Johdanto

Ohjelmoinnin opiskelua harkitseva tietää harvoin kuinka riippuvainen yhteiskuntamme on ohjelmoijien tuottamista ohjelmistoista. Ilman ohjelmistoja yhteydenpito, kaupankäynti, matkustaminen ja niin edelleen olisi monimutkaisempaa. Puhelimet eivät toimisi tai niitä olisi vain muutamia, verkkopankkeja saatikka pankki- tai luottokortteja ei olisi, matkojen varaaminen ja henkilöasiakirjojen käyttäminen ei onnistuisi verkon yli, ja terveydenhuoltopalveluissa sähköisistä palveluista kuten e-reseptistä tai potilastietojen nopeasta siirtämisestä osastojen ja sairaaloiden välillä voisi vain unelmoida. Wikipediaa tai hakukoneita ei myöskään olisi ja tiedon hakeminen tapahtuisi sana- ja tietokirjoista.

Digitalisaatio -- eli digitaalisen tietotekniikan yleistyminen arkielämässä -- muuttaa ihmisten arkea. Fyysiset tuotteet muuttuvat sähköisiksi, jolloin esimerkiksi uutisten jakaminen on nopeampaa ja edullisempaa. Digitaaliset palvelut eivät ole paikkasidonnaisia, jolloin niitä voidaan viedä kansainvälisille markkinoille ja toisaalta digitaalista työtä tekevien työntekijöiden ei tarvitse aina olla fyysisesti samassa paikassa. Perinteistä tuotantoa voidaan myös tehostaa, sillä erilaiset digitaaliset seurantamekanismit kuten varastonhallinta ja niistä kertyvän tiedon analyysi mahdollistavat tuotannon kohdentamisen tarveperustaisesti.

Tämä on johtanut tilanteeseen, missä työnkuvia katoaa ja työnkuvia syntyy. Samalla tieto siitä, mitä digitalisoituvien tehtävien suorittaminen vaatii katoaa järjestelmien syövereihin. Joitakin vuosikymmeniä sitten puhelujen yhdistämiseen tarvittiin ihmistä, kun nykyään puhelujen yhdistämisen hoitavat ohjelmistot. Joitakin vuosikymmeniä sitten toisaalta mobiilisovellusten kehittäjiä, data-analyytikkoja tai vaikkapa bloggaajia ei ollut lainkaan. Palveluiden muuttuminen sähköiseksi myös piilottaa niihin liittyvää monimutkaisuutta. Kun olet esimerkiksi lähdössä lentomatkalle ja teet lähtöselvitystä verkossa olevalla lomakkeella, lomakkeen lähettäminen aiheuttaa kymmenten järjestelmien välisen vuoropuhelun. Nimeesi ja henkilötietoihisi liittyvät merkinnät käydään läpi, passisi tilanne ja mahdollisten viisumien voimassaolo tarkistetaan, lentosi tilanne tarkastetaan, aiemmat lentosi käydään läpi, paikkavarauksesi menee paikkavarauksia hallinnoivaan järjestelmään, lentoyhtiöihin liittyvät kanta-asiakkuutesi käydään läpi, lentokoneeseen tankattavan polttoaineen määrää päivitetään ja niin edelleen.

Vaikka digitalisaatio voi tehostaa toimintaa muunmuassa vapauttamalla työntekijän helposti automatisoitavista tehtävistä, on digitalisaatiossa myös haasteita. Sähköisten järjestelmien käytön oppiminen ei ole aina helppoa ja työnkuvien muutoksen vaatima jatkuva uudelleenkouluttautuminen on uudenlainen koulutukseen liittyvä haaste. Innokkuus sähköisten palveluiden käyttöönotossa vähentää myös perinteisiä palveluita -- kukapa ei esimerkiksi olisi kuullut pankkipalveluiden digitalisoitumisen ja kassapalveluiden vähentymisen sivuvaikutuksena tuomista pitkistä pankkijonoista. Sähköiset palvelut ovat ihmisten tekemiä ja harvoin virheettömiä. Harva ei ole kuullut huonosti toimivista ohjelmistoista.

Tietojenkäsittelytieteilijät ja laajemmin ohjelmistotekniikan ammattilaiset ovat digitaalisten palveluiden arkkitehtejä. Vastuullamme on näiden järjestelmien toteutus siten, että ne toimivat mahdollisimman hyvin järjestelmien kohdeyleisölle -- myös niille, jotka eivät ole tottuneet käyttämään vastaavia järjestelmiä. Järjestelmien loppukäyttäjät harvoin tietävät kuka tai ketkä ovat toteuttaneet kyseiset järjestelmät -- harva on kuullut esimerkiksi Margaret Hamiltonista, joka kirjoitti ihmisiä kuuhun vieneen ohjelman.

Ohjelmointia voidaan ajatella nykyajan käsityöläistaitona, ja ohjelmistoalan työläisiä on maailmassa kymmeniä miljoonia. Tälle modernille käsityöläistaidolle on myös kysyntää -- esimerkiksi Tivi uutisoi vuonna 2016 aiheesta otsikolla "It-osaaja pääsee töihin vaikka heti". Ohjelmistojen ja digitaalisten järjestelmien ymmärryksen tarve näkyy myös nykyään kaikkialla -- ohjelmoinnin alkeita opetetaan jo peruskoulussa, ja samalla esimerkiksi moderni tiede hyödyntää enemmän ja enemmän tiedon analysoinnissa käytettäviä ohjelmistoja sekä ohjelmistoalan innovaatioita. Esimerkiksi meteorologit, fyysikot ja kemistit käyttävät ohjelmistoja ja ohjelmoivat työssään. Myös kasvatustiede ja opetusala hyödyntää digitalisaation tuomia mahdollisuuksia yhä enemmän.

Tällä kurssilla otat ensiaskeleet ohjelmointiin. Opit kirjoittamaan ohjelmia ja ymmärtämään niiden toimintaa. Tulet jäsentämään ohjelmissa olevia osakokonaisuuksia pieniksi paloiksi ja esittämään ohjelmissa esiintyviä käsitteitä yhteistoiminnassa toimivina palasina. Käsitteet kuten muuttuja, ehtolause, toistolause, luokka ja olio ovat kurssin lopuksi hyvin tuttuja, ja tiedät myös hieman algoritmiikasta sekä ohjelmistojen testaamisesta. Kurssin jälkeen saatat myös ajatella yhteiskunnan palveluita ohjelmoijan näkökulmasta ja pohdit niiden toimintaa (tai toimimattomuutta) ohjelmistojen tarjoamien mahdollisuuksien ja rajoitteiden näkökulmasta.

Kurssi on tarkoitettu ohjelmoinnin alkeiskurssiksi kohdeyleisöä sen laajemmin rajoittamatta. Kurssi on samalla yksi ensiaskelista tietojenkäsittelytieteen opintoihin. Kurssin jälkeen ja kurssin aikaan kannattaa harkita muunmuassa kursseja Tietokantojen perusteet, Ohjelmistotekniikan menetelmät, Tietorakenteet ja algoritmit, sekä Johdatus yliopistomatematiikkaan.

Ohjelmoija kirjoittaa lähdekoodia

Ohjelmointi on ohjelmistojen suunnittelua ja toteutusta. Toteutettava toiminnallisuus määräytyy ohjelmiston tilaajien ja käyttäjien toiveiden ja vaatimusten perusteella. Ohjelmia toteutetaan (eli kirjoitetaan tai "koodataan") tyypillisesti ihmisten kirjoitettavaksi ja luettavaksi tarkoitetulla ohjelmointikielellä. Ohjelmointikieliä on satoja ja tällä kurssilla keskitytään näistä kielistä yhteen. Kurssin kielenä on Java, joka on yksi maailman eniten käytetyistä ohjelmointikielistä. Javaa tuntevan on myös helppo oppia uusia ohjelmointikieliä.

Ohjelmointikielet kuten Java tarjoavat suuren määrän valmiita komentoja, joita ohjelmoija käyttää ohjelmistoja luodessa. Tämä helpottaa ohjelmointia, sillä aivan kaikkea ei tarvitse toteuttaa alusta lähtien. Esimerkiksi graafisia käyttöliittymiä toteutettaessa ohjelmointikielillä on tyypillisesti valmiita toiminnallisuuksia erilaisten valikoiden ja näkymien luomiseen. Iso osa ohjelmoinnista onkin ohjelmointikielen valmiiksi tarjoamien komentojen soveltamista ongelmien ratkaisuissa.

Kirjoitettua "koodia" kutsutaan lähdekoodiksi. Lähdekoodi koostuu lauseista (statement) ja lausekkeista (expression), joita yleensä voidaan lukea rivi riviltä ylhäältä alaspäin ja vasemmalta oikealle. Esimerkiksi tekstin "Hei maailma" tulostuksessa käytetään Java-ohjelmointikielellä valmista komentoa System.out.println(), jolle kerrotaan sulkujen sisälle tulostettava teksti.

System.out.println("Hei maailma");

Lause System.out.println on Java-ohjelmointikielen valmiiksi tarjoama komento, jota käytetään merkkijonon tulostamiseen. Komento käytännössä käskee tietokonetta tulostamaan sille sulkeiden sisällä hipsuissa annetun merkkijonon. Komennon pääte ln on lyhenne sanasta line, eli komentoa käyttämällä merkkijonon jälkeen tulostetaan myös rivinvaihto. Lauseen loppuun kirjoitetaan puolipiste ;.

Java-ohjelmat vaativat toimiakseen kurssin aikana tutuksi tulevan rungon. Ohjelman runko on seuraavanlainen.

public class Esimerkki {
    public static void main(String[] args) {

        // Tänne kirjoitetaan ohjelman käyttämät lauseet
        System.out.println("Tulostettava teksti");

    }
}

Yhdenkin merkin puuttuminen voi johtaa ohjelmoidessa virhetilanteeseen. Ohjelmoija saattaa vahingossa esimerkiksi syöttää pilkun pisteen sijaan, kirjoittaa vaikkapa printin sanan println sijaan, jättää tulostettavasta merkkijonosta hipsut pois, tai unohtaa komentoa seuraavan puolipisteen. Jokainen edelläolevista esimerkeistä johtaa virhetilanteeseen, missä ohjelman suoritus ei onnistu.

Ohjelmien kirjoittaminen on siis hyvin tarkkaa. Alla on annettuna esimerkkiohjelma ja osittain valmis ohjelma. Täydennä osittain valmista ohjelmaa siten, että se vastaa esimerkkiohjelmaa merkki merkiltä.

Mikäli yllä oleva ohjelma olisi toteutettu ohjelmointiympäristössä, voisi ohjelman suorittaa. Tällöin tietokone tulostaisi merkkijonon "Tulostettava teksti".

Tietokone suorittaa ohjelman

Kun ohjelmoija haluaa kokeilla toimiiko hänen kirjoittamansa lähdekoodi, hän suorittaa ohjelman. Ohjelman suorittamiseen tarvittavat askeleet riippuvat käytetystä ohjelmointikielestä, mutta pääpiirteisesti askeleita on kaksi. Ensin lähdekoodi käännetään konekieliseen muotoon, jonka jälkeen ohjelma suoritetaan.

Lähdekoodin kääntäminen konekieliseen muotoon tapahtuu ohjelmointikielikohtaisella kääntäjällä, joka on myös ohjelma. Tämän jälkeen konekielinen ohjelma käynnistetään, eli siinä olevat käskyt suoritetaan yksi kerrallaan tietokoneen sisällä olevalla konekielisten käskyjen suorittamiseen erikoistuneella yksiköllä eli prosessorilla.

Ohjelman suorittamiseen liittyvät askeleet ovat ohjelmointikielikohtaisia. Edellä kuvattu lähdekoodin kääntäminen konekieliseen muotoon tapahtuu esimerkiksi C-ohjelmointikielessä, kun taas Java-ohjelmointikielessä ohjelma käännetään Java-ohjelmointikielen tavukoodiksi, jonka Java-kielen tulkki sitten suorittaa. Jotkut ohjelmointikielet kuten PHP ja Python ovat toisaalta sellaisia, että niitä ei käännetä lainkaan, vaan vaan ohjelmointikielen tulkki suorittaa komennot yksi kerrallaan.

