Informatik II (D-ITET) Übungsstunde 6

Transkript

1 Informatik II (D-ITET) Übungsstunde 6 simon.mayer@inf.ethz.ch Distributed Systems Group, ETH Zürich

2 Ablauf Nachbesprechung Übung 5 Besprechung der Vorlesung Die neue Serie... Zeit zum Programmieren / für Demos Informatik II

3 Nachbesprechung Übung 5 1,2. Einfach verkettete Listen & Modifizierung Gehen wir die Methoden mal durch... Null ist dein Freund! 3. Sortieren von verketteten Listena Keine Probleme 4. Noch ein wachsender Stack (mit Listen) Informatik II 3

4 Ablauf Nachbesprechung Übung 5 Besprechung der Vorlesung Die neue Serie... Zeit zum Programmieren / für Demos Informatik II 4

5 Worum ging es? Objektorientierung: Klassen, Schnittstellen, Vererbung, Abstrakte Klassen, Polymorphie Zuweisungskompatibilität zwischen Klassen/Interfaces Dynamische und Statische Typisierung Type Casts Informatik II 5

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11 Type Casts instanceof-operator if (f instanceof Auto) System.out.println(((Auto)f).Hubraum); else System.out.println("f ist kein Auto!"); Informatik II 11

12 Zwischenfazit... Casts Fahrzeug hat nur Auto hat zusätzlich int radzahl; float hubraum; public static void printhubraum(fahrzeug fz) { System.out.println(((Auto) fz).hubraum); /* Kann Laufzeitfehler verursachen! Nicht jedes Fahrzeug ist ein Auto!! */ } public void main() { Fahrzeug fz; Auto a = new Auto(); fz = a; printhubraum(fz); } Informatik II 12

13 Zwischenfazit... Static and Dynamic Types public void main() { Fahrzeug fz; // fz hat den statischen Typ??? // fz hat den dynamischen Typ??? Fahrrad f = new Fahrrad(); // f hat den statischen Typ??? // f hat den dynamischen Typ??? } fz = f; // Zuweisung in Ordnung??? // fz hat den statischen Typ??? // fz hat den dynamischen Typ??? Informatik II 13

14 Abstrakte Klassen und Polymorphie Manchmal sollen für verschiedene Typen unterschiedliche (spezialisierte) Methoden aufgerufen werden Beispiel: Flächeninhalt von geometrischen Objekten Wir haben (abstrakte) geometrische Objekte Jedes dieser Objekte hat einen Flächeninhalt Dieser wird jedoch für verschiedene Objekte unterschiedlich berechnet Umsetzung? Hinweis: Was waren nochmal abstrakte Klassen? Informatik II 14

15 Abstrakt! GeomObject* public abstract double flaeche(); Rechteck private lengthy; private lengthx; public double flaeche(); Kreis private radius; public double flaeche(); Informatik II 15

16 Was bringt das jetzt? Wir können z.b. Listen von GeomObjects bauen... Listen durchlaufen und auf jedem Objekt System.out.println(obj.flaeche()) aufrufen Oder Flächenwerte addieren... Es ist EGAL, was genau der statische Typ der Objekte ist egal ob Rechteck oder Kreis! Wir können GeomObjects auch mittels flaeche() sortieren! Informatik II 16

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18 Keine Mehrfachvererbung in Java! Andere Sprachen haben das (z.b. C++, Eiffel) Erfordert aber Instruktionen, die das Vererben spezifizieren... Beispiel Eiffel: SwissTaxpayer USTaxpayer paytaxes() paytaxes() DoppelStaatsBuerger extends?? DoppelStaatsBuerger extends SwissTaxpayer rename paytaxes as payswisstaxes, USTaxpayer rename paytaxes payustaxes Informatik II 18

19 Manchmal ist etwas «in der Art» schon sinnvoll... Student Sportler Sportstudent study(); workout(); sollte beides anbieten... Java Interfaces: Sportstudent implements Student, Sportler { study() {... } workout() {... } } Siehe Demo (Nett: Eclipse-Unterstützung... :-)) Informatik II 19

20 Interfaces vs. Abstrakte Klassen Interfaces implementieren nichts! Abstrakte Klassen können partielle Implementierungen anbieten! Wenn eine abstrakte Klasse keine Implementierung beinhaltet, ist wahrscheinlich ein Interface besser geeignet... Informatik II 20

21 Factory-Klassen Intuitiv: Die Idee hinter Interfaces ist ja, dass Funktionalität austauschbar ist (haben wir in ein paar Demos gesehen...). Aber: Was bringt die ganze Austauschbarkeit, wenn ich an x Stellen im Code etwas verändern muss, um Objekte auszutauschen Daher: Factory-Klassen Informatik II 21

22 Factory-Klassen: Unterschiede interface Thing getthing(), setthing() class SimpleThing implements ThingInterface class ComplexThing implements ThingInterface «Traditionelle» Implementierung (an 100x Stellen im Code...): Thing mything = new SimpleThing(); Implementierung mit «ThingFactory»: Thing mything = ThingFactory.createThing(); Informatik II 22

23 Factory-Klassen: ThingFactory class ThingFactory { public static Thing creatething() { return new SimpleThing(); } } Informatik II 23

24 Ablauf Nachbesprechung Übung 5 Besprechung der Vorlesung Die neue Serie... Zeit zum Programmieren / für Demos Informatik II 24

25 Übung 6 1. Klassen, Schnittstellen, Typumwandlungen Instanziierbarkeit, Casts 2. Schnittstellen im Echten Leben Factory-Klassen 3. Polymorphie 4. ChunkedStack Informatik II 25

26 Übung 6 Aufgabe 1 Static Casts Können bereits beim Kompilieren entdeckt werden Hint: Eclipse macht das auch :-) Beispiel: Vehicle vehicle = new Vehicle(); Bicycle bike = vehicle; Läuft nicht! Vehicle ist kein Bike! Informatik II 26

27 Übung 6 Aufgabe 1 Dynamic Casts Können nicht bereits beim Kompilieren entdeckt werden, weil sie vom dynamischen Typ eines Objekts abhängig sind! Beispiel: Bicycle bike = (Bicycle) vehicle; Hoffnung: Vielleicht wurde vehicle ja folgendermassen erstellt: Vehicle vehicle = new Bicycle(); Kann laufen, muss aber nicht! Informatik II 27

28 Übung 6 Aufgabe 2 Schnittstellen im echten Leben und Factory-Klassen Informatik II 28

29 Übung 6 Aufgabe 3 Polymorphie: Sortieren per Comparable-Interface Implementiert GenericList Implementiert area() für beide geometrischen Objekte Implementiert smallerthan(), um dem Interface zu genügen Implementiert sort() Informatik II 29

30 Übung 6 Aufgabe 4 (fakultativ) Effizienter wachsender Stack Problem von ArrayStack: grow() kostet Zeit Problem von LinkedListStack: Kein direkter Zugriff auf Elemente Idee: Kombinieren der Vorteile von beiden Typen Liste aus Arrays, «ChunkedStack» Implementiert IStack-Schnittstelle per ChunkedStack Testet die Implementierung Findet das Problem in ChunkedList :-) Informatik II 30

31 Ablauf Nachbesprechung Übung 5 Besprechung der Vorlesung Die neue Serie... Zeit zum Programmieren / für Demos Informatik II 31

32 Projekt: Inheritance Informatik II 32

33 Informatik II (D-ITET) Übungsstunde 6 simon.mayer@inf.ethz.ch Distributed Systems Group, ETH Zürich