Programmierkurs Java

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1 Programmierkurs Java Konstruktor, Statische Methoden Packages Prof. Dr. Stefan Fischer Institut für Telematik, Universität zu Lübeck

2 Initialisierung von Datenstrukturen Weiteres Problem prozeduraler Programmierung Initialisierung von Datenstrukturen Unklare Zuständigkeit Häufig nur durch Dokumentation ersichtlich Beispiel: Beim Verwenden der Datenstruktur Lampe muss zu Beginn die Funktion init_helligkeit(lampe l); aufgerufen werden Wird häufig vergessen Führt potenziell zu undefiniertem bzw. ungewolltem Verhalten #2

3 Wichtiges Prinzip: Konstruktion Instanzen können bei der Erzeugung automatisch initialisiert werden Aufruf von speziellen Methoden durch Java Geschieht bei der Erzeugung mittels new Diese speziellen Methoden heißen Konstruktoren Werden automatisch bei der Erzeugung (durch new) aufgerufen Bringen Instanzen in einen sicheren initialen Zustand In anderen Programmiersprachen gibt es auch Destruktoren z.b. Freigeben von Speicher, etc. #3

4 Umsetzung in Java Konstruktoren: Methoden mit speziellem Namen und Rückgabetyp Name der Methode: Klassenname Rückgabetyp: Keiner, nicht einmal void Konstruktor sollte alle Attribute initialisieren (guter Stil) Syntax: Klassenname(Typ1 Name1, Typ2 Name2, ) { } Beispiel: Punkt(double x, double y) {...} Eine Klasse kann mehrere Konstruktoren haben Gleiches Prinzip wie Überladen von Methoden Ein Konstruktor kann als erstes anderen Konstruktor aufrufen Syntax: this(...parameter...); #4

5 #5 Beispiel Erzeugung von zwei Punkt-Instanzen in main Zeile 19 Kein Parameter an den Konstruktor Aufruf des parameterlosen Konstruktors aus Zeile 6 Dieser ruft Konstruktor in Zeile 10 auf Verwendung von this Zeile 20 Zwei double- Parameter Aufruf des Konstruktors in Zeile 10

6 Statische Methoden und Attribute

7 #7 Statische Methoden Methoden verändern den Zustand einer Objektinstanz bzw. liefern Informationen über deren Zustand Manchmal praktisch, dieses Modell zu durchbrechen Main-Methode (Programmstart: keine Instanzen) Mathematische Funktionen (Wurzel, Sinus, Kosinus, etc.) Primitive Datentypen sind keine Objekte 1.sinus() funktioniert nicht new Sinus(1).getWert() zu großer Overhead Beispiele

8 #8 Statische Methoden und Attribute Schlüsselwort static (unabhängig von Klasseninstanzen) Es gibt keine this -Referenz (keine Instanz verfügbar) Statische Elemente können nur andere statische Elemente verwenden Aufruf anderer statischer Methoden oder Verwenden statischer Variablen Statische Methoden Definition: static void statischemethode(...) {...} Verwendung: Klassenname.methodenname(Parameter) Statische Attribute Definition: static int statischesattribut; Verwendung: Klassenname.attributname;

9 #9 Beispiel: Standardausgabe System.out.println( Hallo ); Klasse System Teil der Java Klassen- Bibliothek Statisches Attribut out Instanz der Klasse PrintStream Methode println Implementiert in PrintStream

10 Beispiel: Instanzzähler #10

11 Beispiel statisch/nicht-statisch #11

12 Packages

13 Probleme großer Projekte Programme können aus vielen Klassen bestehen Verschiedene logische Funktionskomponenten Müssen nicht von einem Hersteller bzw. Programmierer stammen Normalerweise besteht ein Programm aus Teilen vieler Programmierer (externe Bibliotheken, Teams,...) Probleme Klassennamen doppelt vergeben Eindeutigkeit Unklare Zuordnung Funktionseinheit Klasse #13

14 Beispiel: Zwei Punkt -Klassen #14

15 #15 Beispiel: Zwei Punkt -Klassen Wie unterscheidet man die beiden Klassen im gleichen Programm? Eine Möglichkeit: umbenennen PunktRGB und PunktKoordinate Macht Programme oft schlechter lesbar (lange Namen) Beispiele (Windows API, Ungarische Notation) RtlWriteDecodedUcsDataIntoSmartLBlobUcsWritingContext ConvertSecurityDescriptorToStringSecurityDescriptor EapHostPeerQueryUIBlobFromInteractiveUIInputFields AccessCheckByTypeResultListAndAuditAlarmByHandle SetupRemoveInstallSectionFromDiskSpaceList