Nämä askeleet vaikuttavat siihen, miten ja milloin ohjelmien virheet ilmenevät. Mikäli ohjelma käännetään ennen suoritusta, kääntämiseen käytettävä ohjelma voi etsiä tyypillisiä virheitä. Mikäli ohjelma tulkataan ilman käännöstä, virheet nousevat esiin vasta suorituksen aikana tai suorituksen epäonnistuessa. Tämä vaikuttaa myös ohjelmoinnissa käytetyn ohjelmointiympäristön tarjoamiin vinkkeihin -- jotkut ohjelmointiympäristöt kääntävät kirjoitettavaa ohjelmaa jatkuvasti konekielelle, jolloin ohjelmoija saa palautetta ohjelmassa olevista virheistä heti. Toisissa ohjelmointikielissä tätä mahdollisuutta taas ei ole, jolloin ohjelmointiympäristöjen tarjoamat vinkit ovat vähäisemmät.

Mitä tahansa ohjelmia voidaan kirjoittaa tekstieditorissa, joka ei muotoile tekstiä. Tällaisia tekstieditoreita ovat esimerkiksi Notepad. Ohjelmia kirjoitetaan kuitenkin tyypillisemmin ohjelmointiympäristöissä, jotka ovat ohjelmien kirjoittamisen tukemiseen erikoistuneita ohjelmia. Nämä mahdollistavat muunmuassa käännösvirheiden automaatisen näyttämisen käyttäjälle sekä ohjelman suorittamisen ohjelmointiympäristön sisällä. Tällä kurssilla käytetään ohjelmointiympäristöä nimeltä NetBeans, jota varten on kehitetty tehtävien lataamiseen, testaamiseen ja lähettämiseen käytettävä liitännäinen.

Tulostaminen ja lukeminen

Ohjelmarunko

Java-ohjelmat vaativat toimiakseen ohjelmarungon. Ohjelmarunko on seuraavanlainen.

public class Esimerkki {
    public static void main(String[] args) {

        // Tänne kirjoitetaan ohjelman käyttämät lauseet
        System.out.println("Tulostettava teksti");
    }
}

Ohjelmarunkomme sisältää Java-ohjelmointikielelle oleellisia osia. Ohjelman suoritus alkaa riviä public static void main(String[] args) { seuraavalta riviltä ja päättyy sulkevaan aaltosulkuun }. Lauseet suoritetaan yksi kerrallaan. Tällä hetkellä ainoa suoritettava lause on System.out.println("Tulostettava teksti");, mikä tulostaa tekstin "Tulostettava teksti".

Tulemme myöhemmin tutustumaan tarkemmin sanojen public class ja public static void merkitykseen.

Jatkossa materiaalin esimerkeissä ei aina erikseen näytetä ohjelmarunkoa, mutta voit olettaa, että se tarvitaan.

Materiaalin esimerkeissä ei käytetä aina ohjelmarunkoa, mutta voit olettaa, että se tarvitaan aina. Esimerkit voivat siis olla esimerkiksi yhden rivin mittaisia kuten alla oleva tulostusesimerkki.

System.out.println("Hei maailma!");

Todellisuudessa yllä oleva esimerkki näyttää Java-kielisellä ohjelmalla kuitenkin seuraavalta.

public class Esimerkki {
    public static void main(String[] args) {

        // Tänne kirjoitetaan ohjelman käyttämät lauseet
        System.out.println("Hei maailma!");
    }
}

Tulostuskomento

Ensimmäinen komento, jonka opimme on tulostuskomento. Komento System.out.println("Hei maailma"); tulostaa tekstin "Hei maailma". Tulostettavaa tekstiä voi vaihtaa mielivaltaisesti, kunhan komento System.out.println("mielivaltainen teksti"); -- eli System piste out piste println sulut auki ( "teksti" sulut kiinni ) ja puolipiste ; pysyy muuttumattomana.

Kuten johdannossa todettiin, Lause System.out.println on Java-ohjelmointikielen valmiiksi tarjoama komento, jota käytetään merkkijonon tulostamiseen. Komento käytännössä käskee tietokonetta tulostamaan sille sulkeiden sisällä hipsuissa annetun merkkijonon. Komennon pääte ln on lyhenne sanasta line, eli komentoa käyttämällä merkkijonon jälkeen tulostetaan myös rivinvaihto. Lauseen loppuun kirjoitetaan puolipiste ;.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hei maailma!");
    }
}

Alla oleva tekstialue on materiaalissa käytettävä esimerkki ohjelman tuottamaan tulostukseen. Yllä oleva ohjelma tuottaisi siis tulostuksen "Hei maailma!". Voit kokeilla kaikkia materiaalin esimerkkejä ohjelmointiympäristössä olevassa "Hiekkalaatikko"-nimisessä tehtäväpohjassa.

Hei maailma!

Alla on kurssin ensimmäiset ohjelmointitehtävät. Ensimmäinen tehtävä -- "Hiekkalaatikko" -- on oikeastaan ympäristö, missä voit tehdä omia kokeilujasi. Toisessa tehtävässä -- "Ada Lovelace" teet jo määrättyjä asioita.

Ohjelmointitehtävien tehtävänannot löytyvät kurssimateriaalista (eli materiaalista mitä juuri luet). Tehtävänannon saa auki klikkaamalla tehtävänannon otsikkoa (alla "Ada Lovelace"). Tehtäväpohjat löytyvät TMC:stä (asennusohjeet yllä kohdassa "Ohjelmoinnin aloittaminen").

Voit katsoa ohjeet aloittamiseen myös seuraavalta videolta.

public class Hiekkalaatikko {

    public static void main(String[] args) {
        // Kirjoita ohjelmasi tähän alle

    }
}

public class Nimi {

    public static void main(String[] args) {
        // Kirjoita ohjelmasi tähän alle

    }
}

Ada Lovelace

Tehtävänannoissa olevat toiveet tulostusmuodosta ovat tarkkoja. Jos tehtävänannossa toivotaan esimerkiksi että ohjelma tulostaa sulun toisen rivin ensimmäiseksi merkiksi, ei sulkua saa jättää tulostamatta.

Ohjelmia rakennetaan komento komennolta, missä jokainen komento tulee uudelle rivilleen. Alla olevassa esimerkissä komento System.out.println esiintyy kahdesti, joka tarkoittaa sitä että ohjelmassa suoritetaan kaksi tulostuskomentoa.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hei maailma!");
        System.out.println("... ja maailmankaikkeus!");
    }
}

Yllä olevan ohjelman tulostus on seuraava.

Hei maailma!
... ja maailmankaikkeus!

Lyhenne "sout"

Komennon System.out.println("...") kirjoittaminen voi olla melko työlästä. Kokeile kirjoittaa NetBeans:iin (main:in sisään) tyhjälle riville sout ja paina tabulaattoria (näppäin q:n vasemmalla puolella). Mitä tapahtuu? Tämä pieni apuväline säästänee jatkossa runsaasti aikaasi.

Alla oleva animaatio kuvaa sout-komennon käyttöä. Kun käyttäjä on kirjoittanut sout, hän painaa tabulaattoria. Taikatemppu!

public class OlipaKerran {

    public static void main(String[] args) {

    }
}

Olipa kerran... on ranskalainen opetusanimaatiosarjojen kokoelma.
Kokoelmaan kuuluu seitsemän erillistä sarjaa, jotka käsittelevät
eri tiedonaloja. Useimmat sarjoista liittyvät historiaan; Olipa
kerran ihminen keskittyy ihmiskunnan historiaan ja kehitykseen,
kun muut kertovat erityisistä historian alueista, kuten
löytöretkeilijöistä tai keksijöistä.

Tarkalleen ottaen komento System.out.println("merkkijono"); tulostaa tekstin "merkkijono" sekä rivinvaihdon. Rivinvaihdon voi halutessaan tulostaa myös erikoismerkillä \n, joka kirjoitetaan osaksi tulostettavaa merkkijonoa. Esimerkiksi seuraavan tulostuksen saa aikaan ainakin kahdella eri tapaa.

Hei maailma!
... ja maailmankaikkeus!

Toinen vaihtoehto on kahden System.out.println-komennon käyttäminen, yksi kummallekin riville. Toinen on yhden System.out.println-komennon käyttäminen siten, että tulostettava merkkijono sisältää rivinvaihtomerkin \n. Tämä näyttäisi ohjelmassa seuraavalta.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hei maailma!\n... ja maailmankaikkeus!");
    }
}

public class OlipaKerranMaa {

    public static void main(String[] args) {

    }
}

Olipa kerran maa valmistui vuonna 2008. Sarja käsittelee
luontoympäristön suojelemista ja varoittaa maailmanlaajuisesta
ilmastonlämpenemisestä, kasvihuoneilmiöstä, saasteista ja
niin edelleen.

Mikäli merkkijonosta muodostuu hyvin pitkä, voi sen pilkkoa useampaan osaan. Tämä tapahtuu rajaamalla jokainen merkkijonon osa hipsuilla ja yhdistämällä osat +-merkillä. Tällöin tulostettavan merkkijonon voi esittää useammalla rivillä, vaikka tulostuskomentoja olisi vain yksi.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hei maailma!\n"
        + "... ja maailmankaikkeus!");
    }
}

Komennon osia ja terminologiaa

Olemme käyttäneet lausetta System.out.println("tulostettava"); merkkijonon tulostamiseen. Tulostuslause tulostaa sekä hipsuissa olevan merkkijonon että rivinvaihdon. Jos merkkijonon haluaa tulostaa ilman rivinvaihtoa, käytetään komentoa System.out.print("tulostettava");.

Tulostamiseen on kaksi lausetta:

• System.out.println("sana"); tulostaa tekstin "sana" ja loppurivinvaihdon
• System.out.print("sana"); tulostaa tekstin "sana" ilman loppurivinvaihtoa

Tulostettavan tekstin osana voi olla erikoismerkkejä, joista tärkein on rivinvaihto. Rivinvaihto ilmaistaan kenoviivalla ja n-merkillä seuraavasti: \n. Erikoismerkkejä on muitakin.

System.out.println("Ensimmäinen\nToinen\nKolmas");

Yllä oleva lause tulostaa seuraavaa:

Ensimmäinen
Toinen
Kolmas

Komennon parametrit

Tulostuslauseen tulostama tieto eli komennon parametrit annetaan tulostuskomennolle lisäämällä ne lauseen perässä olevien sulkujen () sisään. Esimerkiksi System.out.println -komennon parametriksi annetaan merkkijono hei hipsujen sisällä seuraavasti: System.out.println("hei").

Puolipiste erottaa lauseet toisistaan

Puolipisteellä ; erotetaan lauseet toisistaan. Voisimme oikeastaan kirjoittaa koko ohjelman yhdelle riville -- mikä ei kuitenkaan ole kovin ymmärrettävää.

System.out.print("Hei "); System.out.print("maailma"); System.out.print("!\n");

Hei maailma!

Vaikka yllä oleva esimerkki toimii, on rivinvaihtojen käyttö tärkeää muita ohjelmoijia ajatellen. Tällöin ohjelman lukija tietää, että kullakin rivillä tehdään vain yksi konkreettinen asia.

Lohko

Lohkolla tarkoitetaan aaltosulkujen rajaamaa aluetta. Ohjelmissamme näitä on tyypillisesti useita. Ohjelman sisältävä lähdekooditiedosto sisältää merkkijonon public class Ohjelma, jota seuraa lohkon avaava aaltosulku. Lohko päättyy sulkevaan aaltosulkuun. Ohjelma sisällä voi olla useita lohkoja.

Esimerkiksi ohjelman käynnistämiskohdan määrittelevä merkkijono public static void main(String[] args) määrittelee oman lohkon, jonka sisällä oleva lähdekoodi suoritetaan kun ohjelma käynnistetään.

Alla olevassa kuvassa on näytettynä Ohjelma-nimisen luokan rajaama lohko. Lohko alkaa merkkijonon public class Ohjelma jälkeen alkavasta aaltosulusta ja päättyy viimeiseen aaltosulkuun.

Yllä olevan esimerkin lohko sisältää toisen lohkon. Tämä lohko alkaa merkkijonosta public static void main(String[] args) ja sisältää ohjelman käynnistymisessä suoritettavan lähdekoodin.

