Zugriff auf Attribute eines Objekts. Objekte in Java. Referenztypen. Arrays und Klassen
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- Manuela Klein
- vor 7 Jahren
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1 Prog. Objekte in Java Prog. Zugriff auf Attribute eines Objekts Ein Objekt (eine Instanz) einer Klasse wird durch Deklaration einer Variablen vom Typ der Klasse angelegt (deklariert) Objektvariablen werden mit Hilfe des new-operators initialisiert (instanziert, erzeugt) Ausnahme Strings und Arrays Compiler stellt Literale zur Objekterzeugung zur Verfügung Nach der Initialisierung haben alle Variablen des Objekts zunächst Standardwerte Referenztypen haben den Standardwert null // Deklaration einer Objekt-Variablen Pferd Abashiri; // Initialisierung der Variablen Abashiri = new Pferd(); /* Deklaration und Initialisierung können zusammen-gefasst werden */ Pferd Abahatschi = new Pferd(); // Arrays können mittels Literalen initialisiert werden */ int a[] = 1,,3,4; /* Strings können ebenfalls mittels Literalen initialisiert werden */ String s = Abahatschi ; Zugriff (lesend & schreibend) auf Attribut (Variable) eines Objekts mittels Punktnotation: Objekt.Attribut Zugriff auf eine Variable, für die noch kein Objekt erzeugt wurde führt zu einem Fehler Variablen die nicht belegt werden haben Standardwerte Standardwerte primitiver DT boolean char byte short int long float double false \u.. Abashiri.name = Abashiri ; // Fehler!!! Pferd Abashiri = new Pferd(); // Attribute eines Objekts belegen Abashiri.name = Abashiri ; Abashiri.farbe = braun ; Abashiri.rasse = Araber ; Abashiri.weiblich = true; Abashiri.alter = 1; Abashiri.gewicht = 3; Abashiri.stockmass = 19; Abashiri.hoechstgeschwin = 6; Abashiri.anzahlNachkommen = ; // Ausgabe System.out.print( Name: ); System.out.println(Abashiri.name); System.out.print( Farbe: ); System.out.println(Abashiri.farbe); System.out.print( Rasse: ); System.out.println(Abashiri.rasse); FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke Prog. Referenztypen Prog. Arrays und Klassen Wichtige Klasse von Datentypen neben den primitiven Datentypen sind die Referenztypen Objekte, Strings, Arrays Leere Referenz wird durch die Konstante null gekennzeichnet Zuweisung von Referenzen kopiert den Verweis und nicht das Objekt Referenztypen können mittels der Methode clone kopiert werden Gleichheitstest (==) zweier Referenzen testet ob die Verweise gleich sind // Eine Klasse Datum public class Datum public int tag; public Monat monat; public int jahr; // Deklaration zweier Daten Datum d1, d; // Initialisierung der Variablen d1 d1 = new Datum(); d1.tag= 1; d1.monat = Monat.April; d=d1; /* d1 und d zeigen auf das gleiche Objekt */ Arrays Bestehen aus mehreren gleichartigen Elementen (d.h. vom gleichen Typ) Die einzelnen Elemente haben keinen Namen, sondern werden über einen Index angesprochen (z.b. a[i]) Die Anzahl der Elemente wird bei der Erzeugung des Arrays festgelegt Klassen Können aus verschieden Elementen bestehen (unterschiedliche Typen) Jedes Element einer Klasse hat einen Namen und kann nur über diesen angesprochen werden (z.b. a.name) Die Anzahl der Elemente wird bei der Vereinbarung der Klasse festgelegt Dies ist eine strengere Forderung als die inhaltliche Gleichheit Inhaltliche Gleichheit kann mittels der Methode equals getestet werden d.tag=13; /* Nun hat auch d1.tag den Wert 13 */ d1.monat = Monat.Dezember; /* Nun hat auch d.monat den Wert Dezember */ Arrays werden erzeugt mittels new Typname[anzahl] Klassen werden erzeugt mittels new Klassenname() FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 4
