8. Kapitel INNERE KLASSEN. Techniken der Programmentwicklung Prof. Dr. Wolfgang Schramm

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1 8. Kapitel INNERE KLASSEN Techniken der Programmentwicklung Prof. Dr. Wolfgang Schramm

2 Übersicht 1 1. Programmstrukturierung mit Paketen (packages) 2. Vererbung 3. Abstrakte Klassen und Interfaces 4. Ausnahmebehandlung 5. Datenströme: die Java IO- Bibliothek 6. MulRthreading 7. CollecRons 8. Innere Klassen 9. Generics 10. ReflecRon

3 Lernziele des Kapitels 2 Verstehen wozu man innere Klassen braucht. Kennenlernen des Konzepts innerer Klassen. Verstehen, wie innere Klassen realisiert sind. Kennenlernen verschiedener Arten innerer Klassen. Innere Klassen anwenden können. Erweiterung äußerer Klassen durch innere Klassen verstehen.

4 Inhalt 3 o Einführung, MoRvaRon o StaRsche innere Klassen o Elementklassen o Lokale Klassen o Anonyme innere Klassen

5 Innere Klassen Wozu? 4 o Zunächst (bis JDK 1.0): Klassen nur auf Paketebene definiert, Schachtelung war nicht möglich. + Struktur der Klassen innerhalb eines Pakets: flach und übersichtlich. - Unhandlich, wenn eine Klasse nur lokale Bedeutung hat oder wenn "auf die Schnelle eine kleine Klasse" gebraucht wird. - In Java gibt es keine FunkRonszeiger è Austausch kleiner Codebestandteile zwischen verschiedenen Programmteilen, nur über DeklaraRon eines Interface (die benörgte FunkRonalität wird in einer implemenrerenden Klasse zur Verfügung gestellt). - Für die Programmierung grafischer Oberflächen: Wunsch nach einem flexibleren Mechanismus z.b. um einen Event- Handler zu schreiben. - Verknüpfung einer AkRon mit einem Oberflächenelement (z. B. Bukon) à AkRon = Methode. - Aber: man kann (konnte) in Java kein Methoden übergeben à Umweg: es muss extra eine Klasse erzeugt werden, um dann die Methode nach Erzeugen eines Objektes aufzurufen. Die Lösung für diese Probleme wurde mit der Einführung von lokalen und anonymen Klassen geschaffen. o Mit Java 8 gibt es eine weitere Vereinfachung: durch sog. Lambda- Ausdrücke kann man Methoden noch einfacher als eigenständige Elemente handhaben und als Parameter an andere Methoden übergeben.

6 Java- Klassen: KlassifikaRon 5 Klassen Toplevel-Klassen Geschachtelte Klassen Statische Member-Klassen Innere Klassen Lokale Klassen Anonyme Klassen Element-Klassen

7 Geschachtelte Klassen: Eigenschaoen 1/2 6 o Geschachtelte Klassen können auf private Eigenschaoen der umgebenden Klasse zugreifen. o Alle (auch private-) Bestandteile, die eine Klasse definiert, sind in allen geschachtelten Klassen verfügbar in beiden Richtungen. o Name einer geschachtelte Klasse Namen einer der umschließenden Klassen. o Schachtelungs- Hierarchie Vererbungsstammbaum à Schachtelung hat nichts mit Vererbung zu tun. o Geschachtelte Klassen erben ganz normal; insbesondere kann eine geschachtelte Klasse eine umgebende Klasse erweitern.

8 Geschachtelte Klassen: Eigenschaoen 2/2 7 o SchachtelungsRefe beliebig. o In einer Klasse können beliebig viele Klassen eingeschachtelt werden. o Eingeschachtelt werden können auch: Abstrakte Klassen, Interfaces, EnumeraRonen. o Sichtbarkeit von geschachtelten Klassen: jede, d.h. public, protected, private, package(- private)

9 9 StaRsche geschachtelte Klassen Nested Top- Level Classes 1/3 o Einfachste Variante einer inneren Klasse/Schnikstelle. o Die Klassen bilden quasi ein Unterpaket mit eigenem Namensraum (Name der Klasse ist Outer.Inner stak nur Inner). o Geschachtelte Top- Level- Klassen oder - Interfaces sind direkt für andere Klassen verfügbar. o Klassen können das Gleiche wie Top- Level- Klassen oder Schnikstellen und verhalten sich wie Top- Level- Klasse: Zur Erzeugung von Exemplaren von inneren Klassen sind keine Objekte der äußeren Klasse nörg. Aus technischer Sicht: geschachtelte Top- Level- Klassen = völlig eigenständige Klassen.

10 10 StaRsche geschachtelte Klassen Nested Top- Level Classes 2/3 o Einbekung in eine andere Klasse: hauptsächlich aus Design- Gründen, um eine enge AssoziaRon der geschachtelten Top- Level- Klasse mit der umschließenden Klasse zum Ausdruck zu bringen. o Dürfen nicht innerhalb von Blöcken definiert werden. o Top- Level- Klassen, die in derselben Schachtelung stehen, dürfen gegenseirg auf ihre private- Bestandteile zugreifen. o Können auch innerhalb von Interfaces vereinbart werden.

11 11 StaRsche geschachtelte Klassen Nested Top- Level Classes 3/3 o Können starsche Variablen und starsche Methoden enthalten. o Können Instanzvariablen und Instanz- Methoden enthalten. o Zugriff auf starsche Variablen/Methoden der äußeren Klasse. o Kein Zugriff auf Instanzvariablen und Instanz- Methoden der äußeren Klasse (wie bei starschen Methoden). o Objekte können einfach erzeugt werden: Outer.Inner obj = new Outer.Inner ();!

12 StaRsche geschachtelte Klassen Beispiel 12 class Outer { static class Inner { private static void print (String s) { if (s!= "") System.out.println(s + " " + Inner.class.getName() ); else System.out.println("InnerClass "+ Inner.class.getName()); // ~Inner static class Inner2 { public void print () { Outer.Inner.print("InnerClass2 " + Inner2.class.getName()); // ~Inner2 // ~Outer public class TopLevelClass { public static void main(string[] args) { Outer.Inner io = new Outer.Inner (); Outer.Inner2 io2 = new Outer.Inner2(); Outer.Inner.print(""); // <<< Zugriff von außen nicht erlaubt io2.print();

13 (Echte) Innere Klassen 13 o Es gibt drei Arten von den inneren Klassen : o Elementklassen, die als nicht- starc- Bestandteile einer anderen Klasse vereinbart sind. o Lokale Klassen, die innerhalb einer Methode oder eines Blocks definiert sind. o Anonyme Klassen, die ein Spezialfall der lokalen Klassen sind. Eine anonyme Klasse hat keinen Namen und wird dann benutzt, wenn ein kleines»einmal«- Objekt in einem Ausdruck benörgt wird.

14 Innere Klassen - Eigenschaoen 14 o Dürfen keine starschen Variablen oder Methoden enthalten. o Ausnahme: starc final Akribute (Konstanten). o Haben eine implizite Referenz auf ein Objekt der umgebenden Klasse (Details folgen).

15 Elementklasse: Eigenschaoen 15 o DeklaraRon einer (nicht starschen) Klasse innerhalb einer Klasse aber außerhalb einer Methode. o Name ist in der ganzen Klasse und abhängig von der Sichtbarkeit auch außerhalb sichtbar. o Kann nur im Kontext eines Objekts der äußeren Klasse exisreren Outer.Inner obj = outerobj.new Inner(); o Zugriff auf alle Member und Methoden (auch starsche) der äußeren Klasse und umgekehrt. o Der Zugriff auf die this-referenz der äußeren Klasse erfolgt über die besondere Form Outer.this stak nur einfach this.

16 Elementklasse Beispiel 1 16 class Outer { public String name; public int number; public void createandprintinner(string iname) { Inner inner = new Inner(); inner.name = iname; System.out.println(inner.getQualifiedName()); public class InnerOuter { public static void main(string[] args) { Outer outer = new Outer(); outer.name = "Outer"; outer.number = 77; outer.createandprintinner("inner"); class Inner { // innere Klasse private String name; private String getqualifiedname() { return number + ":" + Outer.this.name + "." + name; // ~inner // ~outer Ausgabe: 77:Outer.Inner

17 17 public class Parcel1 { class Contents { // innere Klasse Elementklasse Beispiel 2 private int i = 11; public int value() { return i; class Destination { // innere Klasse private String label; Destination(String whereto) { label = whereto; String readlabel() { return label; // Using inner classes looks just like using any other class, within Parcel1: public void ship(string dest) { Contents c = new Contents(); // erzeugen eines Objekts der inneren Klasse Destination d = new Destination(dest); System.out.println(d.readLabel()); // dto. public static void main(string[] args) { Parcel1 p = new Parcel1(); p.ship("tanzania"); Ausgabe: Tanzania

