Ohjelmointityö

1. Ohjelmointityö Leena Lahtinen 17.1.2011

2. Yleistä ohjelmoinnista • Tietokoneessa kaikkea toimintaa ohjaa juuri sitä tehtävää varten tehty ohjelma • Ohjelman tulee käsitellä sille syötettyjä tietoja, käsitelläne ja tuottaa halutut lopputulokset • IPO – käsite • Erilaiset ohjelmat: varusohjelmat, työvälineohjelmat, jne. • Ohjelman laadukkuus ja standardin mukaisuus • Looginen ajattelu • Ohjelman suunnittelu on se työ, jolla ohjelman teko aloitetaan

3. Ohjelman tieto eli muuttuja • Ohjelman tärkein elementti on yksittäinen tieto • Tietoa on monenlaista • Tiedosta pitää tietää: • Tiedon tyyppi –> numeerinen / aakkosnumeerinen • Tiedon kokomäärite • Ohjelmaa varten kullekin tiedolle annetaan nimi, sillä se on juuri se väline, jolla ohjelma käsittelee ko. tietoa • Tiedon nimi on sama asia kuin käsite muuttuja • Ohjelma käsittelee tietoja siis muuttujien avulla

4. Ohjelman tieto eli muuttuja • Muuttuja sisältää vaihtuvia tietoja ohjelman suorituksen aikana • Muuttujan nimen tulee olla kuvaava eli kertoa siitä tiedosta, jota se sisältää • Nimen ohjelmoija keksii itse • Koska tiedon kuvaus voi olla pitkä, niin nimeksi valitaan sopiva lyhenne ko. asiasta • Nimen tulee olla yksilöivä • Nimen kirjoitusasuun liittyy säännöksiä • Kaikki ohjelman muuttujat määritellään ohjelman alussa eli Määritysosassa

5. Ohjelman tieto eli muuttuja • Ohjelmassa voidaan käyttää myös muuttujaa, jonka arvoa ei voi muuttaa ohjelmassa • Näitä muuttujia kutsutaan vakioiksi • Muuttuja saa ohjelmassa arvon seuraavasti: • Alkuarvona jo Määritysosassa • Sijoitusoperaatiossa • Käyttäjältä pyydetään arvo • Laskukaavan tuloksena • Kun muuttuja saa arvon, niin entinen mahdollinen sisältö häviää kokonaan pois, eikä sitä saa enää takaisin (ole varovainen)

6. Ohjelman kaksi osaa • Ohjelmaan alkuun sijoitetaan muuttujien määritykset luettelona • Tämä osa on nimeltään Määritysosa • Tämän jälkeen alkaa varsinainen ohjelman koodiosa, jota on nimeltään Toimintaosa • Javassa on mahdollista määritellä muuttujia myös toimintaosassa

7. Ohjelman 5 perustoimintaa • Näitä toimintoja yhdistelemällä tehdään kaikki tämän kurssin ohjelmat • 1. Tiedon kirjoitus • 2. Tiedon lukeminen • 3. Tiedon sijoitus • 4. Aritmeettiset laskutoimitukset • 5. Ehtolause eli tiedon vertaus

8. Tiedon kirjoitus • Tämä toiminto tehdään silloin kun näyttöruudulle halutaan lähettää ohjelmasta jokin teksti • Ohjelmoija muotoilee tekstin halutun kaltaiseksi • Teksti voi olla pelkkä merkkijono tai sisältää sekä merkkijonoja että muuttujanimiä • Esimerkki suunnitteluvaiheessa: • TULOSTA ”Elämä on” • TULOSTA ”Palkkasi on ” netto ” ja veron määrä on ” vero

9. Tiedon lukeminen • Ohjelmaan luetaan tietoja muuttujien sisällöksi • Tieto pyydetään käyttäjältä, joka näppäilee tiedon näppäimistölle ja painaa ENTER – painiketta, samalla tieto tallentuu sille tarkoitetun muuttujan sisällöksi • Vastaanottavan muuttujan tietotyypin pitää olla oikea, jotta sijoitus onnistuu halutusti • Esimerkki suunnitteluvaiheessa : • PYYDÄ etunimi • PYYDÄenimi, snimi

10. Tiedon sijoitus • Muuttujan sisällöksi sijoitetaan tietoa • Sijoituksen onnistumisen edellytyksiä: • Tietotyyppi on oikea • Tiedon kokoluokka on oikea • Muuttujaan voidaan sijoittaa: • Literaali eli merkkijono tai matemaattinen luku • Toisen muuttujan sisältö • Sijoituslauseen muoto ja operaattori: • Vastaanottava muuttujanimi = literaali tai muuttujanimi • Esimerkki suunnitteluvaiheessa: • etunimi = ”Matti” • etunimi = enimi