Laajemmin lohkojen merkitystä voi ajatella suoritettavan ohjelman rakenteen kuvaajina. Merkkijonosta public class Ohjelma alkava lohko sisältää koko ohjelman rakenteen, kun taas merkkijonosta public static void main(String[] args) alkava lohko sisältää ohjelman käynnistyksen jälkeen suoritettavan lähdekoodin.

Lohko rajataan aina aaltosuluilla, ja aaltosuluille tulee löytyä aina pari. Tietokone ei esimerkiksi ymmärtäisi seuraavanlaista ohjelmaa, sillä siitä puuttuu yksi aaltosulku.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {

        // Tänne voit kirjoittaa ohjelmakoodia. Ohjelmasi voit ajaa
        // valitsemalla menusta Run->Run File tai painamalla Shift+F6


}

Kommentit

Lähdekoodia voi kommentoida selkeyttääkseen sitä tai lisätäkseen muistiinpanoja kahdella eri tavalla.

• Yhden rivin kommentit aloitetaan kahdella vinoviivalla, //. Kaikki kahta vinoviivaa seuraava samalla rivillä oleva teksti tulkitaan kommentiksi.
• Useamman rivin kommentit aloitetaan yhdellä vinoviivalla ja tähdellä /* ja lopetetaan tähdellä ja vinoviivalla */. Kaikki useamman rivin kommentin aloittavan ja lopettavan alueen välillä tulkitaan kommentiksi.

Alla on esimerkki ohjelmasta, jossa kumpikin kommenttityyppi on käytössä.

public class Kommentteja {
    public static void main(String[] args) {

        // Tulostetaan
        System.out.println("Tulostettava teksti");
        System.out.println("Lisää tulostettavaa!");

        /*
        Seuraavaksi:
         - lisää tulostamisesta
         - lisää harjoittelua
         - muuttujat
         - ...
        */

        // System.out.println("Muuta tulostettavaa");
    }
}

Esimerkin alin rivi esittelee erityisen kätevän käyttökohteen kommenteille. Kirjoitettua lähdekoodia ei tarvitse poistaa jos haluaa tilapäisesti kokeilla jotain.

Ohjelmointityylistä

Vaikka tietokone ja käyttämämme ohjelmointikieli ei aseta rajoituksia kirjoitettavan ohjelmakoodin ulkoasulle, olemme huomanneet että ohjelmoijan -- tai opiskelevan ohjelmoijan -- kirjoittaman koodin ulkoasulla on merkitystä myös oppimisen kannalta. Luettavuus ja sisennyksen säännönmukaisuus ovat asioita, jotka vaikuttavat lähdekoodin ymmärrettävyyteen, ja sitä kautta myös oppimistuloksiin. Seuraava koodi on säännönmukaisesti sisennettyä.

public class Esimerkki {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Heippa vaan! Tämä koodi on siististi sisennetty.");
        System.out.println("public class -- ei sisennystä.");
        System.out.println("public static -- neljän merkin sisennys.");
        System.out.println("public static ... sisällä -- kahdeksan merkin sisennys -- tai enemmän.");
    }
}

Tämä koodi taas ei ole kovin ymmärrettävää.

         public class Esimerkki {
public static void main(String[] args) {
      System.out.println("Heippa vaan! Tämä koodi on siististi sisennetty.");
 System.out.println("public class -- ei sisennystä.");
                   System.out.println("public static -- neljän merkin sisennys.");
           System.out.println("public static ... sisällä -- kahdeksan merkin sisennys -- tai enemmän.");}}

Tyylivirheet näytetään ohjelmointiympäristössä keltaisella, ja normaalit testi-ilmoitukset punaisella. Kurssilla tutuksi tuleva tehtävän edistymispalkki muuttuu myöskin keltaiseksi, jos koodissa havaitaan tyylivirheitä. Vaikkakin näppäinyhdistelmä alt + shift + f (macOS control + shift + f) auttaa useimpien tyylivirheiden korjaamiseen, on koodia syytä kirjoittaa oikein alusta alkaen.

Merkkijonon tulostaminen

Tulostuskomentoa harjoiteltaessa olemme antaneet tulostettavan merkkijonon hipsuissa tulostuskomennolle. Ohjelmointikielen kyseinen hipsuissa oleva merkkijono on ns. merkkijonoliteraali, eli määrätyn muotoinen merkkijonomuotoinen arvo.

Merkkijonoliteraalin voi asettaa myös merkkijonomuotoisen muuttujan arvoksi. Muuttujat ovat käytännössä nimettyjä lokeroita, jotka sisältävät tietyn tyyppistä tietoa, ja joilla on nimi. Merkkijonomuuttuja esitellään ohjelmassa kertomalla muuttujan tyyppi (String), muuttujan nimi (esimerkiksi mjono). Muuttujan esittelyn yhteydessä muuttujaan asetetaan tyypillisesti myös arvo. Arvon asettaminen tapahtuu muuttujan esittelyä seuraavalla yhtäsuuruusmerkillä, jonka jälkeen tulee arvo sekä puolipiste.

Merkkijonomuotoinen muuttuja nimeltä viesti, jonka arvona on merkkijono "Hei maailma!", luodaan seuraavasti.

String viesti = "Hei maailma!";

Muuttujan luominen luo ohjelman käyttöön paikan, jonka sisältöön voi myöhemmin viitata. Viittaaminen tapahtuu muuttujan nimen avulla. Esimerkiksi merkkijonomuuttujan luominen ja tulostaminen tapahtuu seuraavalla tavalla.

String viesti = "Hei maailma!";
System.out.println(viesti);

Hei maailma!

Mikäli ohjelmassa olisi hipsut merkkijonomuuttujan viesti nimen ympärillä, tulostaisi ohjelma tekstin "viesti" muuttujan viesti arvon eli tekstin "Hei maailma!" sijaan.

String viesti = "Hei maailma!";
System.out.println("viesti");

viesti

public class PassiJaHammasharja {

    public static void main(String[] args) {
      String viesti = "Passi ja hammaslanka";

      System.out.println(viesti);
    }
}

Passi ja hammaslanka

Passi ja hammasharja

Tulostettavan merkkijonon voi koostaa useammista merkkijonoista +-merkin avulla. Esimerkiksi alla oleva ohjelma tulostaa viestin "Hei maailma!" yhdelle riville.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hei " + "maailma!");
    }
}

Edellistä esimerkkiä noudattaen myös merkkijonomuuttujan arvon ja merkkijonoliteraalin arvo voidaan yhdistää.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        String viesti = "Hei maailma!";

        System.out.println(viesti + "\n... ja maailmankaikkeus!");
    }
}

Hei maailma!
... ja maailmankaikkeus!

Sama onnistuu myös useammalla osalla.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        String alku = "My name is ";
        String loppu = ", James Bond";

        System.out.println(alku + "Bond" + loppu);
    }
}

My name is Bond, James Bond

Vastaavasti merkkijonomuuttujan arvon voi luoda useammasta merkkijonoliteraalista.

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        String luvut = "yksi" + "\n" + "kaksi" + "\n" + "kolme";

        System.out.println(luvut)
    }
}

yksi
kaksi
kolme

public class HeiAdaLovelace {

    public static void main(String[] args) {
        String nimi = "Ada Lovelace";

    }
}

Hei Ada Lovelace!

Merkkijonon lukeminen käyttäjältä

Tutustutaan syötteen lukemiseen käyttäjältä. Syötteen lukemiseen käytetään Javan valmista Scanner-apuvälinettä. Apuväline tuodaan käyttöön lisäämällä komento import java.util.Scanner; ennen pääohjelmarungon aloitusta (public class ...), ja se luodaan komennolla Scanner lukija = new Scanner(System.in);. Tarkemmin ottaen tässä luodaan lukija-niminen muuttuja, jota voidaan jatkossa käyttää käyttäjän kirjoittaman tekstin lukemiseen.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        // ohjelmakoodi
    }
}

Älä hätäile vaikka pääohjelmarunko saattaa näyttää vaikeaselkoiselta! Jatkamme yhä ohjelmointia kommentilla ohjelmakoodi merkittyyn kohtaan.

Merkkijonon lukeminen käyttäjältä onnistuu lukija-muuttujaan liittyvällä komennolla nextLine(). Mikäli käyttäjän syöttämä teksti halutaan tallentaa, tulee sitä varten esitellä merkkijonomuuttuja. Alla on esitelty ohjelma, joka kysyy käyttäjältä syötettä, lukee käyttäjän syöttämän merkkijonon, ja lopulta tulostaa käyttäjän syöttämän merkkijonon.

// Tuodaan lukemiseen käytettävä Scanner-apuväline käyttöön
import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        // Luodaan lukemiseen käytettävä apuväline, jonka nimeksi tulee lukija
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        // Tulostetaan käyttäjälle viesti "Syötä viesti: "
        System.out.println("Syötä viesti: ");

        // Luetaan käyttäjän syöttämä merkkijono ja asetetaan se muuttujan viesti arvoksi
        String viesti = lukija.nextLine();

        // Tulostetaan muuttujan viesti sisältö
        System.out.println(viesti);
    }
}

Jatkossa tulostusesimerkkeihin merkitään käyttäjän syöttämä syöte punaisella värillä. Mikäli käyttäjä syöttäisi ohjelmaan tekstin "Hei maailma", olisi ohjelman suoritus seuraavanlainen.

Syötä viesti:
Hei maailma
Hei maailma

Alla sama esimerkki, mutta siten, että käyttäjän syöttämä merkkijono tulostetaan tekstin "Viestisi oli " jälkeen.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Syötä viesti: ");

        String viesti = lukija.nextLine();

        System.out.println("Viestisi oli " + viesti);
    }
}

Syötä viesti:
selkeä
Viestisi oli selkeä

import java.util.Scanner;

public class Viesti {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita merkkijono!");
        // toteuta ohjelma tänne
    }
}

Kirjoita merkkijono!
Heippa
Heippa

Kirjoita merkkijono!
Olipa kerran...
Olipa kerran...

import java.util.Scanner;

public class ViestiKolmesti {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita merkkijono!");
        // toteuta ohjelma tänne
    }
}

Kirjoita merkkijono!
Heippa
Heippa
Heippa
Heippa

Kirjoita merkkijono!
Olipa kerran...
Olipa kerran...
Olipa kerran...
Olipa kerran...

import java.util.Scanner;

public class Nimi {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        // toteuta ohjelma tänne
    }
}

Mikä on nimesi?
Ada
Hei Ada

Mikä on nimesi?
Lilja
Hei Lilja

Ohjelma voi kysyä käyttäjältä myös montaa merkkijonoa. Tämä toimii kysymällä jokaista haluttua merkkijonoa erikseen nextLine()-komennolla.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Syötä kolme riviä, tulostan ne sen jälkeen: ");

        String eka = lukija.nextLine();
        String toka = lukija.nextLine();
        String kolmas = lukija.nextLine();

        System.out.println(eka);
        System.out.println(toka);
        System.out.println(kolmas);
    }
}

Yllä olevan ohjelman toimintaa kuvaava esimerkki:

Syötä kolme riviä, tulostan ne sen jälkeen:
yksi
kaksi
kolme
yksi
kaksi
kolme

Muuttujat voisi halutessaan tulostaa myös käänteisessä järjestyksessä tai vaikkapa yhteen pötköön.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Syötä kolme riviä, tulostan ne käänteisessä järjestyksessä: ");

        String eka = lukija.nextLine();
        String toka = lukija.nextLine();
        String kolmas = lukija.nextLine();

        System.out.println(kolmas);
        System.out.println(toka);
        System.out.println(eka);

        System.out.println(eka + toka + kolmas);
    }
}

Syötä kolme riviä, tulostan ne sen jälkeen:
yksi
kaksi
kolme
kolme
kaksi
yksi
yksikaksikolme

Hyvää päivää! Mitä kuuluu?
Kiitos hyvää!
No mutta sepäs kiinnostavaa, kerro lisää!
Noh, eipä tässä muuta.
Kiitos kertomastasi!