18 Elementklasse Beispiel 3 18 public class Parcel2 { class Contents { private int i = 11; public int value() { return i; //~Contents class Destination { private String label; Destination(String whereto) { label = whereto; String readlabel() { return label; //~Destination public Destination to(string s) { return new Destination(s); public Contents cont() { return new Contents(); public void ship(string dest) { Contents c = cont(); Destination d = to(dest); System.out.println(d.readLabel()); public static void main(string[] args) { Parcel2 p = new Parcel2(); p.ship("tanzania"); Parcel2 q = new Parcel2(); // Defining references to inner classes: Parcel2.Contents c = q.cont(); Parcel2.Destination d = q.to("borneo"); //~Parcel2 Ausgabe: Tanzania

19 Elementklasse Beispiel für Referenz auf die äußere Klasse 19 interface Selector { boolean end(); Object current(); void next(); public class Sequence { private Object [] items; private int next = 0; public Sequence(int size) { items = new Object [size]; public void add(object x) { if (next < items.length) items [next++] = x; private class SequenceSelector implements Selector { private int i = 0; public boolean end() { return i == items.length; public Object current() { return items [i]; public void next() { if (i < items.length) i++; // ~ SequenceSelector public Selector selector () { return new SequenceSelector(); // ~ Sequence public static void main(string[] args) { Sequence sequence = new Sequence (10); for (int i = 0; i < 10; i++) sequence.add(i); Selector selector = sequence.selector(); while (!selector.end()) { System.out.print (selector.current() + " "); selector.next();

20 Zugriff von außen auf Elementklassen 20 o Ein Objekt einer inneren Klasse kann nur im Zusammenhang mit einem Objekt der äußeren Klasse erzeugt werden: Zuerst wird das äußere Objekt erzeugt, dann das innere. o Man kann von außerhalb auf ein exisrerendes Objekt der inneren Klasse zugreifen, wenn es über die äußere Klasse zugänglich gemacht wurde (z.b. die innere Klasse ist als public qualifiziert). Der Zugriff auf Datenelemente und Methoden unterliegt denselben Beschränkungen wie bei den äußeren Klassen. Hinweis (s. auch nächste Folie): Klassen sind nicht wirklich geschachtelt.

21 Realisierung von Elementklassen 21 o Innere Klassen gibt es nur zum Compilezeitpunkt. o Innere Klassen werden zur Laufzeit behandelt wie normale Klassen. o Zur Laufzeit (d.h. für die JVM) exisreren keine inneren Klassen. o Der Compiler wandelt alle inneren Klassen mit einem in der SpezifikaRon festgelegten Verfahren in Top- Level- Klassen um: Der Compiler erzeugt zu jeder lokalen Klasse eine eigene.class- Datei. Der Name der Klassendatei einer geschachtelten Klasse ergibt sich aus der Verkekung ihres Namens mit den Namen der umschließenden Klassen, die jeweils mit einem Dollarzeichen ($) voneinander getrennt sind. Bei anonymen Klassen (s. u.) wird stak des Namens der inneren Klasse eine vom Compiler vergebene fortlaufende Nummer verwendet (z.b. Outer$1.class). Durch die Generierung neuer Klassen ergibt sich die Notwendigkeit für: n synthersche Zugriffsmethoden, n synthersche Felder für die this- Referenzen, n spezielle Konstruktoren.

22 .class- Dateien: Beispiel 22 class Outer {... class Inner { // innere Klasse class InnerInner { // innere innere Klasse... // -InnerInner... // -Inner // -Outer public class InnerOuter {... Vom Compiler erzeugte Klassendateien: o Outer.class, o Outer$Inner.class, o Outer$Inner$InnerInner.class, o InnerOuter.class

23 Zugriff von innen nach außen 23 public class Outer { String s = "kringelich"; class Inner{ void standard() { System.out.println (s); Vom Compiler generierte Klassendatei: class Outer$Inner { private Outer this$0; //... Kopie der Referenz auf Outer.this. Die Konstruktoren der inneren Klasse erhalten einen zusätzlichen Parameter vom Typ Outer, mit dem die this$0-variable initialisiert wird.

24 24 Beziehung zwischen äußerer und innerer Klasse

25 Beziehung zwischen äußerer und innerer Klasse 25 Heap Stack Inner dosomething i 5 this Outer.this testinner main inner this outer 5 6 Outer i j Zustand am Ende von dosomething

26 Elementklassen Zugriffe auf Membervariablen 26 o Zugriff auf Membervariablen (aus der inneren Klasse heraus) auf unterschiedliche Arten: Bei der Verwendung von unqualifizierten Namen (also solchen ohne Klassennamen- Präfix) Anwendung lexikalischer Sichtbarkeitsregeln. Gibt es eine lokale Variable dieses Namens? n Ja, dann ist es diese. n Nein, dann suche nach einer gleichnamige Membervariable in der aktuellen Klasse. Ist auch diese nicht vorhanden, erweitere die Suche sukzessive von innen nach außen auf alle umschließenden Klassen. Wird die Membervariable einer äußeren Klasse durch eine gleichnamige Membervariable der inneren Klasse verdeckt, kann über den qualifizierten Zugriff mit dem Präfix Klassenname.this auf die äußere Variable zugegriffen werden. Bei Mehrfachschachtelung werden die Klassennamen auf dem Pfad zur inneren Klasse alle durch Punkt getrennt angegeben.

27 Zugriff auf äußere Klasse mit.this - Beispiel 27 public class DotThis { void f() {System.out.println("DotThis.f()"); public class Inner { public DotThis outer() { return DotThis.this; // äußeres Objekt public Inner inner() { return new Inner(); public static void main(string[] args) { DotThis dt = new DotThis(); DotThis.Inner dti = dt.inner(); // inneres Objekt von dt besorgen dti.outer().f(); // dt.outer() liefert Referenz auf das äußere Objekt

28 Zugriff auf innere Klasse mit.new - Beispiel 28 public class DotNew { public class Inner { public static void main(string[] args) { DotNew dn = new DotNew(); DotNew.Inner dtn = dn.new Inner(); // liefert gleichzeitig (implizit) eine Referenz auf das äußere Objekt

29 Innere Klassen und Vererbung 29 o Innere Klassen können von der umgebenden Klasse erben. o Methoden und Akribute sind dann auf zwei Wegen sichtbar: Als Member der äußeren Klassen. Als geerbte Akribute und Methoden. o Die eigentlich getrennten Namensräume fallen zusammen o Bei unqualifiziertem Zugriff haben die ererbten Akribute Vorrang vor den über die äußere Klasse sichtbaren. o Diese KonstrukRon sollte vermieden werden, da sie sehr verwirrend und schwer zu lesen ist.

30 Elementklasse als Unterklasse der äußeren Klasse 30 o Wenn wir ein qualifiziertes this verwenden, dann bezeichnet C.this die äußere Klasse, also das umschließende Exemplar. o Gilt jedoch die Beziehung C1.C2.... Ci.... Cn., haben wir mit Ci.this ein Problem, wenn Ci eine Oberklasse von Cn ist. o Eine textuell umgebende Klasse ist zugleich auch Oberklasse. o Problem - hier werden zweidimensionale Namensräume hierarchisch kombiniert: Die eine Dimension sind die Bezeichner beziehungsweise Methoden aus den lexikalisch umgebenden Klassen. Die andere Dimension sind die ererbten Eigenschaoen aus der Oberklasse. Hier sind beliebige Überlappungen und MehrdeuRgkeiten denkbar.

31 31 Elementklasse, welche von der äußeren Klasse erbt - Beispiel class Schuh { void wasbinich() { System.out.println( "Ich bin der Schuh des Manitu" ); class Fuss extends Schuh { void spannung1() { Schuh.this.wasBinIch(); void spannung2() { ((Schuh)this).wasBinIch(); void wasbinich() { System.out.println( "Ich bin ein Schuh.Fuss" ); public static void manitu() { new Schuh().new Fuss().spannung1(); new Schuh().new Fuss().spannung2(); Schuh so = new Schuh().new Fuss(); so.wasbinich(); public class InnerOuter { public static void main(string[] args) { Schuh.manitu();

32 Lokale Klassen - Eigenschaoen 1/2 32 o Klassen, die innerhalb einer Methode oder eines beliebigen Blocks definiert werden à lokale Klassen. o Zugriff nur auf besrmmte lokale Variablen (auch Parameter) der umgebenden Methode oder des umgebenden Blocks: à auf alle mit final vereinbarten Konstanten. o Lokalen Klassen sind nur in dem Block sichtbar, in dem sie definiert sind. Instanzen der lokalen Klasse können nur innerhalb der Methode bzw. des Blocks, in welchen sie deklariert sind, angelegt werden. o Unterschied zu primirven lokalen Variablen: Exemplare lokaler Klassen überleben das Ende der Methode / des Blocks.