11. Aritmeettiset laskutoimitukset • Perusohjelmoinnissa käytetään vain seur. laskutoimituksia: • + yhteenlaskun merkki • -vähennyslaskun merkki • *   kertolaskun merkki • /jakolaskun merkki • % jakojäännöksen laskennan merkki • Sulkumerkit matematiikan sääntöjen mukaan • Satunnaisluku • Laskennan tulos sijoitetaan aina jonkin muuttujan sisällöksi (vrt. tiedon sijoitus)

12. Ehtolauseen muodostus • Ohjelmassa tulee tilanteita, joissa täytyy verrata tietoja keskenään • Ehtolauseen muodostus on hyvin vaativa toimenpide, sillä ehtolauseita on monenlaisia • Ehtolause kirjoitetaan sulkujen sisälle • Yksikertainen ehtolause • Yhdistetty ehtolause, jossa käytetään määreitä JA sekä TAI • Ehtolauseen vastaus on aina joko totta (true) tai ei totta eli epätosi (false)

13. Ehtolauseen muodostus • Esimerkki suunnitteluvaiheessa: • Yksinkertainen ehto • (vuosi > 2005) • (vuosi < vv) • (kk == 12) • (kk == kuukausi) • Yhdistetty ehto: • (vv > 2000 ja summa > 15) • (ikä >= 18 ja ikä <= eläkeikä) • (merkki == ”C4” tai merkki == ”C5”) • (määrä > 6 tai alaraja < 0)

14. Ohjelman 3 perusrakennetta • Ohjelmakoodin teossa tarvitaan kolmea erilaista rakennetta • Niitä ovat: • Peräkkäisrakenne • Valintarakenne • Toistorakenne • Näiden rakenteiden oikeaoppinen käyttö on ensiarvoisen tärkeää, sillä siten säästytään monelta turhalta virheeltä • Näin tehdään myös standardia koodia, jota muutkin ymmärtävät

15. Peräkkäisrakenne • Peräkkäisrakenne ohjelmassa tarkoittaa sitä, että ohjelman toimintoja suoritetaan peräkkäin ohjelman alusta alkaen loppuun asti • Ohjelman toiminnot kirjoitetaan siis peräkkäisinä toimenpiteinä • Ohjelma aloittaa ensimmäisestä komennosta ja lopettaa viimeiseen • Missään vaiheessa ohjelma ei palaa alkuun päin eli jo kerran tehtyyn toimenpiteeseen ei palata (tässä näkee erilaisia ”vippaskonsteja, mutta ne eivät kuulu hyvään ohjelmointitapaan)

16. Valintarakenne • Ehtolauseen vastauksen (tosi / epätosi) mukaan tarvitaan rakenne, jolla voidaan hoitaa molemmat tilanteet hallitusti • Valintarakenne hoitaa tämän asian • Valintarakenteen erityissäännöt: • Ehtolause kirjoitetaan salmiakkiruutuun • Tähän ruutuun tulee yksi nuoli • Ruudusta lähtee aina kaksi nuolta (tosi / epätosi): • Tosi-osaan tulee toiminnot, jotka tehdään silloin, kun ehto on tosi • Epätosi-osaantulee toiminnot, jotka tehdään silloin, kun ehto on epätosi • Lopuksi linjat kohtaavat toisensa ja ohjelma jatkuu siitä kohdasta eteenpäin

17. Valintarakenne • Valintarakenne sisältää aina tosi-osan joten rakenna ehto niin, että tämä on mahdollista • Epätosi-osa voi myös puuttua, jolloin se osa korvataan vain tyhjällä viivalla • Seuraavassa esimerkissä on vain tosi-osa:

18. Valintarakenne • Seuraavassa esimerkissä on mukana molemmat osat:

19. Toistorakenne • Toistorakennetta käytetään silloin, kun jotain tiettyä toimintokokonaisuutta halutaan toistaa monta kertaa • Näitä rakenteita on käytössä kolme eri tyyppistä rakennetta, joiden käyttötarkoitus määrää sen, mikä rakenne valitaan • Rakenteet ovat: • Lukumäärällinen toistorakenne (toistojen määrä tiedetään) • Toistorakenne, jonka toistumismäärää ei tiedetä ja se voi olla 0 – n. kappaletta • Toistorakenne, joka suoritetaan kerran ja sen jälkeen ei voida tietää, montako kertaa toisto tehdään

20. Toistorakenne • Suunnitteluvaiheessa voimme käyttää yleensä yhtä kuvausmenetelmää toistorakenteelle • Javassa näille tilanteille on omat komentonsa • Esimerkki suunnitteluvaiheessa: