Arithmetische Operationen — Java

Was ist das und wozu dient es?

Stell dir vor, du bist Kassierer in einem Süßwarenladen. Du hast eine Schachtel mit 10 Pralinen, und ein Kunde kommt, der 3 kaufen möchte. Wie viele bleiben übrig? Und wenn morgen 5 weitere Schachteln mit je 10 Pralinen geliefert werden – wie viele sind es dann insgesamt? Um das zu berechnen, musst du nicht jede einzelne Süßigkeit mit dem Finger abzählen. Es reicht, arithmetische Operationen auszuführen – Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division.

In Java sehen diese Operationen fast genauso aus wie in der Mathematik, nur dass wir statt des Multiplikationszeichens „ד * und statt des Divisionszeichens „÷“ / schreiben. Der Computer ist wie dieser Kassierer, nur sehr schnell und macht nie Fehler (wenn du keinen Fehler im Befehl machst).

Wozu braucht man das in der Programmierung? Stell dir vor, du schreibst ein Spiel, in dem der Held Münzen sammelt. Jede Sekunde musst du die Anzahl der gesammelten Münzen zu seinem Punktestand addieren. Oder du erstellst einen Taschenrechner für den Matheunterricht. Oder ein Programm, das berechnet, wie viele Tage bis Neujahr verbleiben. Überall werden arithmetische Operationen benötigt.

In Java gibt es 5 grundlegende arithmetische Operationen:

• + — Addition (wie in der Mathematik)
• - — Subtraktion
• * — Multiplikation
• / — Division (nur gibt es in Java eine Besonderheit bei ganzen Zahlen)
• % — Modulo (Rest einer Division) (das ist neu! Es zeigt, was übrig bleibt, wenn man ganzzahlig teilt)

Lass uns gleich vereinbaren: In Java gibt es, genau wie in Python, Datentypen. Für Zahlen verwendet man meistens int (ganze Zahlen, z.B. 5, -3, 100) und double (Kommazahlen, z.B. 3.14, -0.5). Wenn du sie in einer Operation mischst, regelt Java das selbst, aber manchmal führt das zu unerwarteten Ergebnissen (das besprechen wir bei den Fehlern).

Im Gegensatz zu Python, wo man einfach print(2 + 3) schreiben kann und alles funktioniert, muss man in Java zuerst eine Klasse und die main-Methode erstellen. Keine Angst – das ist nur ein „Behälter“ für dein Programm. Alle folgenden Beispiele befinden sich innerhalb eines solchen Behälters.

Codebeispiele mit Erklärung

Beispiel 1: Addition und Subtraktion (wie im echten Leben)

Stell dir vor, du hattest 15 Euro, hast 7 weitere gefunden und dann 10 für ein Eis ausgegeben. Wie viel bleibt übrig?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Variablen deklarieren – das sind wie Kästchen mit Etiketten
        int bylo = 15;          // Hattest 15 Euro
        int nashel = 7;         // Hast 7 Euro gefunden
        int potratil = 10;      // Hast 10 Euro ausgegeben

        // Berechnen: hatte + gefunden - ausgegeben
        int ostalos = bylo + nashel - potratil;

        // Ergebnis auf dem Bildschirm ausgeben
        // In Java verwendet man für die Ausgabe System.out.println()
        System.out.println("Dir bleiben: " + ostalos + " Euro");
        // Auf dem Bildschirm erscheint: Dir bleiben: 12 Euro
    }
}

Wie es funktioniert: Java führt die Aktionen von links nach rechts aus, wie in der Mathematik. Zuerst 15 + 7 = 22, dann 22 - 10 = 12. Das Ergebnis wird in der Variablen ostalos gespeichert. Das Zeichen + in System.out.println wird verwendet, um Text und Zahlen zu verketten – das nennt man Konkatenation. In Python verwendet man dafür Kommas oder f-Strings, in Java das Pluszeichen.

Beispiel 2: Multiplikation (Zimmerfläche berechnen)

Du hast beschlossen, herauszufinden, wie viele Quadratmeter dein Zimmer hat. Länge – 6 Meter, Breite – 4 Meter.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int dlina = 6;
        int shirina = 4;

        // Multiplikation: Fläche = Länge * Breite
        int ploshad = dlina * shirina;

        System.out.println("Zimmerfläche: " + ploshad + " qm");
        // Ausgabe: Zimmerfläche: 24 qm

        // Und jetzt berechnen wir den Umfang: (Länge + Breite) * 2
        int perimetr = (dlina + shirina) * 2;
        System.out.println("Zimmerumfang: " + perimetr + " m");
        // Ausgabe: Zimmerumfang: 20 m
    }
}

Achte auf die Klammern! In Java werden, wie in der Mathematik, zuerst die Operationen in Klammern ausgeführt. Wenn wir dlina + shirina * 2 geschrieben hätten, würde zuerst 4 mal 2 gerechnet (ergibt 8) und dann 6 addiert – Ergebnis 14, nicht 20. Klammern ändern die Reihenfolge!

In Python funktionieren Klammern genauso – das ist eine allgemeine Regel für alle Programmiersprachen.

Beispiel 3: Division und Rest (Pizza teilen)

Du hast 23 Pizzastücke und 5 Freunde. Wie viele Stücke bekommt jeder, wenn man gerecht teilt? Wie viele bleiben für dich übrig?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int kuskov = 23;
        int druzei = 5;

        // Ganzzahlige Division: 23 / 5 = 4 (Rest 3)
        // Java verwirft den Nachkommateil, wenn beide Zahlen ganzzahlig sind!
        int kazhdomu = kuskov / druzei;
        System.out.println("Jeder Freund bekommt: " + kazhdomu + " Stücke");
        // Ausgabe: Jeder Freund bekommt: 4 Stücke

        // Rest der Division: 23 % 5 = 3
        int ostatok = kuskov % druzei;
        System.out.println("Für dich bleiben: " + ostatok + " Stücke");
        // Ausgabe: Für dich bleiben: 3 Stücke

        // Überprüfung: 4 * 5 + 3 = 23 – alles richtig!
    }
}

Wichtiger Punkt: In Java, wenn du eine ganze Zahl durch eine ganze Zahl teilst, ist das Ergebnis ebenfalls ganzzahlig – der Nachkommateil wird einfach weggelassen (nicht gerundet, sondern weggelassen!). 23 / 5 = 4, nicht 4.6. Wenn du ein gebrochenes Ergebnis benötigst, muss mindestens eine Zahl gebrochen sein (z.B. 23.0 / 5 oder 23 / 5.0). In Python 3 liefert die Division ganzer Zahlen standardmäßig ein gebrochenes Ergebnis, für die ganzzahlige Division verwendet man //. In Java gibt es diesen Operator nicht – man muss den Typ explizit angeben.

Der Operator % (Rest)