33 Lokale Klassen Eigenschaoen 2/2 33 o Dürfen keine starschen Variablen oder Methoden enthalten. o Lokale Klassen dürfen nicht überdeckt werden, d.h. in den umschließenden Namensräumen darf es keine andere Variable (Klasse) mit demselben Namen geben. o Lokale Klassen werden in der Praxis meist in der Form sog. anonymer Klassen verwendet. o Modifizierer für lokale Klassen sind nicht erlaubt (nur abstract oder final).

34 2 Gründe für lokale Klassen 35 o Wenn man ein Interface implemenrert, kann man eine Referenz auf ein (inneres Klassen- ) Objekt erzeugen und zurückgeben. o Wenn man zur Lösung einer schwierigen Aufgabe eine Hilfsklasse benörgt, die nicht öffentlich zugänglich sein soll.

35 Lokale Klassen Beispiel 1 36 //Parcel4.java //Lokale Klasse in einer Methode public interface Destination { String readlabel(); public class Parcel4 { public Destination dest(string s) { class PDestination implements Destination { private String label; private PDestination(String whereto) { label = whereto; public String readlabel() { return label; return new PDestination(s); public static void main(string[] args) { Parcel4 p = new Parcel4(); Destination d = p.dest("tansania");

36 Lokale Klassen Beispiel 2 37 //Parcel5.java //Lokale Klasse innerhalb eines Blocks. public class Parcel5 { private void internaltracking(boolean b) { if(b) { class TrackingSlip { private String id; TrackingSlip(String s) { id = s; String getslip() { return id; TrackingSlip ts = new TrackingSlip("slip"); String s = ts.getslip(); // Zugriff außerhalb des Scopes verboten: //! TrackingSlip ts = new TrackingSlip("x"); public void track() { internaltracking(true); public static void main(string[] args) { Parcel5 p = new Parcel5(); p.track();

37 Anonyme Klassen - Eigenschaoen 38 o o o o o o o o Häufigste Anwendung lokaler Klassen: anonyme DefiniRon. Klasse erhält keinen eigenen Namen, DefiniRon und Instanzierung erfolgen in einer kombinierten Anweisung im Argument einer new- Anweisung ( Erweiterung der Syntax der new- Anweisung). Anonyme Klassen werden in einem Ausdruck definiert, alle anderen Klassen in einer Anweisung. Eine anonyme Klasse ist eine Einwegklasse, die nur einmal instanziert werden kann. Anonyme Klassen können keine Konstruktoren definieren, denn die müssen ja benannt sein. Mit Instanz IniRalisierer kann man Konstruktor- Effekte erzielen. Anonyme Klassen werden normalerweise aus anderen Klassen abgeleitet oder erweitern exisrerende Interfaces. Ihre wichrgste Anwendung finden sie bei der DefiniRon von Listenern für graphische Oberflächen.

38 Anonyme Klassen - Ausprägungen 39 Allgemeine NotaOon: new KlasseOderSchnittstelle () { /* Eigenschaften der inneren Klasse */ o Wenn hinter new der Klassenname A steht, dann ist die anonyme Klasse eine Unterklasse von A. o Wenn hinter new der Name einer Schnikstelle S steht, dann erbt die anonyme Klasse von Object und implemenrert die Schnikstelle S. ImplemenRert sie nicht die OperaRonen der Schnikstelle, haben wir nichts davon, denn dann häken wir eine abstrakte innere Klasse, von der kein Objekt erzeugt werden könnte. o Einschränkung: es sind keine zusätzlichen extends- oder implements- Angaben möglich.

39 Anonyme Klassen Beispiel 1 40 // Methode, die eine anonyme innere Klasse zurück gibt. public class Parcel6 { public Contents cont() { return new Contents() { private int i = 11; public int value() { return i; ; // zu beachten: das Semikolon ist notwendig public static void main(string[] args) { Parcel6 p = new Parcel6(); Contents c = p.cont(); Anonyme Klasse implementiert das Interface Contents public interface Contents { int value(); Die Methode cont kombiniert das Erzeugen eines Ergebnisses mit der Definition der Klasse, die den Ergebniswert repräsentiert.