Hyvää päivää! Mitä kuuluu?
Mitäs tässä, ritari ässä!
No mutta sepäs kiinnostavaa, kerro lisää!
tulin juuri kaupasta.
Kiitos kertomastasi!

import java.util.Scanner;

public class Keskustelu {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        // toteuta ohjelma tänne
    }
}

Kerron kohta tarinan, mutta tarvitsen siihen hieman tietoja.
Minkä niminen tarinassa esiintyvä hahmo on?
Nauriskala
Mikä hahmon ammatti on?
kalastaja
Tässä tarina:
Olipa kerran Nauriskala, joka oli ammatiltaan kalastaja.
Matkatessaan töihin, Nauriskala mietti arkeaan. Kun työnä
on kalastaja, tekemistä riittää välillä hyvin paljon ja
välillä ei lainkaan. Ehkäpä Nauriskala ei olekaan koko
elämäänsä kalastaja.

import java.util.Scanner;

public class Tarina {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        // toteuta ohjelma tänne
    }
}

Kerron kohta tarinan, mutta tarvitsen siihen hieman tietoja.
Minkä niminen tarinassa esiintyvä hahmo on?
Ada
Mikä hahmon ammatti on?
datatieteilijä
Tässä tarina:
Olipa kerran Ada, joka oli ammatiltaan datatieteilijä.
Matkatessaan töihin, Ada mietti arkeaan. Kun työnä
on datatieteilijä, tekemistä riittää välillä hyvin paljon ja
välillä ei lainkaan. Ehkäpä Ada ei olekaan koko
elämäänsä datatieteilijä.

Muuttujat ja ohjelmien kielellistäminen

Keskeinen käsite ohjelmoinnissa on muuttuja. Muuttujaa kannattaa ajatella lokerona, johon voi tallettaa annetun tyyppistä tietoa. Tiedolla on aina tyyppi. Tyyppejä ovat esimerkiksi teksti eli merkkijono (String), kokonaisluku (int), liukuluku (double) eli desimaaliluku, ja totuusarvo (boolean). Muuttujaan asetetaan arvo yhtäsuuruusmerkillä (=).

int kuukausia = 12;

Yllä olevassa lauseessa asetetaan kokonaisluku-tyyppiä (int) olevaan muuttujaan nimeltä kuukausia arvo 12. Lause luetaan "muuttuja kuukausia saa arvon 12".

Muuttujan arvo voidaan yhdistää merkkijonoon +-merkillä seuraavan esimerkin mukaisesti.

String teksti = "sisältää tekstiä";
int kokonaisluku = 123;
double liukuluku = 3.141592653;
double totuusarvo = true;

System.out.println("Tekstimuuttuja: " + teksti);
System.out.println("Kokonaislukumuuttuja: " + kokonaisluku);
System.out.println("Liukulukumuuttuja: " + liukuluku);
System.out.println("Totuusarvo: " + totuusarvo);

Tulostus:

Tekstimuuttuja: sisältää tekstiä
Kokonaislukumuuttuja: 123
Liukulukumuuttuja: 3.141592653
Totuusarvo: true

Kanoja:
3
Pekonia (kg):
5.5
Traktori: 
Ei ole!

Tässä vielä tiivistelmä:
3
5.5
Ei ole!

Kanoja:
9000
Pekonia (kg):
0.1
Traktori:
Zetor

Tässä vielä tiivistelmä:
9000
0.1
Zetor

Muuttujien nimet ovat uniikkeja, eikä kahdella muuttujalla saa olla ohjelmassa samaa nimeä. Seuraavassa esimerkissä oleva ohjelma on virheellinen, koska ohjelmassa yritetään luoda kahteen kertaan muuttujaa nimeltä pii. Muuttujan luominen tapahtuu kun muuttuja esitellään ensimmäistä kertaa.

public class Esimerkki {
    public static void main(String[] args) {
        double pii = 3.14;
        double pii = 3.141592653;

        System.out.println("Piin arvo on: " + pii);
    }
}

Muuttujan tyyppi kerrotaan kun muuttuja esitellään kertaa. Kun muuttujaan asetetaan uusi arvo, ei muuttujan tyyppiä enää kerrota.

int luku = 10;
System.out.println(luku);
luku = 4;
System.out.println(luku);

10
4

Muuttujaan asetetun arvon muuttaminen

Muuttuja on olemassa sen esittelyhetkestä lähtien, ja sen arvo säilyy kunnes muuttujaan asetetaan toinen arvo. Muuttujan arvon muuttaminen onnistuu lauseella, jossa on muuttujan nimi, yhtäsuuruusmerkki, ja muuttujan uusi arvo. Huomaa että muuttujan tyyppi kirjoitetaan vain kun muuttuja esitellään ohjelmassa ensimmäistä kertaa.

int luku = 123;
System.out.println("Muuttujan arvo on " + luku);

luku = 42;
System.out.println("Muuttujan arvo on " + luku);

Tulostus:

Muuttujan arvo on 123
Muuttujan arvo on 42

Tarkastellaan edellisen ohjelmakoodin suoritusta askel askeleelta. Kun muuttuja esitellään ohjelmakoodissa ensimmäistä kertaa, eli sekä muuttujan tyyppi (tässä int) että sen nimi (tässä luku) kerrotaan tietokoneelle, tietokone luo muuttujaa varten "nimetyn lokeron". Tämän jälkeen yhtäsuuruusmerkin oikealla puolella oleva arvo kopioidaan tähän nimettyyn lokeroon.

Kun ohjelmakoodissa viitataan muuttujaan sen nimellä -- tässä halutaan tulostaa merkkijono "Muuttujan arvo on " sekä muuttujan luku arvo, muuttujan luku arvo haetaan sen nimellä löytyvästä lokerosta.

Kun muuttujaan asetetaan arvo (tässä luku = 42), tarkistetaan ensin löytyykö muuttujan nimistä lokeroa. Jos lokero löytyy, uusi arvo kopioidaan lokeroon vanhan arvon tilalle ja vanha arvo katoaa. Jos muuttujan nimellä ei löydy lokeroa, ohjelman suoritus päättyy virheilmoitukseen tai ohjelmaa ei voida käynnistää.

Seuraavaksi ohjelmakoodissa viitataan taas muuttujaan sen nimellä -- tässäkin halutaan tulostaa merkkijono "Muuttujan arvo on " sekä muuttujan luku arvo. Toimitaan kuten normaalisti, eli haetaan muuttujan luku arvo sen nimellä löytyvästä lokerosta.

Kuten huomaat, ohjelman lopputilanteessa muuttujan alkuperäinen arvo on kadonnut. Muuttuja voi sisältää kerrallaan aina vain yhden arvon.

Muuttujan tyyppi pysyy

Kun muuttujan tyyppi on kertaalleen määritelty, ei sitä voi enää muuttaa. Totuusarvoa ei siis voi esimerkiksi asettaa kokonaislukutyyppiseen muuttujaan, eikä totuusarvomuuttujaan voi asettaa kokonaislukua.

boolean onnistuukoKokonaisLuvunAsetus = false;
onnistuukoKokonaisLuvunAsetus = 42; // Ei onnistu

int luku = 10;
onnistuukoKokonaisLuvunAsetus = luku; // Ei myöskään onnistu

Poikkeus kuitenkin löytyy: liukulukutyyppiseen muuttujaan voi asettaa kokonaisluvun, sillä Java osaa muuttaa kokonaisluvun liukuluvuksi asetuksen yhteydessä.

double liukuluku = 0.42;
liukuluku = 1; // Onnistuu

int luku = 10;
liukuluku = luku; // Onnistuu myös

Liukulukua ei kuitenkaan voi asettaa kokonaislukuun. Tämä johtuu siitä, että ohjelmointikielen suunnittelijat yrittävät suojella ohjelmoijaa tietoa kadottavilta ohjelmointivirheiltä.

int luku = 4.2; // Ei onnistu

double liukuluku = 0.42;
luku = liukuluku; // Ei myöskään onnistu

Muuttujan nimentä

Muuttujien nimentä on oleellinen osa ohjelman kuvausta. Tarkastellaan kahta esimerkkiä.

double a = 3.14;
double b = 22.0;
double c = a * b * b;

System.out.println(c);

1519.76

double pii = 3.14;
double sade = 22.0;
double pintaAla = pii * sade * sade;

System.out.println(pintaAla);

1519.76

Edellä olevat kaksi esimerkkiä sisältävät täsmälleen saman toiminnallisuuden ja tuottavat saman tulostuksen. Toinen esimerkeistä on kuitenkin paljon ymmärrettävämpi. Kyseessä on ympyrän pinta-alan laskevan ohjelman koodi. Ensimmäisellä rivillä määritellään piin arvo, toisella rivillä ympyrän säde, ja kolmannella rivillä lasketaan pinta-ala. Tämän jälkeen pinta-ala tulostetaan.

Muuttujan nimeämistä rajoittavat tietyt ehdot.

Muuttujan nimessä ei saa olla tiettyjä erikoismerkkejä, kuten huutomerkkejä (!). Välilyönti ei ole sallittu, sillä se erottaa komentojen osat toisistaan. Välilyönti kannattaa korvata camelCase<-tyylillä, jolloin nimi muistuttaneeKamelia. Huom! Muuttujien nimien ensimmäinen kirjain kirjoitetaan aina pienellä:

int camelCaseMuuttuja = 7;

Numeroita voidaan käyttää muuttujan nimessä, kunhan nimi ei ala numerolla. Nimi ei myöskään voi koostua pelkistä numeroista.

int 7muuttuja = 4; // Ei sallittu!
int muuttuja7 = 4; // Sallittu, mutta ei kuvaava muuttujan nimi

Muuttujan nimi ei saa olla jo entuudestaan käytössä. Tällaisia nimiä ovat mm. aikaisemmin määritellyt muuttujat ja Javan valmiit komennot, kuten System.out.print ja System.out.println.

int camelCase = 2;
int camelCase = 5; // Ei sallittu -- muuttuja camelCase on jo käytössä!

Muuttujien nimissä ei tule myöskään käyttää ääkkösiä. Voit korvata ääkköset aakkosilla, eli muuta ä -> a ja ö -> o.

Sallittuja muuttujien nimiä

• kuukaudenViimeinenPaiva = 20
• ensimmainenVuosi = 1952
• nimi = "Essi"

Virheellisiä muuttujien nimiä

• kuukauden viimeinen päivä = 20
• 1paiva = 1952
• varo! = 1910
• 1920 = 1

Muuttujan tyyppi kertoo muuttujan mahdollisista arvoista

Muuttujan tyyppi kerrotaan muuttujan esittelyn yhteydessä. Esimerkiksi merkkijonon "teksti" sisältävä merkkijonomuuttuja luodaan lauseella String merkkijono = "teksti"; ja kokonaisluvun 42 sisältävä kokonaislukumuuttuja luodaan lauseella int luku = 42;.

Muuttujan tyyppi määrää arvot, joita muuttuja voi saada. String-tyyppiset muuttujat saavat arvokseen merkkijonoja, int-tyyppiset muuttujat saavat arvokseen kokonaislukuja, double-tyyppiset muuttujat saavat arvokseen liukulukuja, ja boolean-tyyppiset muuttujat saavat arvokseen totuusarvoja.

Kunkin tyypin mahdolliset arvot ovat siis rajattuja. Esimerkiksi merkkijonomuuttuja ei voi sisältää kokonaislukuarvoa, eikä liukuluku voi sisältää totuusarvoa. Alla on listattu käyttämillemme muuttujille niiden mahdolliset arvoalueet.

int luku = 4;

double luku = 4.2;

String teksti = "Hei!";

boolean tosi = true;

Erityyppisten muuttujien lukeminen käyttäjältä

Ohjelmiemme käyttämissä tekstipohjaisissa käyttöliittymissä syötteen lukeminen käyttäjältä tapahtuu aina merkkijonona, sillä käyttäjä kirjoittaa syötteen tekstinä. Merkkijonon lukeminen käyttäjältä on jo tuttua -- siihen käytetään Scanner-apuvälineen tarjoamaa nextLine-komentoa.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita tekstiä ja paina enter ");
        String teksti = lukija.nextLine();
        System.out.println("Kirjoitit " + teksti);
    }
}

Kirjoita tekstiä ja paina enter
teksti
Kirjoitit teksti

Muunlaiset syötteet kuten kokonaisluvut, liukuluvut ja totuusarvot luetaan myös tekstinä, mutta ne muunnetaan Javan tarjoamilla apuvälineillä annetun muuttujan tyyppiseksi.

Kokonaisluvun lukeminen

Merkkijonon muuntaminen kokonaisluvuksi tapahtuu komennolla Integer.valueOf, jolle annetaan parametrina muunnettavan luvun sisältämä merkkijono.