2 Prog. Methoden von Objekten Prog. Aufruf von Methoden Methoden werden innerhalb einer Klassendefinition angelegt und haben Zugriff auf alle Variablen des Objekts Methoden arbeiten immer mit den Variablen des aktuellen Objekts Syntax der Methodendefinition: Modifier Typ Name([Parameter]) Anweisung; /* Eine einfache Klasse mit einer Methode*/ public String farbe; public float stockmass; public float deltav() return hoechstgeschwin - geschwindigkeit; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 5 Methodenaufruf erfolgt wieder mittels Punktnotation Methodenparameter müssen in Klammern angegeben werden, auch wenn die Methode keine Parameter besitzt Methoden dürfen ohne Punktnotation auf die Instanzvariablen ihrer Klasse zugreifen Compiler interpretiert alle verwendeten nichtlokalen Variablen x als this.x this ist Referenzvariable, die auf das aktuelle Objekt zeigt Wird dazu verwendet, die eigenen Instanzvariablen und Methoden anzusprechen /* Methodenaufruf*/ Pferd Abashiri = new Pferd(); Abashiri.hoechstgeschwin = 6.; Abashiri.geschwindigkeit = 1.; Syso.print(Abashiri.deltaV()); Syso.print( km/h unterhalb des ); Syso.println( Maximums! ); /* this-zeiger kann explizit, wie eine normale Objektvariable benutzt werden */ public float deltav() return this.hoechstgeschwin - this.geschwindigkeit; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 6 Prog. Parameter von Methoden Prog. Objekte und Arrays als Parameter Parameter werden in Java per call by value übergeben aktueller Wert wird in Parametervariable kopiert und an die Methode übergeben Objektvariable sind Referenzen (Zeiger) Die Referenz zeigt innerhalb einer Methode auf das Objekt Übergabe von Objekten ist schnell (größenunabhängig) Objekt wird verändert! Call by value-übergabe eines Zeigers entspricht also genau der call by reference-semantik Kopieren von Objekten durch expliziten Aufruf von clone /* Parameter werden immer mittels call by value uebergeben*/ public float alter; public void printalter(int n) while(n-- > ) Syso.print( Alter: ); Syso.println(alter); /* 1 mal das Alter ausgeben */ int anzahl = 4; Übergabe von Objekten und Arrays kann zu verdeckten Fehlern führen Aufgerufene Methode arbeitet mit dem Originalobjekt, kann also deren Membervariablen/ Elemente unbemerkt ändern Unbeabsichtigtes Ändern einer modifizierbaren Referenzvariable bei der Übergabe an eine Methode kann nur durch vorheriges Kopieren (mittels clone) verhindert werden Ausgabe des nebenstehenden Programms: a :1. b :. ab.a:. ab.b:1. public class SideExample public static void main(string[] args) float a=1., b=.; Pair ab = new Pair(); ab.a = 1.; ab.b =.; swap(a,b); swap(ab); Syso.println( a : +a+ b : +b); Syso.println( ab.a: +ab.a+ ab.b: +ab.b); public static void swap(float a, float b) float t = a; a = b; b = t; public static void swap(pair ab) float t = ab.a; ab.a = ab.b; ab.b = t; class Pair public float a; public float b; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 8
3 Prog. Überladen von Methoden Prog. Konstruktoren Die Methoden einer Klasse können überladen werden Compiler unterscheidet die verschiedenen Varianten anhand von Anzahl und Typisierung der Parameter der Methoden Rückgabewert trägt nicht zur Unterscheidung bei Typische Anwendungen von überladenen Methoden Simulation von variablen Parameterlisten Erweiterung bereits verwendeter (vorhandener) Methoden um weitere Parameter /* Gibt das Alter zurück */ public float alter() return this.alter; /* Gibt das Alter zurück. Gibt zusätzlich eine Titel und das Alter aus. */ public float alter(string titel) float alter = alter(); Syso.println(titel+alter); return alter; Konstruktoren sind spezielle Methoden, die bei der Initialisierung eines Objekts aufgerufen werden In Java werden Konstruktoren als Methoden ohne Rückgabewert definiert, die den Namen der Klasse erhalten, zu der sie gehören Konstruktoren dürfen beliebig viele Parameter haben können überladen werden Bei Objektinstanzierung mittels parametrisierten Konstruktoren stehen die Parameter, wie bei Methodenaufrufen, in Klammern this.hoechstgeschwin = vmax; Pferd Abashiri = new Pferd( Abashiri ); Syso.println( Name: + Abashiri.name); FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 1 Prog. Default-Konstruktoren Prog. Verkettung von Konstruktoren Besitzt eine Klasse überhaupt keinen expliziten Konstruktor, wird vom Compiler automatisch ein parameterloser default- Konstruktor generiert Der default-konstruktor ruft den parameterlosen Konstruktor der Superklasse auf Achtung: Erhält eine Klassendeklaration nur parametrisierte Konstruktoren, wird kein default- Konstruktor erzeugt und die Klassendatei hat keinen parameterlosen Konstruktor this.hoechstgeschwin = vmax; Pferd Abashiri = new Pferd(); /* Fehler!!! --> Construktor Pferd() undefined */ In Java können sich unterschiedliche Konstruktoren einer Klasse gegenseitig aufrufen Aufzurufender Konstruktor wird als Methode mit Namen this betrachtet Unterscheidung zum this Zeiger durch runde Klammern Wird ein Konstruktor in einem anderen derselben Klasse explizit aufgerufen, muß dies als erste Anweisung innerhalb der Methode geschehen Vorteil der Konstruktorverkettung: Wiederverwendung von vorhandenem Code /* Beispiel für die Verkettung von Konstruktoren */ // Anstatt // // Aufruf des anderen Konstruktors this(name); this.hoechstgesching = vmax; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 1
4 Prog. Destruktoren in Java Prog. Ableiten einer Klasse Destruktoren werden unmittelbar vor der Zerstörung eines Objektes aufgerufen Ein Destruktor wird als geschützte (protected) parameterlose Methode mit dem Namen finalize definiert Sprachdefinition von Java garantiert nicht den Aufruf eines Destruktors Wenn ein Destruktor aufgerufen wird, dann nicht zum Ende der Lebenszeit eines Objekts, sondern bei Freigabe des für das Objekt reservierten Speichers durch den Garbage Collector /* Ein Konstruktor */ public Perd(String name) /* Ein Destruktor */ protected void finalize() // Anweisungen, Aufraeumen,... Vorsicht beim Einsatz von Destruktoren in Java! Eine neue Klasse wird aus einer bestehenden abgeleitet, indem im Kopf der neuen Klasse mittels extends ein Verweis auf die Basisklasse angegeben wird Die abgeleitet Klasse erbt alle Eigenschaften der Basisklasse Attribute (Variablen) und Methoden Die Funktionalität der abgeleiteten Klasse kann erweitert werden durch Hinzufügen neuer Elemente Überladen vorhandener Elemente Vererbung kann beliebig tief geschachtelt werden Besitzt eine Klasse das Attribut final, kann keine neue Klasse von ihr abgeleitet werden float alter; float gewicht; class Saeugetier extends Tier boolean weiblich; class Pferd extends Saeugetier float schweiflaenge; /* Es kann auf die Elemente aller Vaterklassen zugegriffen werden */ Pferd abahatschi = new Pferd(); abahatschi.alter=1.f; abahatschi.gewicht=3.f; abahatschi.weiblich=false; abahatschi.schweiflaenge=6.f; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 14 Prog. Überlagern von Methoden Prog. Initialisierungsreihenfolge Eine Klasse besitzt alle aus der Vaterklasse geerbten Methoden und die, die sie selbst neu definiert Wurde eine Methode der Vaterklasse überlagert, wird beim Aufruf der Methode auf Objekten des abgeleiteten Typs immer die überlagernde Version verwendet Es wird immer die Version einer Methoden verwendet, die dem aktuellen Objekt beim Zurückverfolgen der Vererbungslinie am nächsten liegt protected String name; public Tier(String name) public String tostring() return name; class Pferd extends Tier private float stockmass; public Pferd(String name, float s) super(name); this.stockmass = s; public String tostring() return name + : + stockmass; Initialisierungsschritte beim Instanzieren eines neuen Objekts 1. Aufruf der Superklassenkonstruktoren. Initialisierung aller Membervariablen in der textuellen Reihenfolge ihrer Deklaration 3. Ausführung des Programmcodes im Rumpf des Konstruktors Ausgabe des nebenstehenden Programms: Father.s1 Father.<init> Son.s1 Son.<init> public class InitExample public static String getandprint(string s) Syso.println(s); return s; public static void main(string[] args) Son son = new Son(); class Father private String s1 = InitExample.getAndPrint( Father.s1 ); public Father() InitExample.getAndPrint( Father.<init> ); class Son extends Father private String s1 = InitExample.getAndPrint( Son.s1 ); public Son() InitExample.getAndPrint( Son.<init> ); FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 16
