Java Schnellstart – Operationen

Stell dir vor, du möchtest ein Software-System für eine Bank entwickeln. Dein System muss in der Lage sein, mit einer Vielzahl an Rechenoperationen umgehen zu können. In dieser Lektion lernst du, wie du mit Java rechnen kannst. Die folgenden Grundlagen haben nichts mit hoher Mathematik zu tun und sind leicht zu lernen. Präge dir diese Grundlagen gut ein, da du sie in der Programmierung immer wieder benötigst.

Welche Operatoren unterstützt Java?

Java unterstützt eine Vielzahl an Operatoren. Die wohl am meisten ausgeführten Operationen sind die arithmetischen Operationen. Das sind einfach die Rechenoperationen wie Plus, Minus, Mal, Geteilt sowie Modulo.

Java unterstützt auch weitere Operatoren wie bspw.

• logische Operatoren,
• Vergleichsoperatoren und
• Zuweisungsoperatoren.

In dieser Lektion befassen wir uns zunächst mit den arithmetischen Operatoren (+, -, *, /). Weitere nützliche Operatoren lernst du später kennen.

Grundrechenarten in Java:

Addition (+)

In Java kannst du Zahlen addieren, indem du das Pluszeichen (+) benutzt.

Nachfolgend findest du ein Code-Beispiel zur Addition:

int addition = 5 + 2;
System.out.println("Summe: " + addition);

Erklärung: Im obigen Code findest du eine einfache Addition der Zahlen 5 + 2.  Das Ergebnis dieser Zahlen (die Zahl 7) wird in einer sogenannten Variablen (mehr dazu in Kürze) mit dem Namen "addition" gespeichert.

Subtraktion

Eine Subtraktion funktioniert genauso wie das oben gezeigte Beispiel. Wir tauschen hier lediglich den Operator gegen das Minuszeichen (-).

int subtraktion = 8 - 4;
System.out.println("Summe: " + subtraktion);

Erklärung: Im obigen Code findest du eine einfache Subtratkion (Minus) der Zahlen 8 - 4.  Das Ergebnis dieser Zahlen (die Zahl 4) wird in einer sogenannten Variablen (mehr dazu in Kürze) mit dem Namen "subtraktion" gespeichert.

Multiplikation

Für die Multiplikation von zwei Zahlen verwendest du als Operator ein Sternchen (*):

int multiplikation = 2 * 3;
System.out.println("Summe: " + multiplikation);

Erklärung: Im obigen Code findest du eine einfache Multiplikation (Mal) der Zahlen 2 * 3.  Das Ergebnis dieser Zahlen (die Zahl 6) wird in einer sogenannten Variablen mit dem Namen "multiplikation" gespeichert.

Division

Kommen wir nun zur Division. Um zwei Zahlen in Java zu teilen, verwendest du den Schrägstrich (/).

int division = 8 / 2;
System.out.println("Divisions-Ergebnis: " + division);

Erklärung: Im obigen Code findest du eine einfache Division (Geteilt) der Zahlen 8 / 2.  Das Ergebnis dieser Zahlen (die Zahl 6) wird in einer sogenannten Variablen mit dem Namen "division" gespeichert.

Gut zu wissen: Das gezeigte Code-Beispiel zur Division benutzt den sogenannten Datentyp Integer ("int"). Ein Integer-Wert gibt immer ganze Zahlen zurück. Die Zahlen nach dem Komma werden abgeschnitten. Möchtest du dennoch mit Kommazahlen arbeiten, so musst du den Datentyp "int" in "double" oder "float" ändern. Näheres lernst du in einer Folgelektion zu Datentypen.

