Programmieren 2 Java Überblick

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1 Programmieren 2 Java Überblick 1 Klassen und Objekte 2 Vererbung 3 Schnittstellen 5 Exceptions 6 Funktionsbibliothek 7 Datenstrukturen und Algorithmen 8 Ein-/Ausgabe 9 Graphische Benutzeroberflächen 10 Applets 11 Internet-Anwendungen Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 144 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 145

2 4.1 Einleitung Organisation bisheriger Klassen Pro Klasse eine Datei Sog. Top-Level Klassen Hier: Klasse in einer Klasse: class Außen { class Innen { Innen ist eine innere Klasse 4 Varianten: Geschachtelte statische Klassen Elementklassen Lokale Klassen Anonyme innere Klassen Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 146 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 147

3 4.2 Geschachtelte statische Klassen Auch: Geschachtelte Top-Level Klassen und Schnittstellen Nested top-level class Statische Eigenschaft der Klasse public class Lampe { static String s = "Hell"; = 1; static class Birne { void leuchte() { System.out.println( s ); System.out.println( i ); // Fehler Statische innere Klasse hat nur Zugriff auf statische Eigenschaften der äußeren Klasse Zugriff auf normale Attribute ist nicht möglich Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Geschachtelte statische Klasse Weitere Eigenschaften Name der inneren Klasse muss von dem der äußeren Klasse verschieden sein Innere Klasse hat Zugang zu allen (statischen) Eigenschaften der äußeren Klasse Gilt auch umgekehrt Innere Klasse existiert unabhängig von Instanzen der äußeren Klasse Compiler generiert innere Klasse als normale Klasse mit einigen Spezialfunktionen Name ist ÄußereKlasse$InnereKlasse Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 149

4 4.2 Geschachtelte statische Klasse Beispiel: Verkettete Liste LinkedStack I/F Linkable LinkableInteger head = null public class LinkedStack { // This static member interface defines how objects are linked public static interface Linkable { public Linkable getnext(); public void setnext(linkable node); // The head of the list is a Linkable object Linkable head = null; public void push(linkable node) { node.setnext(head); head = node; Statische innere Schnittstelle intern genutzt Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Geschachtelte statische Klasse Beispiel: Verkettete Liste (fortgesetzt) LinkedStack I/F Linkable LinkableInteger head = null... public Linkable pop() { if (head!=null) { Linkable node = head; head = head.getnext(); return node; return null; Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 151

5 4.2 Geschachtelte statische Klasse Beispiel: Implementierung der statischen inneren Schnittstelle LinkedStack I/F Linkable LinkableInteger head = null // This class implements the static member interface class LinkableInteger implements LinkedStack.Linkable { // Here's the node's data and constructor ; public LinkableInteger() { this.i = i; Statische innere Schnittstelle extern genutzt // Here are the data and methods required to implement the interface LinkedStack.Linkable ; public LinkedStack.Linkable getnext() { return ; public void setnext(linkedstack.linkable node) { = node; Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Geschachtelte statische Klasse Beispiel: Hauptprogramm LinkedStack I/F Linkable LinkableInteger head = null public class TestInnerStaticClass { public static void main(string[] arg) { LinkedStack ls = new LinkedStack(); LinkableInteger li; for ( = 1; i < 11; i++) ls.push(new LinkableInteger(i)); while ((li = (LinkableInteger) ls.pop())!= null) System.out.println(li.i); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 153

6 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 154 Engl.: Member class Vergleichbar mit normalem, nicht statischem Attribut Innere Klasse kann auf Attribute der äußeren Klasse zugreifen Auch auf die privaten! Innere Klassen dürfen selbst keine statischen Attribute oder Methoden definieren public class Rahmen { String s = "kringelich"; class Muster { void standard() { System.out.println( s ); static void immer() { // Fehler Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 155

7 Weitere Eigenschaften Instanz der inneren Elementklasse kann nur existieren, wenn auch einen Instanz der äußeren Klasse existiert Sie gehört zu der äußeren Klasse Erzeugung einer Instanz der inneren Klasse Aus einer Methode der äußeren Klasse ganz normal mit dem new Operator Erzeugung von außen Man benötigt eine Referenz auf das äußere Objekt Rahmen r = new Rahmen(); // Äußere Klasse Muster m = r.new Muster(); Referenz der oder kürzer äußeren Klasse Muster m = new Rahmen().new Muster(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 156 this Referenz this Referenz der umgebenden Klasse Rahmen Unser Beispiel: Rahmen.this Kann auch verwendet werden, um an verdeckte Eigenschaften der äußeren Klasse zu gelangen public class Rahmen { String s = "Rahmen-String"; class Muster { String s = "Muster-String" void standard() { System.out.println( Rahmen.this.s ); System.out.println( s ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 157