String lukuMerkkijonona = "42";
int luku = Integer.valueOf(lukuMerkkijonona);

System.out.println(luku);

42

Scanneria käytettäessä lukeminen ja muuntaminen asetetaan yleensä sisäkkäin. Tämä tapahtuu seuraavasti.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita luku ");
        int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());
        System.out.println("Kirjoitit " + luku);
    }
}

Kirjoita luku
42
Kirjoitit 42

Syötä luku!
3
Syötit luvun 3

Syötä luku!
42
Syötit luvun 42

Kokeile toteuttamasi ohjelman toimintaa myös syötteillä, jotka eivät ole lukuja. Ohjelman pitäisi hajota, sillä se ei tiedä miten sellaiset syötteet, jotka eivät ole lukuja, pitäisi muuttaa luvuiksi. Opimme Ohjelmoinnin jatkokurssilla menetelmiä muunmuassa tällaisten poikkeustilanteiden käsittelyyn.

Liukuluvun lukeminen

Merkkijonon muuntaminen liukuluvuksi tapahtuu komennolla Double.valueOf, jolle annetaan parametrina muunnettavan luvun sisältämä merkkijono.

String lukuMerkkijonona = "42.42";
double luku = Double.valueOf(lukuMerkkijonona);

System.out.println(luku);

42.42

Kuten kokonaislukujen tapauksessa, Scanneria käytettäessä lukeminen ja muuntaminen asetetaan yleensä sisäkkäin. Tämä tapahtuu seuraavasti.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita luku ");
        double luku = Double.valueOf(lukija.nextLine());
        System.out.println("Kirjoitit " + luku);
    }
}

Kirjoita luku
1234.2
Kirjoitit 1234.2

Liukulukutyyppiseen muuttujaan voi lukea myös kokonaisluvun. Tällöin luku muunnetaan liukulukutyyppiseksi automaattisesti. Alla oleva esimerkki näyttää edellisen ohjelman toiminnan kun käyttäjä syöttää kokonaisluvun.

Kirjoita luku
18
Kirjoitit 18.0

Syötä luku!
3.14
Syötit luvun 3.14

Syötä luku!
2.718
Syötit luvun 2.718

Totuusarvon lukeminen

Merkkijonon muuntaminen kokonaisluvuksi tapahtui komennolla Integer.valueOf ja merkkijonon muuntaminen liukuluvuksi tapahtui komennolla Double.valueOf. Komento valueOf esiintyy myös merkkijonon muuntamisessa totuusarvoksi -- tämä tehdään komennolla Boolean.valueOf.

Totuusarvotyyppiset muuttujat voivat saada arvokseen vain true eli totta tai false eli epätotta. Kun merkkijonoa muunnetaan totuusarvotyyppiseksi, merkkijonon tulee olla "true" mikäli totuusarvon arvoksi halutaan true. Kirjoitusasulla ei ole väliä, eli myös "TRue" muuttuu totuusarvoksi true. Muut merkkijonot muuntuvat totuusarvoksi false.

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        System.out.println("Kirjoita totuusarvo ");
        boolean arvo = Boolean.valueOf(lukija.nextLine());
        System.out.println("Kirjoitit " + arvo);
    }
}

Kirjoita totuusarvo
enpäs!
Kirjoitit false

Kirjoita totuusarvo
TRUE
Kirjoitit true

Kirjoita totuusarvo
true
Kirjoitit true

Syötä jotain!
joulupukkia ei ole olemassa
Totta vaiko ei? false

Syötä jotain!
TRUE
Totta vaiko ei? true

Yhteenveto

Alla vielä yhteenveto:

import java.util.Scanner;

public class Ohjelma {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner lukija = new Scanner(System.in);

        String teksti = lukija.nextLine();
        int kokonaisluku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());
        double liukuluku = Double.valueOf(lukija.nextLine());
        boolean totuusarvo = Boolean.valueOf(lukija.nextLine());

        // jne
    }
}

Syötä merkkijono!
heippa
Syötä kokonaisluku!
11
Syötä liukuluku!
4.2
Syötä totuusarvo!
true
Syötit merkkijonon heippa
Syötit kokonaisluvun 11
Syötit liukuluvun 4.2
Syötit totuusarvon true

Syötä merkkijono!
oho!
Syötä kokonaisluku!
-4
Syötä liukuluku!
3200.1
Syötä totuusarvo!
false
Syötit merkkijonon oho!
Syötit kokonaisluvun -4
Syötit liukuluvun 3200.1
Syötit totuusarvon false

Laskentaa luvuilla

voiko int-arvoon lisätä doublen tai toisinpäin?

Laskuoperaatiot ovat tuttuja ja suoraviivaisia: yhteenlasku +, erotus -, kertolasku * ja jakolasku /. Laskentajärjestys on myös tuttu: laskenta tehdään vasemmalta oikealle sulut huomioon ottaen. Kuitenkin * ja / lasketaan ennen + ja - operaatioita, samoin kuin perus- tai kansakoulumatematiikassa on tullut tutuksi.

int eka = 2;
System.out.println(eka); // tulostaa 2
int toka = 4;
System.out.println(toka); // tulostaa 4

int summa = eka + toka; // muuttujaan summa asetetaan muuttujien eka ja toka arvojen summa
System.out.println(summa); // tulostaa 6

Laskujärjestys ja sulut

Laskujärjestykseen voi vaikuttaa sulkujen avulla. Sulkujen sisällä olevat laskuoperaatiot suoritetaan ennen niiden ulkopuolella olevia laskuoperaatioita.

int laskuSuluilla = (1 + 1) + 3 * (2 + 5);
System.out.println(laskuSuluilla); // tulostaa 23

int laskuSuluitta = 1 + 1 + 3 * 2 + 5;
System.out.println(laskuSuluitta); // tulostaa 13

Yllä olevan esimerkin voi jakaa myös osiin.

int laskuSuluilla = (1 + 1);
System.out.println(laskuSuluilla); // tulostaa 2
laskuSuluilla = laskuSuluilla + 3 * (2 + 5);
System.out.println(laskuSuluilla); // tulostaa 23

int laskuSuluitta = 1 + 1;
laskuSuluitta = laskuSuluitta + 3 * 2;
laskuSuluitta = laskuSuluitta + 5;
System.out.println(laskuSuluitta); // tulostaa 13

Kuinka monen vuorokauden sekunnit tulostetaan?
3
259200

Kuinka monen vuorokauden sekunnit tulostetaan?
7
604800

int laskuSuluitta = 1 + 1 + 3 * 2 + 5;

Lausekkeen evaluointi tapahtuu ohjelmakoodissa siinä kohtaa, missä lauseke on. Evaluointi onnistuu siis esimerkiksi myös tulostuslauseen yhteydessä, jos lauseketta käytetään tulostuslauseen parametrin arvon laskemisessa.

int eka = 2;
int toka = 4;

System.out.println(eka + toka); // tulostaa 6
System.out.println(2 + toka - eka - toka); // tulostaa 0

Lauseke ei muuta muuttujassa olevaa arvoa, ellei lausekkeen lopputulosta aseteta muuttujan arvoksi tai anneta parametrina esimerkiksi tulostukselle.

int eka = 2;
int toka = 4;

// alla oleva lauseke ei edes toimi, sillä lauseketta
// ei aseteta minkään muuttujan arvoksi tai anneta parametrina
// tulostuslauseelle
eka + toka;

Laskentaa ja tulostamista

Muuttujan arvon voi tulostaa komennolla System.out.println. Tulostettavaan hipsuilla merkittyyn merkkijonoon, esim. "Pituus ", voidaan lisätä muuta tulostettavaa operaation + avulla.

int pituus = 42;
System.out.println("Pituus " + pituus);

Pituus 42

System.out.println("tuossa on kokonaisluku --> " + 2);
System.out.println(2 + " <-- tuossa on kokonaisluku");

tuossa on kokonaisluku --> 2
2 <-- tuossa on kokonaisluku

Jos toinen operaation + kohteista on merkkijono, muutetaan myös toinen operaation kohteista merkkijonoksi ohjelman suorituksen yhteydessä. Alla olevassa esimerkissä kokonaisluku 2 on muutettu merkkijonoksi "2", ja siihen on yhdistetty merkkijono.

Aiemmin esitellyt laskusäännöt pätevät täälläkin:

System.out.println("Neljä: " + (2 + 2));
System.out.println("Mutta! kaksikymmentäkaksi: " + 2 + 2);

Neljä: 4
Mutta! kaksikymmentäkaksi: 22

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

System.out.println("Kirjoita luku ");
int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());
System.out.println("Kirjoitit " + luku);

Syötä ensimmäinen luku!
8
Syötä toinen luku!
3
Lukujen summa on 11

Syötä ensimmäinen luku!
3
Syötä toinen luku!
-1
Lukujen summa on 2

Syötä ensimmäinen luku!
8
Syötä toinen luku!
3
Syötä kolmas luku!
3
Lukujen summa on 14

Syötä ensimmäinen luku!
3
Syötä toinen luku!
-1
Syötä kolmas luku!
2
Lukujen summa on 4

Edellistä tietoa soveltamalla voimme luoda lausekkeen, joka sisältää tekstiä ja muuttujan, ja joka evaluoidaan tulostuksen yhteydessä:

int x = 10;

System.out.println("muuttujan x arvo on: " + x);

int y = 5;
int z = 6;

System.out.println("y on " + y + " ja z on " + z);

Tulostus:

muuttujan x arvo on: 10
y on 5 ja z on 6

Syötä ensimmäinen luku!
5
Syötä toinen luku!
4
5 + 4 = 9

Syötä ensimmäinen luku!
73457
Syötä toinen luku!
12888
73457 + 12888 = 86345

Syötä ensimmäinen luku!
2
Syötä toinen luku!
8
2 * 8 = 16

Syötä ensimmäinen luku!
277
Syötä toinen luku!
111
277 * 111 = 30747

Kun olet saanut edellisen tehtävän toteutettua, kokeile mikä on suurin mahdollinen kertolasku minkä saat laskettua. Huomaamasi ilmiön taustalla on se, että kokonaislukumuuttujan arvo voi olla korkeintaan 2³¹-1 eli 2147483647. Tämä johtuu siitä, että kokonaislukumuuttujat esitetään tietokoneen muistissa rajatulla määrällä muistia, eli bittejä. Tähän tutustutaan tarkemmin muunmuassa kurssilla Tietokoneen toiminta.

Jakolasku

Kokonaislukujen jakolasku on hieman hankalampi operaatio. Jakolausekkeessa käytettyjen muuttujien tyyppi määrää evaluaation tuloksena saatavan arvon tyypin. Jos kaikki jakolausekkeessa olevat muuttujat ovat kokonaislukuja, on tulos myös kokonaisluku.

int tulos = 3 / 2;
System.out.println(tulos); // Huom! tulostaa 1 (kokonaisluku), sillä 3 ja 2 ovat myös kokonaislukuja

int eka = 3:
int toka = 2;
double tulos = eka / toka;
System.out.println(tulos); // nytkin tulostus on 1, sillä eka ja toka ovat kokonaislukuja

Jos jakolaskun jakaja tai jaettava (tai molemmat!) ovat liukulukuja, tulee tulokseksi myös liukuluku.

double kunJaettavaOnLiukuluku = 3.0 / 2;
System.out.println(kunJaettavaOnLiukuluku); // tulostaa 1.5

double kunJakajaOnLiukuluku = 3 / 2.0;
System.out.println(kunJakajaOnLiukuluku); // tulostaa 1.5

Kokonaisluku voidaan tarvittaessa muuttaa liukuluvuksi lisäämällä sen eteen tyyppimuunnosoperaatio (double):

int eka = 3;
int toka = 2;

double tulos1 = (double) eka / toka;
System.out.println(tulos1); // tulostaa 1.5

double tulos2 = eka / (double) toka;
System.out.println(tulos2); // tulostaa 1.5

double tulos3 = (double) (eka / toka);
System.out.println(tulos3); // tulostaa 1.0

Jälkimmäisessä esimerkissä tulos pyöristyy väärin sillä laskuoperaatio kokonaisluvuilla suoritetaan ennen tyyppimuunnosta.

Jos jakolausekkeen tulos asetetaan kokonaislukutyyppiseen muuttujaan, on tulos automaattisesti kokonaisluku.