5 Prog. Die Klasse Object Prog. Die Methode equals() Jede Klasse besitzt die implizite Vaterklasse Object Superklasse aller Objekte Die Klasse Object definiert unter anderem die folgenden Methoden boolean equals(object obj) Test, ob zwei Objekte gleich sind protected Object clone() Kopieren eines Objekts String tostring() Erzeugen einer String- Repräsentation des Objekts int hashcode() Berechnen eines Schlüssels zur Speicherung des Objekts in einer Hashtabelle Obige Methoden müssen im Allgemeinen überlagert werden float alter; float gewicht; Tier a = new Tier(); Tier b = new Tier(); a.alter = 1.f; a.gewicht = 3.f; b.alter = 1.f; b.gewicht = 3.f; if( a == b ) Syso.println( Referenzen gleich ); if( a.equals(b) ) Syso.println( Objekte mit gleichem Inhalt ); Liefert ohne Überschreiben der Methode equals() das gleiche Ergebnis wie == FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 17 Die von der Klasse Object geerbte equals-methode liefert den Vergleich zweier Objekte mittels == Im Allgemeinen muss equals also geeignet überladen werden Anforderungen an equals: Reflexiv: x.equals(x) muss war sein Symmetrisch: x.equals(y) ist wahr <=> y.equals(x) ist wahr Transitiv: x.equals(y) wahr, y.equals(z) wahr => x.equals(z) wahr Wiederholbar x.equals(null) muß falsch liefern public class EqualsB int i; IrgendeineKlasse obj; public EqualsB(int i, irgendeineklasse o) this.i = i; this.obj = o; public EqualsB() this(,new IrgendeineKlasse()); public boolean equals(object o) if( o == null ) return false; if( o == this ) return true; if(!(o instanceof EqualsB) ) return false; EqualsB anderes = (EqualsB) o; if( i!= anderes.i ) return false; if(!obj.equals(anderes.obj) ) return false; return true; FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke 18 Prog. Die Methode tostring() Prog. Dynamische Methodensuche Standardimplementierun g von tostring() gibt aus 1. Den Klassennamen. Zeichen 3. Den hashcode() des Objekts Besser: Implementierung von tostring(), welche den Klassennamen und die wichtigsten Status-informationen bereitstellt Beispiel: public class MitToS int x, y;... public String tostring() return MitToS[ +x+, +y+ ] ; public class OhneToS int x, y; // Ein einfacher Konstruktor public OhneToS(int x, int y) this.x = x; this.y = y; /* Erzeugen und Ausgeben eines Objekts */ public static void main(string[] args) Syso.println(new OhneToS(4,6)); Ausgabe: OhneToS@47b48 Objekte abgeleiteter Klassen sind zuweisungskompatibel zu (Objekt-)Variablen übergeordneter Klassen z.b. kann ein Pferd-Objekt einem Tier-Objekt zugewiesen werden Da Variablen während ihrer Lebenszeit Objekte verschiedenen Typs enthalten können, kann der Compiler nicht entscheiden, welche Version einer überlagerten Methode aufgerufen werden soll Es muß zur Laufzeit entschieden werden (dynamische Bindung) In Java werden alle Methodenaufrufe dynamisch interpretiert Deutlich aufwendiger als statische Methodenaufrufe Man kann eine Methode mit Attributen versehen, die verhindern, dass sie überlagert werden kann Methoden mit dem Attribut private sind in abgeleiten Klassen nicht sichtbar und können daher nicht überlagert werden static-methoden existieren unabhängig von einer Instanz und können daher nicht überlagert werden Mittels final kann der Anwender explizit deklarieren, dass eine Methode nicht überlagert werden kann FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke FH-Wiesbaden --- Medieninformatik --- SS Prof. Dr. Ulrich Schwanecke
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