Java Schulung für Umsteiger aus C#, Python und JavaScript

Was ist Java? Einordnung für Umsteiger:innen

• Java ist (k)eine Insel: Herkunft, Geschichte und Einsatzfelder von Backend bis Android
• Prinzipien: Bytecode, Plattformunabhängigkeit, statische Typisierung, Abwärtskompatibilität
• Komponenten: JDK, JVM und Standardbibliothek; Distributionen wie Temurin oder Corretto
• Syntax und Kompilierung: javac, .class-Dateien und JIT-Compiler im Vergleich zu C# und Python
• Speicherverwaltung: Heap, Stack und Garbage Collection mit G1 und ZGC
• Unterschiede zu C#, Python und JavaScript: Checked Exceptions, keine Properties, kein Operator-Overloading
• Release-Takt und LTS-Versionen: warum Projekte auf Java 17, 21 oder 25 laufen

Software installieren und Entwicklungsumgebung wählen

• Entwicklungsumgebung wählen: IntelliJ IDEA, VS Code mit Java-Erweiterungen oder Eclipse
• JDK 25 unter Windows und macOS installieren, JAVA_HOME und PATH setzen
• Mehrere JDK-Versionen parallel verwalten, z. B. mit SDKMAN! oder der IDE
• IntelliJ IDEA unter Windows und macOS installieren und mit dem JDK verbinden

Erste Schritte: Programme, Projekte und Pakete

• „Hello World“ in drei Varianten: kompakte Quelldatei, java Hello.java und klassische Klasse
• Argumente an eine Konsolenanwendung übergeben und über String[] args auswerten
• Klassen in Paketen organisieren: Verzeichnisstruktur, import, Sichtbarkeit auf Paketebene
• Java-Projekt in IntelliJ IDEA anlegen – gleich als Maven- oder Gradle-Projekt
• Rundgang durch IntelliJ IDEA: Navigation, Inspektionen, Refactorings und Tastenkürzel
• Java-API-Dokumentation lesen: Module, Pakete, @since und Javadoc direkt in der IDE

Variablen, Datentypen und Operatoren

• Primitive Variablen und ihre Wrapper-Klassen im Vergleich zu Werttypen in C#
• Numerische Primitive deklarieren und initialisieren: Literale, 1_000_000, Überlauf bei int
• Währungswerte mit BigDecimal und RoundingMode statt double darstellen
• Numerische Werte konvertieren: erweiternde und einschränkende Umwandlung, Casts
• Mathematische Operatoren und die Klasse Math, z. B. floorMod und addExact
• Boolesche Werte und Ausdrücke – ohne „truthy“ und „falsy“ wie in JavaScript oder Python
• Zeichenwerte mit char, Unicode und Codepoints außerhalb von 16 Bit
• Java-Operatoren im Überblick: Vorrang, ternärer Operator und Bitoperatoren
• Lokale Typinferenz mit var und ihre Grenzen

Objekt-Datentypen, Strings und Datum

• Objekt-Datentypen und Referenzen, null und Objects.requireNonNull
• Die unveränderliche String-Klasse: strip, isBlank, split, lines und repeat
• Primitive Werte in Strings umwandeln mit String.valueOf und Verkettung
• Zeichenketten aus mehreren Werten bauen: StringBuilder, String.join und Textblöcke
• String-Werte vergleichen mit equals, equalsIgnoreCase und compareTo statt ==
• Zahlen als Zeichenketten formatieren mit formatted, NumberFormat und Locale
• String-Werte parsen mit Integer.parseInt und BigDecimal, NumberFormatException behandeln
• Datum und Uhrzeit mit java.time: LocalDate, ZonedDateTime, Duration und Formatierer

Programmfluss und Methoden

• Bedingte Logik mit if/else und Pattern Matching für instanceof
• switch-Anweisung und switch-Ausdruck mit Pfeil-Syntax und mehreren Labels
• Schleifen: for, erweitertes for, while, do-while, break mit Label
• Wiederverwendbarer Code mit statischen und Instanzmethoden
• Methoden überladen und Varargs nutzen – warum Java keine Default-Parameter kennt
• Übergabe per Wert: Java kopiert immer, bei Objekten die Referenz – Folgen für Seiteneffekte