// tulos automaattisesti kokonaisluku: 1
int tulosKokonaislukuKoskaTyyppiKokonaisluku = 3.0 / 2;

Seuraava esimerkki tulostaa "1.5", sillä jaettavasta tehdään liukuluku kertomalla se liukuluvulla (1.0 * 3 = 3.0) ennen jakolaskua.

int jaettava = 3;
int jakaja = 2;

double tulos = 1.0 * jaettava / jakaja;
System.out.println(tulos);

Syötä ensimmäinen luku!
8
Syötä toinen luku!
2
Syötettyjen lukujen keskiarvo on 5.0

Syötä ensimmäinen luku!
8
Syötä toinen luku!
2
Syötä kolmas luku!
3
Syötettyjen lukujen keskiarvo on 5.5

Syötä ensimmäinen luku!
9
Syötä toinen luku!
5
Syötä kolmas luku!
-1
Syötettyjen lukujen keskiarvo on 5.5

Syötä ensimmäinen luku!
8
Syötä toinen luku!
2
8 + 2 = 10
8 - 2 = 6
8 * 2 = 16
8 / 2 = 4.0

Syötä ensimmäinen luku!
9
Syötä toinen luku!
2
9 + 2 = 11
9 - 2 = 7
9 * 2 = 18
9 / 2 = 4.5

Muuttujan arvoon liittyviä väärinkäsityksiä

Kun tietokone suorittaa ohjelmakoodia, suorittaa se sitä käsky kerrallaan, edeten aina täsmälleen siten, kuin ohjelmakoodissa sanotaan. Kun muuttujaan asetetaan arvo, tapahtuu aina sama asia, eli yhtäsuuruusmerkin oikealla puolella oleva arvo kopioidaan yhtäsuuruusmerkin vasemmalla puolella olevan muuttujan arvoksi, eli muuttujan nimeämään paikkaan.

On tärkeää, että ohjelmoija ymmärtää, että arvon asettaminen muuttujaan tekee aina saman asian.

Kolme yleistä väärinkäsitystä, jotka liittyvät muuttujan arvon asettamiseen ovat seuraavat:

• Muuttujan asettamisen näkeminen siirtona kopioimisen sijaan: ohjelmakoodin eka = toka suorituksen jälkeen ajatellaan, että muuttujan toka arvo on siirtynyt muuttujan eka arvoksi, jonka jälkeen muuttujalla toka ei ole enää arvoa, tai sen arvo on esimerkiksi nolla. Tämä ei pidä paikkansa, sillä ohjelmakoodin eka = toka suorituksessa muuttujan toka nimeämässä paikassa oleva arvo kopioidaan muuttujan eka nimeämään paikkaan. Muuttujan toka arvo ei siis muutu.
  
• Muuttujan asettamisen näkeminen riippuvuutena kopioimisen sijaan: ohjelmakoodin eka = toka suorituksen jälkeen ajatellaan, että mikä tahansa muutos muuttujaan toka vaikuttaa automaattisesti myös muuttujaan eka. Tämä ei pidä paikkansa, sillä asetus -- kopiointi -- on yksittäinen tapahtuma. Se tapahtuu vain silloin, ohjelmakoodi eka = toka suoritetaan.
  
• Kolmas väärinkäsitys liittyy kopioimisen suuntaan: ohjelmakoodin eka = toka suorituksessa ajatellaan, että muuttujan toka arvoksi kopioidaan muuttujan eka arvo. Tämä näkyy myös tilanteina, missä ohjelmoija voi vahingossa kirjoittaa esimerkiksi 42 = arvo -- onneksi ohjelmointiympäristöt tukevat myös tässä.

Ehkäpä paras tapa tietokoneen ohjelmakoodin suorittamisen ymmärtämiseen on paperin ja kynän käyttäminen. Kun luet ohjelmakoodia, kirjoita paperille uusien muuttujien nimet, sekä kirjoita ylös rivi riviltä, miten ohjelmakoodissa olevien muuttujien arvot muuttuvat. Havainnollistetaan suoritusta seuraavalla ohjelmakoodilla:

rivi 1: int eka = (1 + 1);
rivi 2: int toka = eka + 3 * (2 + 5);
rivi 3:
rivi 4: eka = 5;
rivi 5:
rivi 6: int kolmas = eka + toka;
rivi 7: System.out.println(eka);
rivi 8: System.out.println(toka);
rivi 9: System.out.println(kolmas);

Alla on kirjoitettu yllä olevan ohjelmakoodin suoritus auki.

rivi 1: luodaan muuttuja eka
rivi 1: kopioidaan muuttujan eka arvoksi laskun 1 + 1 tulos
rivi 1: muuttujan eka arvo on 2

rivi 2: luodaan muuttuja toka
rivi 2: lasketaan 2 + 5, 2 + 5 ->  7
rivi 2: lasketaan 3 * 7, 3 * 7 -> 21
rivi 2: lasketaan eka + 21
rivi 2: kopioidaan muuttujan eka arvo laskuun, muuttujan eka arvo on 2
rivi 2: lasketaan 2 + 21, 2 + 21 -> 23
rivi 2: kopioidaan muuttujan toka arvoksi 23
rivi 2: muuttujan toka arvo on 23

rivi 3: (tyhjä, ei tehdä mitään)

rivi 4: kopioidaan muuttujan eka arvoksi 5
rivi 4: muuttujan eka arvo on 5

rivi 5: (tyhjä, ei tehdä mitään)

rivi 6: luodaan muuttuja kolmas
rivi 6: lasketaan eka + toka
rivi 6: kopioidaan muuttujan eka arvo laskuun, muuttujan eka arvo on 5
rivi 6: lasketaan 5 + toka
rivi 6: kopioidaan muuttujan toka arvo laskuun, muuttujan toka arvo on 23
rivi 6: lasketaan 5 + 23 -> 28
rivi 6: kopioidaan muuttujan kolmas arvoksi 28
rivi 6: muuttujan kolmas arvo on 28

rivo 7: tulostetaan muuttuja eka
rivi 7: kopioidaan muuttujan eka arvo tulostettavaksi, muuttujan eka arvo on 5
rivi 7: tulostetaan arvo 5

rivi 8: tulostetaan muuttuja toka
rivi 8: kopioidaan muuttujan toka arvo tulostettavaksi, muuttujan toka arvo on 23
rivi 8: tulostetaan arvo 23

rivi 9: tulostetaan muuttuja kolmas
rivi 9: kopioidaan muuttujan kolmas arvo tulostettavaksi, muuttujan kolmas arvo on 28
rivi 9: tulostetaan arvo 28

Alla edellinen ohjelma askeleittain visualisoituna. Käytössä oleva askeleittainen visualisointi käsittelee ohjelmakoodia riveittäin -- pohdi askeleiden kohdalla miten ohjelma päätyy sen tulostamaan lopputulokseen.

Ehtolauseet ja vaihtoehtoinen toiminta

Ohjelmamme ovat tähän mennessä olleet lineaarisia eli ohjelmien suoritus on tapahtunut ylhäältä alaspäin ilman suuria yllätyksiä tai vaihtoehtoja. Ohjelmiin halutaan kuitenkin usein vaihtoehtoista toiminnallisuutta, eli toiminnallisuutta joka riippuu tavalla tai toisella ohjelmassa olevien muuttujien tilasta.

Jotta ohjelman suoritus voisi haarautua esimerkiksi käyttäjän antaman syötteen perusteella, tarvitsemme käyttöömme ehtolauseen. Yksinkertaisin ehtolause on seuraavanlainen.

System.out.println("Hei maailma!");

if (true) {
    System.out.println("Et voi välttää tätä koodia!");
}

Hei maailma!
Et voi välttää tätä koodia!

Ehtolause alkaa avainsanalla if, jota seuraa sulut. Sulkujen sisälle asetetaan lauseke, joka evaluoidaan kun ehtolause saavutetaan. Evaluoinnin tulos on totuusarvo, yllä evaluointia ei tehty, vaan ehtolauseessa käytettiin suoraan totuusarvoa.

Sulkuja seuraa lohko, joka määritellään avaavan aaltosulun { ja sulkevan aaltosulun } sisään. Lohkon sisällä oleva lähdekoodi mikäli sulkujen sisälle asetettu lauseke evaluoidaan todeksi (true).

Tarkastellaan esimerkkiä, missä ehtolauseen lausekkeessa vertaillaan lukuja.

int luku = 11;

if (luku > 10) {
    System.out.println("Luku oli suurempi kuin 10");
}

Jos ehtolauseen lauseke evaluoidaan todeksi, yllä "jos muuttujassa luku oleva arvo on suurempi kuin 10", ohjelman suoritus siirtyy ehtolauseen määrittelemään lohkoon. Jos taas lauseke on epätotta, ohjelman suoritus siirtyy ehtolauseeseen liittyvän lohkon päättävän aaltosulun jälkeiseen lauseeseen.

Huomaa, että if -lauseen perään ei tule puolipistettä, sillä lause ei lopu ehto-osan jälkeen.

if (luku > 10) {
luku = 9;
}

if (luku > 10) {
    luku = 9;
}

Kerro nopeus: 15

Kerro nopeus: 135

Ylinopeussakko!

Vertailuoperaattorit

Vertailuoperaattoreita ovat seuraavat:

• >suurempi kuin
• >=suurempi tai yhtä suuri kuin
• <pienempi kuin
• <= pienempi tai yhtä suuri kuin
• == yhtä suuri kuin
• != erisuuri kuin

int luku = 55;

if (luku != 0) {
    System.out.println("Luku oli erisuuri kuin 0");
}

if (luku >= 1000) {
    System.out.println("Luku oli vähintään 1000");
}

Luku oli erisuuri kuin 0

Anna luku: 1983

Anna luku: 1984

Orwell

Anna vuosiluku: 2017

Anna vuosiluku: 2013

Wanha!

Muulloin eli else

Jos ehtolauseen sulkujen sisällä oleva lauseke evaluoituu epätodeksi, ohjelmakoodin suoritus siirtyy ehtolauseen lohkon lopettavan aaltosulun seuraavaan lauseeseen. Tämä ei aina ole toivottua, vaan usein halutaan luoda vaihtoehtoinen toiminta tilanteeseen, missä ehtolauseen lauseke on epätotta.

Tämä onnistuu if-komennon yhteydessä käytettävän else-komennon avulla.

int luku = 4;

if (luku > 5) {
    System.out.println("Lukusi on suurempi kuin viisi!");
} else {
    System.out.println("Lukusi on viisi tai alle!");
}

Lukusi on viisi tai alle!

Jos ehtolauseeseen on määritelty else-haara, suoritetaan else-haaran määrittelemä lohko jos ehtolauseen ehto ei ole totta. Komento else tulee samalle riville if-komennon määrittelemän lohkon lopettavan aaltosulun kanssa.

Huom! Jos et sisennä em. tavalla, tyylitarkastaja valittaa "Line xx: '}' should be on the same line."

Anna luku: 5

Luku on positiivinen.

Anna luku: -2

Luku ei ole positiivinen.

Kuinka vanha olet? 12

Et ole täysi-ikäinen!

Kuinka vanha olet? 32

Olet täysi-ikäinen!

Lisää vaihtoehtoja: else if

Jos vaihtoehtoja on useampia käytetään else if-komentoa. Komento else if on kuin else, mutta lisäehdolla. else if tulee if-ehdon jälkeen, ja niitä voi olla useita.

int luku = 3;

if (luku == 1) {
    System.out.println("Luku on yksi");
} else if (luku == 2) {
    System.out.println("Lukuna on kaksi");
} else if (luku == 3) {
    System.out.println("Kolme lienee lukuna!");
} else {
    System.out.println("Jotain muuta!");
}

Kolme lienee lukuna!

Luetaan yllä oleva esimerkki: 'Jos luku on yksi, tulosta "Luku on yksi", muuten jos luku on kaksi, tulosta "Lukuna on kaksi", muuten jos lukuna on kolme, tulosta "Kolme lienee lukuna!". Muulloin, tulosta "Jotain muuta!"'.

Yllä olevan ohjelman askeleittainen visualisointi:

Anna ensimmäinen luku: 5
Anna toinen luku: 3

Suurempi luku: 5

Anna ensimmäinen luku: 5
Anna toinen luku: 8

Suurempi luku: 8

Anna ensimmäinen luku: 5
Anna toinen luku: 5

Luvut ovat yhtä suuret!