40 Beispiel 1 ohne anonyme Klassen 41 // Version des letzten Beispiels // mit normalen inneren Klassen public interface Contents { int value(); public class Parcel61 { class MyContents implements Contents { private int i = 11; public int value() { return i; public Contents contents () { return new MyContents(); public static void main(string[] args) { Parcel61 p = new Parcel61(); Contents c = p.contents ();

41 42 Anonyme Klassen, deren Basisklassen- Konstruktor einen Parameter haben Beispiel 2 //Anonyme innere Klasse, die den Basisklassenkonstruktor aufruft. class Wrapping { private int i; public Wrapping (int x) { i = x; public int value () { return i; public class Parcel7 { public Wrapping wrap (int x) { // Aufruf des Konstruktors der Basisklasse return new Wrapping(x) { // Argumentübergabe an Konstruktor public int value() { return super.value() * 47; ; // Erinnerung: das Semikolon ist erforderlich! public static void main(string[] args) { Parcel7 p = new Parcel7(); Wrapping w = p.wrap(10); Konstruktor für eine anonyme innere Klasse Beispiel 2

42 43 Konstruktor für eine anonyme innere Klasse Beispiel 3 // Creating a constructor for an anonymous inner class. abstract class Base { public Base(int i) { System.out.println("Base constructor, i = " + i); public abstract void f(); Ausgabe: Base constructor, i = 47 public class AnonymousConstructor { Inside instance initializer public static Base getbase(int i) { In anonymous f() return new Base(i) { { System.out.println("Inside instance initializer"); public void f() { System.out.println("In anonymous f()"); ; public static void main(string[] args) { Base base = getbase(47); base.f();

43 Anonyme Klassen Beispiel 4 44 savebutton = new Button("Speichern"); savebutton.addactionlistener(new ActionListener() { public void actionperformed(actionevent e) { // Button deaktivieren und Text speichern savebutton.setenabled(false); savetext(); );... TextArea textarea = new TextArea(); textarea.addtextlistener(new TextListener () { public void textvaluechanged(textevent e) { // Bei Änderung des Textes Button aktivieren savebutton.setenabled(true); ); Anonyme Klasse implementiert ein Interface ActionListener Anonyme Klasse implementiert ein Interface TextListener

44 Anonyme Klassen Beispiel 5 45 // Aufruf eines Konstruktors mit Parameter bluebutton = new JButton("OK") { // Exemplar-Initialisierung { setbackground(color.blue); // abschließendes Semikolon! ; Anonyme Klasse ist Unterklasse von JButton Da sofort eine Unterklasse von JBukon definiert wird, fehlt der Name der inneren Klasse. Das einzige Exemplar dieser anonymen Klasse lässt sich über die Variable bluebukon weiterverwenden.

45 46 Anonyme Klassen - Quiz

46 Ablauf der Objekt- Erzeugung Speicherbereich belegen, welcher das neue Exemplar aufnimmt. Bei diesem Schrik werden auch die Datenelemente mit den IniRalwerten der jeweiligen Datentypen belegt. 2. Ausführung der Konstruktoren aller Oberklassen entlang der Vererbungshierarchie nach oben. Falls ein Konstruktor hierbei nicht explizit einen Konstruktor der Oberklasse mit super aufruo, wird der parameterlose Konstruktor der Oberklasse verwendet. 3. Belegung der Datenelemente, die in der DeklaraRon eine Zuweisung enthalten, mit den entsprechenden Werten. 4. Ausführung der Exemplar- IniRalisierungsteile in der Reihenfolge ihrer DeklaraRon, sofern es welche gibt. 5. Ausführung des Codes des aufgerufenen Konstruktors.

47 IniRalisierungsreihenfolge 48 class Tag { Tag(int marker) { System.out.println("Tag(" + marker + ")"); class Card { Tag t1 = new Tag(1); // vor dem Konstruktor Card() { // im Konstruktor: System.out.println("Card()"); t3 = new Tag(33); // Reinitialize t3 Tag t2 = new Tag(2); // nach dem Konstruktor void f() { System.out.println("f()"); Tag t3 = new Tag(3); // am Ende Ausgabe: Tag(1) Tag(2) Tag(3) Card() Tag(33) f() public class OrderOfInitialisation { public static void main(string[] args) { Card t = new Card(); t.f(); // Objekt erzeugt

48 Instanz- IniRalisierung 49 class Mug { Mug(int marker) { System.out.println("Mug(" + marker + ")"); void f(int marker) { System.out.println("f(" + marker + ")"); public class Mugs { Mug c1; Mug c2; { c1 = new Mug(1); c2 = new Mug(2); System.out.println("c1 & c2 initialized"); Mugs() { System.out.println("Mugs()"); Ausgabe: Inside main() Mug(1) Mug(2) c1 & c2 initialized Mugs() public static void main(string[] args) { System.out.println("Inside main()"); Mugs x = new Mugs(); è Programmbeispiel

49 Sichselbst- ImplemenRerung mikels innerer Klassen 50 o In einem Interface kann man das Interface mikels einer inneren Klasse (selbst) implemenreren. o Wird i.d.r. dazu eingesetzt, um bei verschiedenen Interface- ImplemenRerungen denselben Code zu haben.