8 Mehrfach verschachtelte innere Klassen class Haus { String s = "Haus"; class Zimmer { String s = "Zimmer"; class Stuhl { String s = "Stuhl"; void ausgabe() { System.out.println( s ); // Stuhl System.out.println( this.s ); // Stuhl System.out.println( Stuhl.this.s ); // Stuhl System.out.println( Zimmer.this.s ); // Zimmer System.out.println( Haus.this.s ); // Haus public static void main( String args[] ) { new Haus().new Zimmer().new Stuhl().ausgabe(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 158 Erzeugen verschachtelter Objekte Haus h = new Haus; // Instanz von Haus Haus.Zimmer z = h.new Zimmer(); // Instanz von Zimmer in h Haus.Zimmer.Stuhl s = z.new Stuhl(); // Instanz von Stuhl in z s.ausgabe(); // Methode vom Stuhl Verwechslungsgefahr bei Haus.Zimmer.Stuhl mit Paket-Hierarchie java.util.date Groß-/Kleinschreibungskonventionen helfen hierbei! Man sollte sie einhalten! Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 159

9 Beispiel: Verkettete Liste mit Enumeration Schnittstelle Enumeration for (Enumeration e = ls.enumerate(); e.hasmoreelements(); ) { System.out.println(e.Element()); LinkedStack Enumerator Linkable current I/F Linkable LinkableInteger head = null Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 160 Klasse LinkedStack modifiziert public class LinkedStack { // This static member interface defines how objects are linked public static interface Linkable {... // The head of the list is a Linkable object Linkable head = null; // Methods (bodies omitted) public void push(linkable node) {... public Linkable pop() {... // This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack public java.util.enumeration enumerate() { return new Enumerator();... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 161

10 Klasse LinkedStack: Innere Klasse Enumerator... // Implementation of Enumeration interface as member class protected class Enumerator implements java.util.enumeration { Linkable current; // Constructor; uses private head field of containing class public Enumerator() { current = head; public boolean hasmoreelements() { return (current!= null; public Object Element() { if (current == null) throw new java.util.nosuchelementexception(); Object value = current; current = current.getnext(); return value; Enumerator Klasse als Hilfsklasse (helper class) der Klasse LinkedStack Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 162 Klasse LinkedStack: Hauptprogramm import java.util.enumeration; public class TestInnerClasses { public static void main(string[] arg) { LinkedStack ls = new LinkedStack(); LinkableInteger li; for ( = 1; i < 11; i++) ls.push(new LinkableInteger(i)); Enumeration e = ls.enumerate(); while (e.hasmoreelements()) { Object o = e.element(); if (o instanceof LinkableInteger) System.out.println( ((LinkableInteger)o).i); System.out.println(); while ((li = (LinkableInteger) ls.pop())!= null) System.out.println(li.i); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 163

11 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Lokale Klassen Sehr ähnlich wie innere Elementklassen Jedoch nicht als Eigenschaft der Klasse definiert, sondern lokal in einem Anweisungsblock einer Methode oder in einem Initialisierungsblock Kann auf Methoden der äußeren Klasse zugreifen Kann nur auf Attribute der äußeren Klasse zugreifen, die als final deklariert sind! Modifizierer public, protected, private und static sind nicht erlaubt Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 165

12 4.4 Lokale Klassen Beispiel public class DrinnenMachtSpass { public static void main( String args[] ) { = 2; final int j = 3; class In { In() { System.out.println( j ); System.out.println( i ); // Fehler In in = new In(); Zugriff nur auf final Attribute Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Lokale Klassen Unser LinkedStack Beispiel // This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack public java.util.enumeration enumerate() { // Definition of Enumerator as local class class Enumerator implements java.util.enumeration { Linkable current; // Constructor; uses private head field of containing class public Enumerator() { current = head; public boolean hasmoreelements() { return (current!= null; public Object Element() { if (current == null) throw new java.util.nosuchelementexception(); Object value = current; current = current.getnext(); return value; // Return Instance of Enumerator class defined directly above return new Enumerator(); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 167

13 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 168 Ähnlich wie lokale innere Elementklassen Jedoch ohne Namen Erzeugen immer genau ein Objekt Klassendefinition und Objekterzeugung in einem Ausdruck (kann Teil eines längeren Ausdrucks sein) new SuperKlasse() { // Innere Klasse Anonyme Klasse ist Nachfahre von SuperKlasse oder new Schnittstelle() { // Innere Klasse Anonyme Klasse implementiert Schnittstelle und ist Nachfahre von Object Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 169