Ausnahmebehandlung und Fehlersuche

• Syntaxfehler und Laufzeitausnahmen; Hierarchie Throwable, Exception, Error
• Fehlersuche mit IntelliJ IDEA: bedingte Haltepunkte, Ausdrücke auswerten, Stacktraces
• Ausnahmen behandeln mit try/catch/finally und try-with-resources
• Mehrere catch-Blöcke und Multi-Catch mit |
• Eigene Ausnahmen auslösen: Checked oder Unchecked, Ursache mitgeben
• Hilfreiche Meldungen von NullPointerException lesen und Fehlerursachen eingrenzen

Eigene Klassen erstellen

• Kapselung: private Felder, Methoden als Schnittstelle, Getter nur wo nötig
• Eigene Klassen erstellen und instanziieren
• Daten in Instanzvariablen speichern: Initialisierung und Standardwerte
• Instanz- und statische Methoden deklarieren
• Konstruktoren und Konstruktorverkettung mit this(...)
• Statische Variablen als Konstanten mit static final
• Enum-Typen mit Feldern, Methoden und switch
• Verschachtelte, innere und anonyme Klassen – und Lambdas als kürzere Alternative
• Records für unveränderliche Datenobjekte mit generiertem equals, hashCode und toString
• Klassenbeziehungen als UML-Diagramm in IntelliJ IDEA visualisieren

Vererbung und Schnittstellen

• Vererbung und Polymorphie verstehen: dynamische Bindung zur Laufzeit
• Klassen erweitern mit extends, Methoden überschreiben mit @Override und super
• Schnittstellen erstellen und implementieren, Default- und statische Methoden
• Abstrakte Klassen und Methoden – und wann ein Interface besser passt
• equals und hashCode korrekt überschreiben
• Sealed Klassen im Überblick, Vertiefung in Moderne Java Programmierung

Datensammlungen, Generics und Lambdas im Einstieg

• Einfache Arrays verwenden: Arrays.sort, Arrays.toString, Arrays.asList
• Zweidimensionale Arrays anlegen und durchlaufen
• Größenveränderliche Listen mit ArrayList, Programmieren gegen das Interface List
• Ungeordnete Daten mit HashMap verwalten: put, getOrDefault, entrySet
• Sammlungen durchlaufen mit for-each und Iterator, ConcurrentModificationException vermeiden
• Generics lesen und nutzen: List<String>, Diamond-Operator, Typsicherheit statt Casts
• HashSet für eindeutige Werte und unveränderliche Sammlungen mit List.of
• Lambdas und Methodenreferenzen für Comparator und removeIf
• Streams im Überblick: filter, map, toList – Vertiefung in Moderne Java Programmierung

Allgemeine Java-Bibliotheken: Dateien und HTTP

• Die ursprüngliche Klasse java.io.File in Bestandscode lesen und ersetzen
• Dateien verwalten mit NIO.2: Path, Files.readString, Files.write und Files.walk
• Apache Commons IO FileUtils einordnen: was die Standardbibliothek heute selbst kann
• Textdatei über das Internet laden mit java.net.http.HttpClient

Build, Tests und Deployment

• Maven: pom.xml, Abhängigkeiten, Lebenszyklus und Wrapper mvnw
• Gradle mit Kotlin-DSL im Vergleich zu Maven
• Unit-Tests mit JUnit Jupiter und AssertJ schreiben und ausführen
• Code mit Javadoc dokumentieren und die Dokumentation erzeugen
• Klassen in JAR-Dateien verpacken, ausführbares JAR mit Main-Class im Manifest

Umstieg nach Java mit Copilot in VS Code

• Vorhandenen C#- oder Python-Code nach Java übertragen lassen und auf idiomatisches Java prüfen
• Leere catch-Blöcke und pauschales throws Exception in Java-Vorschlägen zurückweisen
• Erst den JUnit-Test schreiben, dann die Implementierung anfordern; ./mvnw test als Abnahme
• Vom Agenten ergänzte Abhängigkeiten im pom.xml auf Notwendigkeit und Version prüfen
• Genannte Methoden der Java-Standardbibliothek in der API-Dokumentation nachschlagen

Praxisprojekt: Haushaltsbuch mit CSV-Import

• Kontoauszug als CSV mit NIO.2 einlesen, Beträge als BigDecimal, Datum als LocalDate
• Buchungen als Records, Kategorien als Enum, Monatssummen in einer Map
• Fehlerhafte Zeilen über eine eigene Ausnahme melden, Auswertung per Kommandozeilenargument steuern
• Maven-Projekt mit JUnit-Tests und Auslieferung als ausführbares JAR