16 #16 Namensräume Alternative zu langen Namen Eingruppieren von Klassen in verschiedene Namensräumen Unterscheidung von Klassen durch Angabe des Namensraums Beispiel: Punkt aus Farbe vs. Punkt aus Mathe Namensräume in Java: sog. packages Namensraum Farbe Namensraum Mathe Punkt Attribute: - int rot; - int gruen; - int blau Methoden: Punkt Attribute: - double x; - double y; Methoden: - void setze(double x, double y); - void verschiebe(double dx, double dy); - void rotiere(double radians);

17 #17 Packages Es ist üblich, Klassen in Packages zu gruppieren Bessere Übersichtlichkeit Vorbeugung von Namenskonflikten Zusammengehörige Klassen kennzeichnen Analogie Klassennamen sind vergleichbar mit einem Vornamen Package-Name entspräche dann dem Familiennamen Package-Namen: Gleiche Einschränkungen wie Identifier z.b. kein - erlaubt Konvention: Kleinschreibung (also mathe statt Mathe )

18 Packages: Beispiel #18

19 #19 Nested Namespaces Namespaces können auch ineinander geschachtelt werden Beispiel Punkt in Farbe Punkt in rgb in Farbe Punkt in version1 in rgb in Farbe Punkt in cmyk in Farbe Namensraum Farbe Punkt Namensraum rgb Namensraum cmyk Namensraum version1 Punkt Punkt Punkt

20 Nested Namespaces: Java Beispiel Einzelne Bestandteile werden durch. getrennt Beginnt bei der höchsten Hierarchiestufe Ähnlich wie im Dateisystem Packages müssen immer absolut angegeben werden (d.h. alle Namensteile müssen vorhanden sein) #20

21 #21 Packages: Namenswahl Sinnvoll: Weltweit eindeutige Namen Üblich sind Internet-Domainnamen in umgekehrter Schreibweise Damit man Klassen aus verschiedenen Quellen ohne Namenskonflikte nutzen kann Beispiel: Klassen aus dem ITM Domainname: itm.uni-luebeck.de Package de.uni_luebeck.itm (Verwendung von _ statt - ) Sinnvoll: Anhängen des Projektnames (z.b. programmieren.ws1213.uebung1.aufgabe2 ) Gesamt: de.uni_luebeck.itm.programmieren.ws1213.uebung1.aufgabe2;

22 #22 Packages: Verwendung Zwei Varianten zur Verwendung von Klassen aus anderen Packages Angabe des voll-qualifizierten Namens (Klasse + Package) package test;... farbe.rgb.punkt p = new farbe.rgb.punkt(); Importieren bestimmter Klassennamen Um die Angabe des voll-qualifizierten zu ersparen (Lesbarkeit) Schlüsselwort: import import farbe.rgb.punkt;... Punkt p = new Punkt();

23 #23 Packages: Verwendung Kann natürlich auch gemischt verwendet werden Beispiel package test; import farbe.rgb.punkt;... Punkt p1 = new Punkt(); farbe.cmyk.punkt p2 = new farbe.cmyk.punkt(); farbe.rgb.version1.punkt p3 = new farbe.rgb.version1.punkt(); Es sind nach wie vor verschiedene Klassen Punkt p1 = new farbe.cmyk.punkt(); //Fehler!!!

24 #24 Packages: Verwendung Alternative Variante von import Importieren ganzer Packages (z.b. import java.util.*;) Alle Namen aus java.util können ohne Angabe des Packages verwendet werden Gilt nicht für eventuelle Unterpackages von java.util Wo/wann benutzt man Packages? In allen größeren Java-Projekten Intensiv in der Java-API: (hier sollten sich Java-Programmierer gut auskennen) In Java ist java.lang.*; implizit immer importiert Daher kann man auch System.out.println(...); statt java.lang.system.out.println(...); schreiben

25 Klassen ohne Package In welchem Package waren eigentlich unsere bisherigen Klassen? Kein Package: sog. default Package Quasi ein Package ohne Namen Daher liegen diese auch im Wurzelverzeichnis des Projekts Sollte man nur bei ganz kleinen Projekten nutzen #25

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