Modulo

Diesen Operator wirst du wahrscheinlich nicht so häufig verwenden, wie die anderen arithmetischen Operatoren. Der Modulo-Operator kann dennoch an manchen Stellen hilfreich sein. Eine Operation mit dem Modulo Operator teilt die Zahl wie bei dem Divisions-Operator, mit dem Unterschied, dass du nicht das Ergebnis der Division erhältst, sondern den Rest, der übrig bleibt. Schaue dir dazu folgendes Beispiele an:

• 20 % 3 = 2    (20 / 3 = 6 Rest 2)
• 30 % 3 = 0 (30 / 3 = 10 Rest 0)
• 3 % 2 = 1 (3 / 2 = 1 Rest 1)

In Java verwendest du für Modulo-Operationen das das Prozentzeichen (%):

int modulo = 20 % 3;
System.out.println("Modulo-Ergebnis: " + modulo);

Mehrere Rechenoperationen mischen

Du kannst auch Operationen, mit mehr als zwei Zahlen in Java durchführen. Hierbei gelten die altbekannten Rechengesetze:

• Klammern werden zuerst ausgewertet
• Punkt-Vor-Strich (/, *, %) hat Vorrang vor (+, -)

Du könntest also auch folgende Berechnung in Java durchführen:

 int verschiedeneOperationen = 20 + 3 * 5 - (8 + 8) / (8 - 4) + ((3 % 2) + 1) * 3;
 System.out.println("VerschiedeneOperationen-Ergebnis: " + verschiedeneOperationen);

Code-Aufgabe: Hilf Bauer Müller bei seinem nächsten Investment

Bauer Müller benötigt Hilfe bei seinem nächsten Investment. Er möchte ein neues Feld für seine Tiere kaufen.

Er besitzt derzeit folgende Tiere:

• 40 Kühe,
• 20 Schafe und
• 15 Schweine.

Der gesetzlich vorgeschriebene Platz beträgt:

• für Kühe 5x4m,
• für Schafe 3x2m und
• für Schweine 3x2m.

Bauer Müller möchte die gesetzlich vorgeschriebenen Größen für jedes Tier verdoppeln.

Ein Quadratmeter kostet den Bauern 200€.

Aufgabe: Wie viel muss Bauer Müller für sein neues Feld bezahlen? Mit einem Taschenrechner wäre die Aufgabe zu einfach. Benutze stattdessen Java, um ihm zu helfen.

[lp_spoiler title="Falls du die mathematische Formel nicht selbst errechnen möchtest, klicke hier." class="da"]

Lösungsweg:

• (40 Kühe * 5 Meter * 4 Meter) + (20 Schafe * 3 Meter * 2 Meter) + (15 Schweine * 3 Meter * 2 Meter)  = Benötigte Quadratmeter einfaches Feld
• Da er die vorgeschriebene Größe verdoppeln will, rechnen wir die obige Formel Mal 2
• Da der Quadratmeterpreis bei 200€ liegt, rechnen wir alles Mal 200 

Diese nachstehende Formel kannst du für deinen Java-Code übernehmen (entferne jedoch die Einheiten wie bspw. "Kühe" "Meter" usw.)

Fertige Formel: (40 Kühe * 5 Meter * 4 Meter) + (20 Schafe * 3 Meter * 2 Meter) + (15 Schweine * 3 Meter * 2 Meter)  * 2 * 200

[/lp_spoiler]

Code-Editor:

[lp_spoiler title="Lösung anzeigen" class="da"]

Eine mögliche Lösung:

class Main {
  public static void main(String[] args) {
  // (Feldgröße) * 2 * 200
  // * 2, weil Bauer Müller die gesetzlichen Vorgaben verdoppeln möchte.
  // * 200, weil ein Quadratmeter 200 € kostet  
  int kosten = (40 * 5*4 + 20 * 3*2 + 15 * 3*2) * 2 * 200;  
  System.out.println("Bauer Müller muss " + kosten + "€ zahlen.");
  }
}

[/lp_spoiler]

Fazit

Rechenoperatoren sind ein wichtiger Bestandteil jeder Programmiersprache. Du solltest sie dir auf jeden Fall gut einprägen.

Für die Addition verwendet man das Pluszeichen (+), für die Subtraktion das Minuszeichen (-), für die Multiplikation ein Sternchen (*), für die Divison ein Schrägstrich (/) und für Modulo, also die Division mit Rest, das Prozentzeichen (%).

Denke auch daran, dass in Java die gängigen Rechenregeln wie bspw. "Klammern zuerst" und "Punkt-vor-Strich" gelten, damit du keine Fehler machst. Solche Fehler sind bei längerem Code, relativ schwer zu finden.