könnten Text- und Tabellen-Dokumente sein, die zur Planung des Programms verwendet werden. Aber es werden auch beispielsweise Grafiken und Musik-Dateien in diesem Ordner abgelegt, die dann direkt im Programm eingebaut werden, z. B. in einem Spiel.
Es gibt keine Vorgabe, wo auf dem Computer der Ordner erstellt werden muss. Ein “Projekte”-Ordner, der alle zukünftigen Programm-Projekte beinhaltet, ist eine gute Idee. Dieser könnte dann unter Windows in den “Eigenen Dateien” liegen (“Persönlicher Ordner” oder “Home” unter Linux, “Benutzerordner” unter MacOS). Also legen wir diesen “Projekte”-Ordner jetzt an. Darin legen wir noch einen Unterordner “ErstesProjekt” an. Leerzeichen in Ordnernamen, sowie auch in Dateinamen, sind zwar erlaubt, aber vor Allem bei der Arbeit mit der Kommandozeile ist dies hinderlich und schafft unnötige Probleme. Deshalb sollten wir aus Gründen der Leserlichkeit statt Leerzeichen an entsprechenden Stellen Unterstriche oder “camel case” verwenden. “Camel case” bedeutet, Wörter so zusammen zu setzen, dass innerhalb eines Wortes mit einem Großbuchstaben begonnen wird, wie bei “ErstesProjekt”.

Als Dateinamen wählen wir für unser obiges Beispiel “ZweiZahlenAddieren.deutsch” aus. “ZweiZahlenAddieren” drückt ganz einfach den Zweck des Programms mit “camel case” aus, gefolgt von “.deutsch”. Dies wird “Dateiendung” oder “Dateinamens-Erweiterung” genannt. Allgemein ist eine Dateiendung dazu gedacht, zu beschreiben, um was für eine Datei es sich handelt, ohne dass man sich den Inhalt der Datei anschauen muss. Beispiele: Einfache Text-Dateien haben oft die Dateiendung “.txt”, also z. B. “Tagebuch.txt”. Microsoft Word-Dokumente heißen fast immer “.doc”, es gibt Videos, die mit “.mov”, für “Movie”, enden. Bei Dateien, die Programmiersprachen-Befehle enthalten, hat es sich eingebürgert, dass die Datenendung die Sprache bezeichnet, die die Datei enthält. Wir werden also viel mit “.java”-Dateien zu tun haben. Die Programmiersprache “C” ist immer in “.c”-Dateien zu finden, Pascal wird in “.pas”-Dateien abgespeichert. Um diese Konvention konsequent zu verwenden, und dass wir uns jetzt schon einmal daran gewöhnen, heißt unsere Beispiel-Datei “ZweiZahlenAddieren.deutsch”, weil der Befehl in Deutsch geschrieben ist.

Dateinamens-Erweiterung in Windows anzeigen

Eine Dateiendung gehört vollständig zum Datennamen dazu. Auf Windows-Computern wird diese Dateiendung aber zum Teil ausgeblendet, d. h. sie ist u. U. im Dateibrowser “Windows Explorer” nicht zu sehen. Von unserem kompletten Dateinamen “ZweiZahlenAddieren.deutsch” wäre dann nur “ZweiZahlenAddieren” sichtbar, “.deutsch” wäre unsichtbar. Dieses irreführende Verhalten des Windows Explorers wollen wir als Programmierer nicht haben. Gut, dass es sich abschalten lässt. Zu finden ist diese Funktion in den “Ordneroptionen”, sie heißt “Erweiterungen bei bekannten Dateitypen ausblenden”. Falls der Haken aktiviert sein sollte, muss man diesen einfach wegklicken und schon werden auch unter Windows korrekterweise bei allen Dateien die Endungen dargestellt.

Fazit

Wir wissen nun, was ein Editor, bzw. ein Texteditor ist, und wozu man ihn braucht. Wir haben sogar schon eine erste Datei damit angelegt, die einen Programmiersprachen-Befehl enthält, allerdings in Deutsch, nicht in Java.

In diesem Artikel geht es darum, was die Kommandozeile ist, wozu man sie braucht und wie man sie benutzt.