Vertailujen suoritusjärjestys

Vertailut suoritetaan järjestyksessä ylhäältä alaspäin. Kun suorituksessa päästään ehtolauseeseen, jonka ehto on totta, suoritetaan lohko ja lopetetaan vertailu.

int luku = 5;

if (luku == 0) {
    System.out.println("Luku on nolla.");
} else if (luku > 0) {
    System.out.println("Luku on suurempi kuin nolla.");
} else if (luku > 2) {
    System.out.println("Luku on suurempi kuin kaksi.");
} else {
    System.out.println("Luku on pienempi kuin nolla.");
}

Luku on suurempi kuin nolla.

Yllä oleva esimerkki tulostaa merkkijonon "Luku on suurempi kuin nolla." vaikka myös ehto luku > 2 on totta. Vertailu lopetetaan ensimmäiseen valintakäskyyn, jonka ehto on totta.

Anna pisteet [0-100]: 37

Arvosana: hylätty

Anna pisteet [0-100]: 76

Arvosana: 3

Anna pisteet [0-100]: 95

Arvosana: 5

Anna pisteet [0-100]: -3

Arvosana: mahdotonta!

Ehtolauseen lauseke ja totuusarvomuuttuja

Ehtolauseen sulkuihin asetettavan arvon tulee olla lausekkeen evaluoinnin jälkeen totuusarvotyyppinen. Totuusarvomuuttujan tyyppi on boolean ja arvo true tai false.

boolean onkoTotta = true;
System.out.println("Totuusarvomuuttujan arvo on " + onkoTotta);

Totuusarvomuuttujan arvo on true

Ehtolauseen voi suorittaa myös seuraavasti:

boolean onkoTotta = true;

if (onkoTotta) {
    System.out.println("Aika vinhaa!");
}

Aika vinhaa!

Vertailuoperaattoreita voi käyttää myös ehtojen ulkopuolella. Tällöin vertailun tuloksena saatu totuusarvo asetetaan talteen totuusarvomuuttujaan myöhempää käyttöä varten.

int eka = 1;
int toka = 3;

boolean onkoSuurempi = eka > toka;

Yllä olevassa esimerkissä totuusarvomuuttuja onkoSuurempi sisältää nyt totuusarvon false. Yllä olevaa esimerkkiä voi myös jatkaa ja ottaa siihen mukaan ehtolauseen.

int eka = 1;
int toka = 3;

boolean onkoPienempi = eka < toka;

if (onkoPienempi) {
    System.out.println("1 on pienempi kuin 3!");
}

Yllä olevassa kuvassa ohjelmakoodia on suoritettu niin pitkään, että ohjelman muuttujat on luotu ja niihin on asetettu arvot. Muuttujassa onkoPienempi on arvona true. Seuraavana suoritetaan vertailu if (onkoPienempi) -- muuttujaan onkoPienempi liittyvä arvo löytyy sen lokerosta, ja lopulta ohjelma tulostaa:

1 on pienempi kuin 3!

int jakojaannos = 7 % 2;
System.out.println(jakojaannos); // tulostaa 1

System.out.println(5 % 3); // tulostaa 2
System.out.println(7 % 4); // tulostaa 3
System.out.println(8 % 4); // tulostaa 0
System.out.println(1 % 2); // tulostaa 1

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());
int jakojaannos = luku % 400;

if (jakojaannos == 0) {
    System.out.println("Luku " + luku + " on jaollinen neljälläsadalla.");
} else {
    System.out.println("Luku " + luku + " ei ole jaollinen neljälläsadalla.");
}

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

if (luku % 400 == 0) {
    System.out.println("Luku " + luku + " on jaollinen neljälläsadalla.");
} else {
    System.out.println("Luku " + luku + " ei ole jaollinen neljälläsadalla.");
}

Anna luku: 2
Luku 2 on parillinen.

Anna luku: 7
Luku 7 on pariton.

Ehtolauseet ja merkkijonojen vertailu

Siinä missä kokonaislukujen, liukulukujen, ja totuusarvojen samuutta voi verrata kahdella yhtäsuuruusmerkillä (muuttuja1 == muuttuja2), ei merkkijonojen samuuden vertailu kahdella yhtäsuuruusmerkillä onnistu.

Voit kokeilla tätä seuraavalla ohjelmalla:

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
System.out.println("Syötä ensimmäinen merkkijono");
String eka = lukija.nextLine();
System.out.println("Syötä toinen merkkijono");
String toka = lukija.nextLine();

if (eka == toka) {
    System.out.println("Merkkijonot olivat samat!");
} else {
    System.out.println("Merkkijonot olivat eri!");
}

Syötä ensimmäinen merkkijono
sama
sama
Merkkijonot olivat eri!

Syötä ensimmäinen merkkijono
sama
eri
Merkkijonot olivat eri!

Tämä liittyy merkkijonojen sisäiseen toimintaan sekä siihen, miten muuttujien vertailu on Javassa toteutettu. Käytännössä vertailun toimintaan vaikuttaa se, kuinka paljon tietoa muuttuja voi sisältää -- merkkijonot voivat sisältää äärettömän määrän merkkejä, kun taas kokonaisluvut, liukuluvut ja totuusarvot sisältävät aina yhden luvun tai arvon. Muuttujia, jotka sisältävät aina vain yhden luvun tai arvon voi verrata yhtäsuuruusmerkillä, kun taas enemmän tietoa sisältävillä muuttujille tällainen vertailu ei toimi. Palaamme tähän tarkemmin myöhemmin tällä kurssilla.

Merkkijonojen vertailussa käytetään merkkijonomuuttujiin liittyvää equals-komentoa. Komento toimii seuraavalla tavalla:

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
System.out.println("Syötä merkkijono");
String syote = lukija.nextLine();

if (syote.equals("merkkijono")) {
    System.out.println("Luit ohjeet oikein, hyvä!");
} else {
    System.out.println("Metsään meni!");
}

Syötä merkkijono
ok!
Metsään meni!

Syötä merkkijono
merkkijono
Luit ohjeet oikein, hyvä!

Komento equals kirjoitetaan merkkijonomuuttujan jälkeen siten, että se kiinnitetään pisteellä vertailtavaan muuttujaan. Komennolle annetaan parametrina merkkijono, johon muuttujaa vertaillaan. Mikäli merkkijonomuuttujaa vertaillaan suoraan merkkijonoon, voi merkkijonon asettaa hipsuilla merkittynä equals-komennon sulkujen sisään. Muulloin sulkujen sisään asetetaan sen merkkijonomuuttujan nimi, johon merkkijonomuuttujan sisältämää merkkijonoa verrataan.

Alla olevassa esimerkissä luetaan käyttäjältä kaksi merkkijonoa. Ensin tarkastetaan ovatko syötetyt merkkijonot samat, jonka jälkeen tarkastetaan onko syötettyjen merkkijonojen arvo "kaksi merkkijonoa".

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
System.out.println("Syötä kaksi merkkijonoa");
String eka = lukija.nextLine();
String toka = lukija.nextLine();

if (eka.equals(toka)) {
    System.out.println("Merkkijonot olivat samat!");
} else {
    System.out.println("Merkkijonot olivat eri!");
}

if (eka.equals("kaksi merkkijonoa")) {
    System.out.println("Nokkelaa!");
}

if (toka.equals("kaksi merkkijonoa")) {
    System.out.println("Ovelaa!");
}

Syötä kaksi merkkijonoa
hei
maailma
Merkkijonot olivat eri!

Syötä kaksi merkkijonoa
kaksi merkkijonoa
maailma
Merkkijonot olivat eri!
Ovelaa!

Syötä kaksi merkkijonoa
samat
samat
Merkkijonot olivat samat!

Tunnussana?
Wattlebird
Hus siitä!

Tunnussana?
Caput Draconis
Tervetuloa!

Syötä ensimmäinen merkkijono: hei
Syötä toinen merkkijono: hei
Samat sanat

Syötä ensimmäinen merkkijono: hei
Syötä toinen merkkijono: maailma
Ei sitten

Toiminnallisuuden toistaminen: toistolauseet

Tietokoneen sisältämä käskyjen suorittamiseen erikoistunut prosessori pystyy -- moderneissa tietokoneissa -- suorittamaan yli miljardi konekielistä käskyä sekunnissa. Tässä osassa tutustumme toistolauseiden toteuttamiseen. Toistolauseita käytetään toistettavan ohjelmakoodin määrittelyyn.

Motivoidaan toistolauseiden käyttöä hieman. Alla on esimerkki ohjelmasta, missä kysytään käyttäjältä kymmenen lukua ja lasketaan niiden summa.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
int summa = 0;

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Syötä luku");
summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

System.out.println("Lukujen summa on " + summa);

Hoitaa asian, mutta ei kovin tyylikkäästi. Entä jos ohjelman pitäisi lukea sata tai vaikkapa tuhat lukua ja tulostaa niiden summa? Yllä olevasta ohjelmasta voisi ottaa mallia, mutta se olisi järjetöntä.

Saman ongelman voi ratkaista toistolauseella, joka pitää kirjaa sekä summasta että lukemiskerroista. Kymmenen luvun summan tulostava toistolauseella toteutettava ohjelma näyttää seuraavalta.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);
int luettujaLukuja = 0;
int summa = 0;

while (true) {
    if (luettujaLukuja == 10) {
        break;
    }

    System.out.println("Syötä luku");
    summa = summa + Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    luettujaLukuja = luettujaLukuja + 1;
}

System.out.println("Lukujen summa on " + summa);

Tutustutaan seuraavaksi toistolauseisiin.

Toistolause ja ikuinen toisto

Toistolause sisältää lausekkeen, jonka perusteella päätellään jatketaanko toistoa, sekä lohkon, joka sisältää toistettavan lähdekoodin. Toistolauseen muoto on seuraava.

while (lauseke) {
    // aaltosuluilla rajatun lohkon sisältö
    // lohkossa voi olla käytännössä
    // rajaton määrä sisälötä
}

Käytämme toistaiseksi lausekkeena true-arvoa, eli boolean-tyyppista arvoa "totta". Tämä tarkoittaa sitä, että toistolauseen toistamista jatketaan aina kun ohjelma on tilantessa, missä selvitetään tuleeko toistolauseen suoritusta jatkaa. Tämä tapahtuu sekä silloin kun ohjelman suoritus päätyy toistolauseeseen ensimmäistä kertaa että silloin kun ohjelman suoritus päätyy toistolauseen lohkon loppuun.

Toistolauseen suoritus etenee askeleittain lause kerrallaan. Seuraava ohjelma tulostaa merkkijonoa osaan ohjelmoida! ikuisesti eli "äärettömän monta kertaa":

while (true) {
    System.out.println("osaan ohjelmoida!");
}

Ikuisen toiston sisältävä ohjelma ei sammu itsestään. Ohjelman sammutus tapahtuu NetBeansissa tulostusikkunan vasemmalla puolella olevaa punaista nappia painamalla.

Toistolauseen päättäminen

Toistolauseen saa päätettyä komennolla break. Kun tietokone suorittaa komennon break, siirtyy se toistolauseeseen määriteltyä lohkoa seuraavan komennon suorittamiseen.

Toistolause päätetään tyypillisesti mikäli käyttäjä syöttää tietynlaisen syötteen tai mikäli toistolauseessa tehtävä laskenta päätyy haluttuun lopputulokseen. Tällaiset ohjelmat sisältävät sekä toistolauseen, jota käytetään toistettavan ohjelman määrittelyyn, että toistolauseen sisällä olevan ehtolauseen, jota käytetään toistolauseesta poistumiseen käytettävän ehdon tarkasteluun.

Alla olevassa esimerkissä on ohjelma, joka tulostaa luvut yhdestä viiteen. Ohjelmassa määritellään toistolauseen sisällä käsiteltävä luku ennen toistolauseen lohkoa. Tällöin muuttujan kasvatus onnistuu.

int luku = 1;
while (true) {
    System.out.println(luku);
    if (luku >= 5) {
        break;
    }

    luku = luku + 1;
}

System.out.println("Valmista!");

1
2
3
4
5
Valmista!