50 51 Interface- ImplemenRerung mikels innerer Klassen - Beispiel public interface ClassInInterface { void doesitwork (); class IFImplementation implements ClassInInterface { public void doesitwork () { System.out.println("Yes, it does!"); public static void main (String[] args) { new IFImplementation().doesItWork(); Lokale Klasse implementiert das Interface ClassInInterface Es ist gebräuchlich eine Klasse in ein Interface zu schachteln, wenn man gemeinsamen Code haben möchte, der mit allen unterschiedlichen Implementierungen dieses Interface benutzt wird. è Beispielprogramm

51 Nachbildung von FunkRonszeigern - Beispiel 52 class MathExp implements DoubleMethod { public double compute(double value) {return Math.exp(value); public interface DoubleMethod { class MathSqrt implements DoubleMethod {... public double compute (double value); class Times2 implements DoubleMethod {... class Sqr implements DoubleMethod {... public class FctPointers { public static void printtable(doublemethod meth) { System.out.println("Wertetabelle " + meth.tostring()); for (double x = 0.0; x <= 5.0; x += 1) { System.out.println(" " + x + "->" + meth.compute(x)); public static void main(string[] args) { printtable(new MathExp()); printtable(new Times2()); Dem Interface-Parameter können Objekte aller Klassen zugewiesen werden, die das Interface implementieren.

52 53 FunkRonszeiger reloaded - mit anonymen Klassen public interface DoubleMethod { public double compute (double value); public class FctPointers { public static void printtable(doublemethod meth) { System.out.println("Wertetabelle " + meth.tostring()); for (double x = 0.0; x <= 5.0; x += 1) { System.out.println(" " + x + "->" + meth.compute(x)); public static void main(string[] args) { printtable(new DoubleMethod (){ public double compute(double value) {return Math.exp(value);); printtable(new DoubleMethod (){ public double compute (double val) {return 2*val;); Eleganter (direkter) mit anonymen Klassen: Erzeugung und Aufruf an einer Stelle.

53 54 Anonyme Klassen zur ImplemenRerung eines Interface interface DoubleMethod { public double compute(double value); public class FctPointers { public static void printtable(doublemethod meth) { System.out.println("Wertetabelle " + meth.tostring()); for (double x = 0.0; x <= 5.0; x += 1) { System.out.println(" " + x + "->" + meth.compute(x)); public static void main(string[] args) {... printtable ( );... new DoubleMethod() { // anonym class public double compute(double value) { return Math.sqrt(value); Eleganter (direkter) mit anonymen Klassen: Erzeugung und Aufruf an einer Stelle. Anonyme Klasse implementiert das Interface DoubleMethod è Programmbeispiel

54 55 Einsatzmöglichkeit für innere Klassen Testumgebung für eine Klasse public class TestBed { public void f () { System.out.println("f()"); public static class Tester { public static void main (String [] args) { TestBed t = new TestBed(); t.f(); Die innere Klasse ist zu Testzwecken vorhanden. Nach dem Test kann diese innere Klasse problemlos gelöscht werden.

55 Zugriff in/aus inneren Klassen 56 class MNA { private void f() {System.out.println("f() in MNA"); class A { private void g() {System.out.println("g() in MNA.A"); public class B { void h() { g(); f(); public class MultiNestingAccess { public static void main (String[] args) { MNA mna = new MNA(); MNA.A mnaa = mna.new A(); MNA.A.B mnaab = mnaa.new B(); mnaab.h();

56 Innere Klassen Wozu? 57 o Typische KonstellaRon: è Eine innere Klasse erbt von einer Klasse oder sie implemenrert ein Interface. Der Code der inneren Klasse bearbeitet das äußere Klassenobjekt, innerhalb dessen es erzeugt wurde. Die innere Klasse ist eine Art Fenster in die äußere Klasse. Fragen: 1. Frage: Wenn man nur eine Referenz auf ein Interface braucht, warum soll dann nicht die äußere Klasse dieses Interface implemenreren? Antwort: Wenn die Referenz auf das Interface alles ist, was man braucht, dann sollte man es so implemenreren. 2. Frage: Was ist der Unterschied zwischen einer inneren Klasse, die ein Interface implemenrert und einer äußeren Klasse, welche dasselbe Interface implemenrert? Antwort: Man kann nicht immer die Benutzerfreundlichkeit von Interfaces haben, manchmal arbeitet man mit ImplemenRerungen. Jede innere Klasse kann völlig autonom ein Interface implemenreren. Die innere Klasse ist deshalb unabhängig davon, ob die äußere Klasse auch schon ein Interface implemenrert.