14 Weitere Eigenschaften Keine zusätzliche extends oder implements Angaben möglich Sonst wie lokale Klassen Beispiel: Anonyme Klasse als Nachfahre von java.util.date import java.util.*; public class InnerToStringDate { public static void main( String args[] ) { = 2; final int j = 3; Date d; d = new Date() { public String tostring() { return getdate() + "." + (getmonth()+1) + "." + (1900+getYear()); ; Methode tostring() wird überschrieben System.out.println( d ); Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 170 Konstruktoren Ohne Namen ist auch kein Konstruktor möglich Ausweg: Instanzeninitialisierer als Initialisierungsblock import java.awt.*; public class AnonymUndInnen { public static void main( String args[] ) { System.out.println( new Point() { { x = -1; y = -1;.getLocation() ); System.out.println( new Point(-1,0) { { y = -1;.getLocation() ); super(-1, 0) wird automatisch aufgerufen! Das geht natürlich auch einfacher: new Point(-1, -1).getLocation() super() wird automatisch aufgerufen! Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 171

15 Konstruktoren (fortgesetzt) Da super() automatisch aufgerufen wird, ist expliziter Aufruf verboten Weiteres Beispiel new java.math.bigdecimal(" ") { { System.out.println(toString()); ; Ausgabe im Instanzeninitialisierer Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 172 Unser LinkedStack Beispiel // This Method returns an Enumeration object for this LinkedStack public java.util.enumeration enumerate() { // Anonymous class is defined as part of return statement return new java.util.enumeration { Linkable current; // Replace constructor with instance initializer { current = head; public boolean hasmoreelements() { return (current!= null; public Object Element() { if (current == null) throw new java.util.nosuchelementexception(); Object value = current; current = current.getnext(); return value; ; // Termination of return statement! Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 173

16 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 174 Implementierung einer verketteten Liste LinkedList - head: Knoten - tail: Knoten + add(o: Object): void + tostring(): String Knoten - data: Object - : Knoten + Knoten(o: Object) tail Knoten data1 data2 data3 head = null Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 175

17 Implementierung einer verketteten Liste mit innerer Elementklasse public class LinkedList { private class Knoten { Object data; Knoten ; public Knoten( Object o ) { data = o; private Knoten head, tail; public void add( Object o ) { Knoten n = new Knoten( o ); public String tostring() { String s = ""; Knoten knoten = head; while ( knoten!= null ) { s = s + knoten.data + " "; knoten = knoten.; return s; if ( tail == null ) head = tail = n; else { tail. = n; tail = n; Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 176 Verkettete Liste: Hauptprogramm public class LinkedListDemo { public static void main( String args[] ) { LinkedList l = new LinkedList(); l.add( "Hallo" ); l.add( "Otto" ); System.out.println( l ); Ruft tostring() der LinkedList auf Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 177

18 Funktionszeiger FunktionsTest - MAX: int = 2 - func: Function[] = new Function[MAX] + FunctionTest() + calc(i: int): void + main(args: String[]): void 0..* Interface Function + calc(num: int): void FunctionOne FunctionOne + calc(num: int): void + calc(num: int): void Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 178 Implementierung Funktionszeiger Zwei innere Klassen, die im Interface eingebettet sind public interface Function { public int calc( int num ); public class FunctionOne implements Function { public int calc( int num ) { return num*2; public class FunctionTwo implements Function { public int calc( int num ) { return num*4; Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 179

19 Hauptprogramm: Funktionszeiger public class FunctionTest { final int MAX = 2; final Function[] func = new Function[MAX]; // Constructor public FunctionTest() { func[0] = new Function.FunctionOne(); func[1] = new Function.FunctionTwo();... // Main program public static void main( String args[] ) { FunctionTest ft = new FunctionTest(); ft.calcall( 42 ); public void calcall(int n) { System.out.println("Funktion0" + func[0].calc(n) ); System.out.println("Funktion1" + func[1].calc(n) );... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 180 Programmieren 2 Java Überblick: 4. Innere Klassen 4.1 Einleitung 4.2 Geschachtelte statische Klassen 4.4 Lokale Klassen 4.7 Pakete Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 181

20 4.7 Pakete Engl.: Package Thematisch zusammenhängende Klassen Normalerweise in einem zugehörigen Verzeichnis Verzeichnisname ist Paketname package süßigkeiten; class Zucker {... public class Schokolade extends Zucker {... Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java Pakete Pakete nutzen import Anweisung package leckereien; import süßigkeiten.schokolade; class Weihnachtsmann { Schokolade s; // sonst süßigkeiten.schokolade Wildcard Notation import java.awt.*; Achtung: In manchen Packages gibt es gleichnamige Klassen Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 183

21 4.7 Pakete Übersetzen und Ausführen von Klassen in Paketen Aus dem den Paketen übergeordneten Verzeichnis javac d %HOME%\java\classes packagename\dateiname.java Erzeugt Package-Verzeichnis unter classes Ausführen mit java packagename.dateiname Prof. Dr. Björn Dreher Programmieren 2 - Java 184