Mikäli luku määritellään toistolauseen sisällä, kuten alla, ei toistolauseen suoritus pääty koskaan koska luku määritellään toistolauseen lohkossa, ja sen arvoksi asetetaan aina yksi.

while (true) {
    int luku = 1;
    System.out.println(luku);
    if (luku >= 5) {
        break;
    }

    luku = luku + 1;
}

System.out.println("Valmista!");

1
1
1
... (ohjelma ei pääty koskaan)

Toistolauseessa voidaan myös kysyä käyttäjältä syötettä. Kuten edellä, toistolauseessa käytettävät muuttujat kuten Scanner-lukija määritellään ennen toistolausetta. Alla olevassa esimerkissä ohjelma kysyy käyttäjältä mikäli ohjelman suoritusta pitäisi jatkaa. Mikäli käyttäjä syöttää merkkijonon "ei", ohjelman suoritus lopetetaan.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.println("Jatketaanko suoritusta? (ei lopettaa)");
    String syote = lukija.nextLine();

    if(syote.equals("ei")) {
        break;
    }

    System.out.println("Ok! Jatketaan!");
}

System.out.println("Valmista!");

Ohjelma toimii esimerkiksi seuraavasti. Alla käyttäjän syötteet ovat merkitty punaisella.

Jatketaanko suoritusta? (ei lopettaa)
kyllä
Ok! Jatketaan!
Jatketaanko suoritusta? (ei lopettaa)
joo
Ok! Jatketaan!
Jatketaanko suoritusta? (ei lopettaa)
ei
Valmista!

Poistutaanko? ei
Poistutaanko? eeei
Poistutaanko? nej
Poistutaanko? kyllä

Poistutaanko? joo
Poistutaanko? kyl
Poistutaanko? kylä
Poistutaanko? yes
Poistutaanko? kyllä

Edellisessä esimerkissä ohjelma lukee käyttäjältä merkkijonomuotoisia syötteitä. Vastaavanlaisen ohjelman toteutus onnistuu myös muilla muuttujatyypeillä. Alla olevassa esimerkissä käyttäjältä pyydetään lukuja kunnes käyttäjä syöttää luvun nolla.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.println("Syötä numeromuotoinen komento, 0 lopettaa");
    int komento = Integer.valueOf(lukija.nextLine());
    if (komento == 0) {
        break;
    }

    System.out.println("Syötit " + komento)

}

System.out.println("Valmista, kiitos!");

Ohjelman suoritus on esimerkiksi seuraavanlainen.

Syötä numeromuotoinen komento, 0 lopettaa
5
Syötit 5
Syötä numeromuotoinen komento, 0 lopettaa
-2
Syötit -2
Syötä numeromuotoinen komento, 0 lopettaa
0
Valmista, kiitos!

Syötä luku 5
Syötä luku 744
Syötä luku 22
Syötä luku -1
Syötä luku 4

Toistolauseen alkuun palaaminen

Toistolauseen alkuun palataan silloin kun suoritus päätyy toistolauseen lohkon loppuun eli kaikki toistolauseen lohkossa olevat komennot on suoritettu. Toistolauseen alkuun voi palata myös muualta kuin toistolauseen lopusta erillisellä continue-komennolla. Kun tietokone suorittaa komennon continue, siirtyy ohjelman suoritus toistolauseen alkuun.

Alla olevassa esimerkissä esitellään continue-komennon käyttöä. Ohjelma pyytää käyttäjää syöttämään positiivisia lukuja. Mikäli käyttäjä syöttää negativiisen luvun tai nollan, ohjelma tulostaa viestin "Epäkelpo luku! Yritä uudelleen.", jonka jälkeen suoritus palaa toistolauseen alkuun. Edellisessä esimerkissä ohjelma lukee käyttäjältä merkkijonomuotoisia syötteitä. Vastaavanlaisen ohjelman toteutus onnistuu myös muilla muuttujatyypeillä. Alla olevassa esimerkissä käyttäjältä pyydetään lukuja kunnes käyttäjä syöttää luvun nolla.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.println("Syötä positiivisia lukuja.");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku <= 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku! Yritä uudelleen.")
        continue;
    }

    System.out.println("Syötit " + luku)

}

Ohjelman suoritus toistuu yllä olevassa esimerkissä ikuisesti, sillä toistolauseesta poistumiseen käytettävää break-komentoa ei ohjelmassa ole. Mikäli haluamme, että toistolauseesta voi poistua, tulee ohjelmaan lisätä break-komento.

Alla olevassa esimerkissä ohjelmaa on muokattu siten, että käyttäjältä pyydetään positiivisia lukuja. Mikäli käyttäjä syöttää negatiivisen luvun, kerrotaan että luku oli epäkelpo ja palataan toistolauseen alkuun. Mikäli käyttäjä syöttää nollan, toistolauseesta poistutaan.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.println("Syötä positiivisia lukuja.");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku == 0) {
        break;
    }

    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku! Yritä uudelleen.")
        continue;
    }

    System.out.println("Syötit " + luku)

}

Syötä luku 5
25
Syötä luku 4
16
Syötä luku -3
Epäkelpo luku
Syötä luku 1
1
Syötä luku 0

Edellisessä tehtävässä toteutettiin ohjelma, joka lukee käyttäjältä lukuja. Mikäli käyttäjä syöttää negatiivisen luvun, ohjelma ilmoittaa että luku oli epäkelpo, ja mikäli käyttäjä syöttää nollan, ohjelmasta poistutaan. Eräs ratkaisu tehtävään on seuraavanlainen.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.print("Syötä luku");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku == 0) {
        break;
    }

    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku")
        continue;
    }
}

Ohjelman voisi toteuttaa myös muotoilemalla ehtolauseet toisella tavalla. Alla olevassa esimerkissä erillisten ehtolauseiden sijaan ehtolauseet on yhdistetty.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.print("Syötä luku");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku == 0) {
        break;
    } else if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku")
        continue;
    }
}

Kumpi edellä olevista vaihtoehdoista on selkeämpi?

Tarkastellaan edellisten ohjelmien selkeyttä toisen esimerkin kautta. Alla oleva ohjelma kysyy käyttäjältä lukua. Mikäli luku on negatiivinen, käyttäjälle kerrotaan että luku on epäkelpo ja siirrytään toistolauseen alkuun. Mikäli luku on nolla, toistolauseesta poistutaan. Muissa tilanteissa käyttäjälle tulostetaan syötetyn luvun neliö, eli syötetty luku kerrottuna itsellään.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.print("Syötä luku ");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku");
        continue;
    }

    if (luku == 0) {
        break;
    }

    System.out.println(luku * luku);
}

Myös tämän ohjelman voi toteuttaa yhdistämällä ehtolauseet. Tällöin toteutus olisi seuraavanlainen.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

while (true) {
    System.out.print("Syötä luku ");
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku");
    } else if (luku == 0) {
        break;
    } else {
        System.out.println(luku * luku);
    }
}

Tarkastellaan edellisiä ohjelmia kommentoituna. Jokaista palaa edeltää kommentit, jotka pyrkivät selittämään mitä ohjelmassa tapahtuu. Alla erillisillä ehtolauseilla toteutettu ohjelma.

// Tehtävänä syötteen lukeminen käyttäjältä
Scanner lukija = new Scanner(System.in);

// Tehtävänä lohkon toistaminen kunnes lohkosta poistutaan
while (true) {
    // Tehtävänä luvun syöttämisen kehottaminen
    System.out.print("Syötä luku ");
    // Tehtävänä luvun lukeminen käyttäjältä
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    // Tehtävänä vartiointi, estetään epäkelpojen lukujen
    // jatkokäsittely
    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku");
        continue;
    }

    // Tehtävänä toistolauseesta poistumisen tarkastaminen
    if (luku == 0) {
        break;
    }

    // Tehtävänä syötetyn luvun neliön tulostaminen
    System.out.println(luku * luku);
}

Huomaat, että yllä jokaisella ehtolauseella on ohjelmassa yksi selkeä tehtävä.

Kun kommentoimme ohjelman, joka sisältää ehtolauseet yhdistettynä, kommentit ovat seuraavat.

// Tehtävänä syötteen lukeminen käyttäjältä
Scanner lukija = new Scanner(System.in);

// Tehtävänä lohkon toistaminen kunnes lohkosta poistutaan
while (true) {
    // Tehtävänä luvun syöttämisen kehottaminen
    System.out.print("Syötä luku ");
    // Tehtävänä luvun lukeminen käyttäjältä
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    // if-else if-else -kokonaisuuden tehtävä?
    // Tehtävänä luvun käsittely?
    if (luku < 0) {
        System.out.println("Epäkelpo luku");
    } else if (luku == 0) {
        break;
    } else {
        System.out.println(luku * luku);
    }
}

Huomaamme, että if-else if-else-rakenteelle on vaikea määritellä yksi selkeä tehtävä. Ohjelmia suunniteltaessa ja toteuttaessa kannattaakin pyrkiä tilanteeseen, missä jokaisella ohjelman osalla on yksi selkeä tehtävä. Tämä teema tulee toistumaan kurssilla.

Laskentaa toistolauseiden avulla

Toistolauseita hyödynnetään usein asioiden laskemisessa. Esimerkiksi ohjelmat, joissa käsitellään määrittelemätöntä määrää käyttäjän syöttämiä lukuja perustuvat toistolauseseen. Tällaisissa ohjelmissa tulostetaan tyypillisesti jonkinlaisia tilastoja luetuista luvuista tai muista syötteistä toistolauseen jälkeen.

Jotta ohjelma voi tulostaa toistolauseen jälkeen tietoja toistolauseen suorituksesta, tulee tietoa säilöä ja muokata toistolauseen aikana. Tämä tarkoittaa käytännössä aina sitä, että toistolausetta ennen tulee esitellä muuttuja, jota toistolauseessa käytetään.

Alla olevassa esimerkissä ohjelma laskee syötettyjen ykkösten lukumäärän. Syötteitä luetaan kunnes käyttäjä syöttää luvun 0, jonka jälkeen tulostetaan luettujen ykkösten lukumäärä. Ohjelmassa käytetään muuttujaa ykkosia ykkösten lukumäärän ylläpitoon.

Scanner lukija = new Scanner(System.in);

// Tehtävänä ykkösten lukumäärän säilöminen
int ykkosia = 0;

// Tehtävänä lukujen lukemisen toistaminen
while (true) {
    System.out.print("Syötä luku (0 lopettaa): ");
    // Tehtävänä yksittäisen luvun lukeminen
    int luku = Integer.valueOf(lukija.nextLine());

    // Tehtävänä toistolauseesta poistuminen kun
    // käyttäjä syöttää luvun nolla
    if (luku == 0) {
        break;
    }

    // Tehtävänä ykkösten lukumäärän kasvattaminen
    // yhdellä kun käyttäjä syöttää luvun yksi
    if (luku == 1) {
        ykkosia = ykkosia + 1;
    }
}

// Tehtävänä havainnoitujen ykkösten lukumäärän tulostaminen
System.out.println("Ykkösiä yhteensä: " + ykkosia);

Alla on esimerkki ohjelman toiminnasta.

Syötä luku 1
Syötä luku 2
Syötä luku 1
Syötä luku -1
Syötä luku 0
Ykkösiä yhteensä: 2

Syötä luku 5
Syötä luku 22
Syötä luku 9
Syötä luku -2
Syötä luku 0
Lukuja yhteensä 4

Syötä luku 5
Syötä luku 22
Syötä luku 9
Syötä luku -2
Syötä luku 0
Negatiivisia lukuja yhteensä 1

Syötä luku 5
Syötä luku 22
Syötä luku 9
Syötä luku -2
Syötä luku 0
Lukujen summa 34

Syötä luku 5
Syötä luku 22
Syötä luku 9
Syötä luku -2
Syötä luku 0
Lukuja yhteensä 4
Lukujen summa 34

Syötä luku 5
Syötä luku 22
Syötä luku 9
Syötä luku -2
Syötä luku 0
Lukujen keskiarvo 8.5

Yhteenveto

Ensimmäinen osa käsitteli ohjelmoinnin ja tietokoneiden toiminnan kannalta oleellisia ydinasioita. Näitä ovat tulostaminen, muuttujat ja tieto, laskeminen, syötteen käsittely ja lukeminen, vertailu ja päätösten tekeminen sekä toiminnallisuuden toistaminen.

Vastaa vielä alla olevaan kyselyyn.