Die Kommandozeile

Jetzt endlich ist es an der Zeit, die Kommandozeile kennen zu lernen. Diese wird oft auch “Terminal” oder “Konsole” genannt, also falls diese Begriffe in Zukunft auftauchen, ist damit immer die Kommandozeile gemeint. Mit Hilfe der Kommandozeile können ganz bestimmte Programme, nämlich Kommandozeilen-Programme gestartet und bedient werden. Beispiel: Unser erstes Programm, das “Hallo Welt!”-Programm ist ein Kommandozeilen-Programm und wird deshalb im Rahmen einer Kommandozeile laufen. Rein prinzipiell könnte man ein Kommandozeilen-Programm auch außerhalb einer Kommandozeile ausführen. Nur dann wäre es dem Benutzer nicht möglich das Programm zu bedienen. Genau für diesen Zweck wird nämlich die Kommandozeile gebraucht: als Umgebung, um mit den Programmen, die in ihr laufen, Input und Output auszutauschen. Der Vollständigkeit halber möchte ich erwähnen, dass es eine Gattung von Programmen gibt, die tatsächlich ohne Dateneingabe und -ausgabe ihre Arbeit verrichten, so genannte Dienstprogramme. Das sind zumeist Betriebssystem-Programme, die im Hintergrund laufen und z. B. die Computer-Hardware überwachen. Solche Dienstprogramme sind in der Tat Kommandozeilen-Programme, die nicht in einer Kommandozeile laufen, sie sind aber eine Ausnahme.

Eine Kommandozeile öffnen

Wir werden jetzt einfach eine Kommandozeile starten. Auf jedem Betriebssystem hat sie einen anderen anderen Namen und ist an einer anderen Stelle in den Menüs zu finden.
Unter Windows heißt sie “Eingabeaufforderung” und liegt im Programm-Menü unter “Zubehör”.
Unter Linux gibt es verschiedene Kommandozeilen, meistens mit dem Namen “Terminal”.
In MacOS heißt die Kommandozeile “Terminal” und ist in den “Dienstprogrammen” zu finden.

Die Kommandozeile ist zumeist ein Fenster mit dunklem/schwarzem Hintergrund und heller/weißer Schrift. Irgendwo sollte ein Cursor blinken, dann ist die Kommandozeile (das Terminal) bereit, Benutzereingaben aufzunehmen.

Das erste Programm starten

Um ein beliebiges Programm im Rahmen des soeben geöffneten Terminals zu starten, gibt man einfach über die Tastatur den Namen eines Programms ein, gefolgt von einem Betätigen der Enter-Taste. Da wir selbst noch kein Programm erstellt haben, werden wir jetzt zu Anschauungs-Zwecken ein bereits existierendes Programm starten, das bei der Installation des Betriebssystems mitgeliefert wurde. Wir geben also mit der Tastatur folgendes ein:

help

Nach dieser Eingabe betätigen wir die Enter-Taste. Das Programm “help” spuckt einen ganzen Schwung an Text aus. Darunter (nach dem Text) sollte wieder der Cursor blinken.

Was ist hier passiert? Wir haben mit unserer Eingabe von “help” und der Enter-Taste sinnbildlich auf den roten Knopf des existierenden Programms “help” gedrückt. Dieses hat uns eine ganze Menge Text auf das Output-Förderband gelegt, den wir über die Kommandozeile angezeigt bekommen haben. Input hat “help” von uns nicht erhalten. Da der angezeigte Output der einzige Zweck, die einzige Funktion, von “help” ist, hat sich das Programm danach wieder beendet. Das sehen wir daran, dass in der Kommandozeile wieder der Cursor blinkt, was bedeutet, dass wir wieder etwas eingeben können. Zum Beispiel könnten wir “help” noch einmal starten. Es wird wieder der genau gleiche Output dargestellt werden, das ließe sich beliebig wiederholen. Immer wieder könnten wir “help” von Neuem ausführen, es würde einige Zeilen Output in die Kommandozeile schreiben, sofort danach ist help wieder beendet. Jedes erneute Aufrufen von “help” entspricht in unserem Vergleich der grünen Wiese einem neuen Drücken auf den roten Knopf.

Kommandos

Es gibt Programme, wie auch das Programm “help”, die gehören von Anfang an fest zu einer Kommandozeile dazu. Sie sind immer verfügbar, weil sie sozusagen mitgeliefert wurden. Diese Programme nennt man “Kommandos”. Technisch gesehen besteht kein Unterschied zwischen einem Programm und einem Kommando. Kommandos wurden genau wie Programme “programmiert”. Sie tragen nur den Namen “Kommando”, damit man gleich weiß, dass es Programme sind, die zur Kommandozeile gehören, sie sind fest eingebaut.
Manche dieser Kommandos ähneln sich unter Windows, Linux oder MacOS sehr stark, und manche sind in den Kommandozeilen der verschiedenen Betriebssysteme total unterschiedlich. Dabei ist noch zu erwähnen, dass die Kommandos, die wir in dieser Artikel-Serie verwenden, in Linux und MacOS genau gleich sind. Das hat den Grund, dass Linux und MacOS in ihrem Kern verwandte Betriebssysteme sind.
Unsere eigenen Programme, sowohl das “Hallo Welt!”-Programm, das wir zuerst entwickeln, als auch unser Spiel, werden nicht Kommandos genannt. Diese Programme laufen zwar in die Kommandozeile ab, sind aber kein fester Bestandteil dieser.