57 Eigenschaoen innerer Klassen 58 o Von inneren Klassen können mehrere Exemplare exisreren. Jedes dieser Exemplare hat seinen eigenen Zustand, der unabhängig vom Zustand des äußeren Exemplars ist. o Ein äußere Klasse kann mehrere innere Klassen haben. ImplemenReren die inneren Klassen ein Interface, kann dies jede innere Klasse auf unterschiedliche Art tun. o Innere Klasse können von verschiedenen Oberklassen, die auch äußere Klassen sein können, erben. o Die Erzeugung eines Exemplar der inneren Klasse ist von der Erzeugung des äußern Exemplars (zeitlich) entkoppelt. o Zwischen innerer und äußerer Klasse gibt es keine (missverständliche) is- a Beziehung. Bei den Exemplaren der inneren Klasse handelt es sich um eigenständige Objekte.

58 Ein Rätsel am Schluss 59 public class Rätsel { int i; public static void main(string[] args) { new RätselXT().print(); class RätselXT extends Rätsel { int i; void print() { this.i = 1; new Rätsel() { { // Beginn des Initialisierungsblocks this.i = 2; System.out.println("" + this.i + ((Rätsel)this).i + RätselXT.this.i ); // Ende des Initialisierungsblocks ; System.out.println("" + this.i + ((Rätsel)this).i + RätselXT.this.i );

59 60 Aufgabe: Machen Sie das RewriRng der inneren Klasse

60 61 RewriRng der äußeren Klasse

61 62 RewriRng der inneren Klasse

62 63 Erlaubte Modifier bei äußeren und inneren Klassen und Interfaces Modifier Äußere Klassen Elementklassen Lokale Klassen Äußere Schnittstellen Innere Schnittstellen public ja ja nein ja ja protected nein ja nein nein ja private nein ja nein nein ja static nein ja nein nein ja final ja ja ja nein nein abstract ja ja ja ja Ja

63 Callbacks - FunkRonszeiger 64 o Innere Klassen erlauben die Übergabe von Methoden an andere Methoden. o Übergabe erfolgt über den Umweg einer Klasse und eines Objektes. o Syntax ist umständlich und verwirrend. o Wieso kann man nicht einfach direkt eine Methode übergeben?

64 Lambdas 65 o Eine anonyme FunkOon oder Lambda- FunkOon ist eine FunkRon in einem Programm, die nicht über ihren Namen, sondern nur über Verweise wie Referenzen oder Zeiger angesprochen werden kann. o Mit dem Konzept anonymer FunkRonen ist es möglich, neben benannten auch unbenannte FunkRonen zu definieren.

65 FuncRonal Interface 66 o Grundlage ist Interface mit einer einzigen abstrakten Methode SAM- Interface(singleabstractmethodinterface) funk@onalesinterface(func@onalinterface) o verhindert Hinzufügen weiterer Methoden. o Compiler setzt Lambda in eine ImplemenRerung des Interfaces public interface Aktion {! public void run(string param);!!

66 Au{au eines Lambdas 67 o Lambda implemenrert die Methode des funkronalen Interface. o Welches Interface implemenrert wird, ergibt sich aus dem Kontext: Typ der Variable, Typ des Parameters. o Au{au des Lambdas Parameter der Methode in Klammern (mit oder ohne Typ), durch Komma getrennt. Bei nur einem Parameter kann die Klammer en allen. Ein Pfeil > Rumpf der Methode. Bei nur einem Statement, kein Block { nörg. o return ist nicht erforderlich, wenn nur ein Ausdruck im Lambda vorkommt.

67 Lambdas - Beispiele 68 o Ohne Typen: (a, b) > a + b o Mit Typen: (int a, int b) > a + b o Mit Block: (a, b) > { int s = a + b; return s; o Ohne Klammer: a > a * a o Mit Klammer: (a) > a * a o Ohne Argumente: () > { System.out.println("Hallo");