In der Kommandozeile navigieren

Schauen wir uns einmal den Windows-Explorer, oder auch jeden anderen Datei-Browser wie Nautilus in Linux mit Gnome, den Konquerer unter Linux mit KDE oder beispielsweise Finder unter MacOS, an. Wir sehen, dass man bei der Benutzung immer an einer bestimmten Stelle, an einem bestimmten Ort “steht”. Man nennt dies das “aktuelle Arbeitsverzeichnis”. Es ist der Ordner, den man sich gerade ansieht, also alle Dateien und Unterverzeichnisse, die sich darin befinden. Durch einen Doppelklick auf einen Unterordner “springt” man dorthin, das aktuelle Arbeitsverzeichnis hat sich geändert und ist nun dieser Unterordner. Und meistens gibt es einen “Zurück”-Knopf, mit dem man zum letzten besuchten Verzeichnis zurückkehren kann. Auf diese Weise kann man zu allen Verzeichnissen auf dem Computer navigieren und mit den Dateien arbeiten.

Und genau so gibt es auch in der Kommandozeile dieses “aktuelle Arbeitsverzeichnis”. Meistens wird es vor dem blinkenden Cursor angezeigt. Man kann es sich aber auch mit einem Programm (einem Kommando) anzeigen lassen.

Unter Windows heißt das Kommando “cd”, für “current directory” (aktuelles Verzeichnis):

cd

Unter Linux und MacOS heißt das Kommando “pwd”, für “print working directory” (drucke Arbeitsverzeichnis):

pwd

Genau wie das Kommando “help” schreibt uns “cd” bzw. “pwd” auch etwas in die Kommandozeile, nämlich in welchem Verzeichnis wir uns gerade befinden.
Achtung: Die Verzeichnisse werden unter Windows mit einem rückwärtigen Schrägstrich “\” voneinander getrennt, in Linux und MacOS ist es ein normaler Schrägstrich “/”.

Jetzt kennen wir aber noch nicht den Inhalt dieses aktuellen Arbeitsverzeichnisses. Anders als in einem herkömmlichen Datei-Browser müssen wir es nämlich explizit von dem Kommandozeile anfordern, wenn wir wissen wollen, wie es in dem Verzeichnis aussieht, in dem wir uns gerade befinden. Dafür gibt es ein weiteres Kommando.

Unter Windows heißt das Kommando “dir”, für “directory” (Verzeichnis):

dir

Unter Linux und MacOS heißt das Kommando “ls”, für “list” (Auflistung):

ls

Nach Eingabe von “dir” bzw. “ls” erscheinen die Dateien und Unterordner des aktuellen Verzeichnisses. Was ein Unterverzeichnis und was eine Daten ist, erkennt man in der Windows-Kommandozeile an dem “<DIR>”. Das steht für “directory” (Verzeichnis). Unter Linux/MacOS kann man es entweder an der Farbe erkennen, manchmal sind Verzeichnisse aber auch durch ein “d” (directory) gekennzeichnet.
Das Kommandos “dir” bzw. “ls” ist sozusagen unser Auge in der Kommandozeile.

Jetzt müssen wir noch wissen, wie wir das aktuelle Arbeitsverzeichnis in der Kommandozeile ändern, d. h. wie wir zu einem anderen Verzeichnis, z. B. einem Unterordner wechseln können.

Unter Windows benutzt man dazu das selbe Kommando, wie zum Anzeigen des aktuellen Arbeitsverzeichnisses, nämlich “cd”, allerdings mit einer Erweiterung. Und zwar gibt man nach dem “cd” und einem Leerzeichen den Namen eines Unterordners an:

cd Bilder

Dieses Kommando macht nur Sinn, wenn man mit der Kommandozeile an einem aktuellen Arbeitsverzeichnis steht, an dem es auch einen Unterordner “Bilder” gibt. In diesem Fall wird dorthin gewechselt. Falls es keinen Unterordner mit dem Namen “Bilder” geben sollte, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und man bleibt am aktuellen Ort stehen. Zur Überprüfung, ob die Navigation geklappt hat, gibt man unter Windows einfach wieder “cd” ein, und lässt sich so das jetzt hoffentlich geänderte Arbeitsverzeichnis ausgeben.

Unter Linux und MacOS heißt das Kommando zum wechseln des aktuellen Arbeitsverzeichnisses auch “cd”. Und es funktioniert auch genau so wie unter Windows:

cd Bilder

Um hier allerdings zu überprüfen, ob die Navigation geklappt hat, gibt man unter Linux und MacOS “pwd” ein, und lässt sich mit diesem Kommando das jetzt hoffentlich geänderte Arbeitsverzeichnis ausgeben.

Wir sind gerade in ein Unterverzeichnis “hineingewechselt”. Um wieder ein Verzeichnis zurück zu wechseln, also eine Verzeichnis-Ebene nach oben, kann man sowohl unter Windows, als auch unter Linux und MacOS folgendes Kommando benutzen:

cd ..

Die zwei Zeichen “..” bezeichnen in der Kommando-Zeile allgemein immer das übergeordnete Verzeichnis, egal wo man gerade steht. Wir werden später auch noch mit anderen Kommandos auf “..” stoßen. Jedenfalls müssten wir mit “cd ..” wieder genau da landen, wo wir vorher waren.

Mit diesen gerade gelernten Kommandos kann man genau wie in einem Datei-Browser durch alle Verzeichnisse auf dem Computer navigieren: Wir können in Verzeichnisse hinein- und wieder zurückwechseln und uns an den Orten, wo wir gerade stehen, den Inhalt anzeigen lassen.

Fazit

In diesem Artikel haben wir gelernt, dass eine Kommandozeile eine Umgebung ist, in der man Kommandozeilen-Programme starten und mit ihnen Input und Output austauschen kann. Wir haben zum Ausprobieren das Programm “help” gestartet und Output erhalten.
Wir wissen auch, dass Programme, die direkt mit der Kommandozeile zu tun haben “Kommandos” heißen, und wir haben ein paar dieser Kommandos kennen gelernt, um in der Konsole navigieren zu können.

In folgendem Artikel versuche ich die Vorgehensweise beim Programmieren zu erklären, also wie man aus dem Nichts heraus etwas erschafft, und zwar ein Programm. Das versuche ich mit einem Vergleich zu erklären.

Die grüne Wiese

Mit Vergleichen ist das immer so eine Sache. Oft können sie ein Thema gut veranschaulichen, manchmal stehen Sie einem eher im Weg. Ich möchte an dieser Stelle einen Vergleich anwenden, bei dem hoffentlich überwiegend Ersteres zutrifft.

Stell dir vor, du stehst auf einer großen grünen Wiese. Mit Brettern zäunst einen Bereich ein, und dann stellst du dich innerhalb dieses Bereichs. Der nun eingezäunte Bereich dieser Wiese ist dein Programm. Nur du als Programmierer darfst hinein. Alle anderen müssen draußen bleiben. An zwei Stellen im Zaun machst du die Bretter nicht durchgängig, sondern lässt zwei kleine Lücken frei. Wozu diese Lücken gut sind, werde ich später noch näher erklären. Du hast eine Werkzeugkiste dabei, auf der ein Schriftzug aufgedruckt ist: “Java”. Mit allem, was in der Werkzeugkiste ist, kannst du dich jetzt innerhalb deines Bereichs austoben. Du kannst bauen und basteln…

Mit dem Vergleich der grünen Wiese möchte ich die Brücke zum Programmieren schlagen. Es soll anschaulich gemacht werden, was wir für die Programmierung unseres kleinen Spiels benötigen. Im Folgenden werde ich noch etwas ausführlicher:

Ich habe schon erklärt, dass man dem Computer Befehle geben muss, die ausdrücken, was genau in einem Programm geschehen soll. Diese Befehle müssen in einer Programmiersprache formuliert werden, die in unserem Falle “Java” heißt. Diesen Vorgang, die Formulierung von Befehlen in einer Programmiersprache, nennt man “programmieren”. Der Vergleich mit der Wiese und dem Zaun fordert an dieser Stelle ein klein wenig Vorstellungskraft. Es geht darum, wie die Java-Befehle aussehen würden, wenn man sie auf dieser Wiese mit Werkzeug baute. Ich stelle mir immer eine abenteuerliche Konstruktion aus Zahnrädern, Federn, Gummibändern und all solchen Sachen vor. Vielleicht gibt es roboter-artige Greifarme, Magneten, Sensoren und Hamster in Laufrädern.
All diese Komponenten, die sinnbildlich für unsere Java-Befehle stehen, spielen zusammen und ergeben ein Programm. Viele Einzelkomponenten werden gebraucht, damit das Programm eine komplexe Aufgabe erfüllen kann. Diese Komponenten sind miteinander verbunden und erledigen nur in Zusammenarbeit ihre Pflicht.

Fazit

In diesem Artikel ging es darum, dass man mit vielen kleinen Teilen, nämlich Befehlen in der Sprache Java, einen größeren Zweck erfüllen kann, wenn diese Teile sinnvoll zusammen arbeiten.