FH D. Objektorientierte Programmierung in Java FH D FH D. Prof. Dr. Ing. André Stuhlsatz. Wiederholung: Gerüstbeispiel. Vererbungshierarchie: Typ 0

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1 9 Objektorientierte Programmierung in Java Prof. Dr. Ing. André Stuhlsatz Wiederholung: Gerüstbeispiel Ein Duo, Quarto oder Sexto ist ein Gerüst. Die Klassen Duo, Quarto und Sexto sollen durch Vererbung die Eigenschaften und Methoden von der Klasse Gerüst erben. Zusätzlich können eigene Eigenschaften und Methoden definiert werden. (Definition in der letzte Vorlesung!) Klassendiagramm: Der Pfeil zeigt auf die (hier abstrakte) Basisklasse. 2 Vererbungshierarchie: Typ 0 Quarto ist ein erweitertes Duo, und ein Sexto ist ein erweitertes Quarto. Quarto und Sexto können eigene Methoden simulationwalzkraft() und setzeparameter() implementieren (Überlagern), müssen es aber nicht! Für jedes Sondergerüst, dass nicht von einem Duo ableitbar ist, gibt es keine Verbindlichkeiten der zu implementierenden Methoden. 3 1

2 Vererbungshierarchie: Typ I (Prototyp) abstract double simulationwalzkraft( ); Jede abgeleitete Klasse muss jetzt abstrakte Methoden implementieren! Aber was ist, wenn Duo die Klasse Gerüst um Eigenschaften erweitert die auch für Quarto eigentümlich sind, bzw. Quarto diese erweitert und diese wiederum auch für Sexto typisch sind? 4 Vererbungshierarchie: Typ II abstract double simulationwalzkraft( ); Jetzt müssen gemeinsame Eigenschaften nicht wiederholt implementiert werden. Aber was ist, wenn Sondergerüst völlig andere Eigenschaften hat als ein Gerüst, aber trotzdem simuliert werden soll? Erben von einer weiteren Klasse Simulation wäre hier wünschenswert. 5 Interfaces Aber: Mehrfachvererbung von Klassen ist in Java nicht erlaubt. Ausweg Definition eines Interfaces, z.b.: double PI = ; Interfaces definieren wie abstrakte Klassen nur Methoden (abstrakte Methoden, sowie ab JDK 8.0 statische und default Methoden), aber keine Attribute. Interfaces dürfen/können nur (statische) Konstanten definieren. Interfaces können nicht instanziert werden. Klassen können Interfaces implementieren. Interfaces sind immer public oder package private. Interface Methoden sind immer public. Interfaces besitzen keine Konstruktoren. 6 2

3 Interfaces Interfaces dürfen von beliebigen Interfaces erben (Mehrfachvererbung): interface SimulationExt extends Berechne1, Berechne2{ Klassen können Interfaces implementieren: implements Simulation{ double bandbreite){ Kasse können auch mehrere Interfaces implementieren: implements Simulation1, Simulation2{ 7 Vererbungshierarchie: Typ III abstract void setzeparamater(); interface Simulation double simulationwalzkraft( ); 8 Erweiterung von Interfaces Wie erweitert man Interfaces ohne andere Klassen, die diese implementieren, unbenutzbar zu machen (Vermeidung von Implementierungsabhängigkeit)? Man verwendet Default Methoden (ab JDK 8.0). Beispiel das Interface Simulation soll um zeigeergebnis()erweitert werden: default void zeigeergebnis(){ Default Methoden müssen eine Implementierung besitzen! 9 3

4 Interfaces und abstrakte Klassen Abstrakte Klassen dürfen von beliebigen Interfaces beliebige Methoden implementieren: interface Simulation extends Berechne1, Berechne2{ public void zeigeergebnis(); implements Simulation, Auswertung{ double bandbreite){ 10 Vererbungshierarchie: Typ V (Prototyp) void änderewalzkraft(){ interface Simulation double simulationwalzkraft( ); void änderewalzkraft(); void änderewalzkraft(){ Dies ist eine besonders generelle und flexible Vererbungshierarchie. änderewalzkraft()ist verbindlich zu implementieren und wird für alle Gerüste durch den Prototypen bereitgestellt. 11 Abstrakte Klassen oder Interfaces? Abstrakte Klasse verwendet man, wenn Code zwischen sehr eng in Beziehung stehenden Klassen geteilt werden soll, die Klassen, die die abstrakte Klasse erweitern, sehr viele Methoden und Attribute gemeinsam haben, andere Zugriffsmodifizierer als public notwendig sind, es sollen nicht statische bzw. nicht konstante Attribute definiert werden. Interfaces verwendet man, wenn nicht eng in Beziehung stehende Klasse die gleiche Funktionalität implementieren können. Z.B. die Java API Interfaces Comparable oder Cloneable, man das Verhalten eines beliebigen Types definieren möchte ohne die konkrete Implementierung zu kennen, Multiple Vererbung notwendig ist. 12 4

5 Zusammenfassung I Object ist die Mutter aller Klassen in Java. Eine Klasse wird über das Schlüsselwort class definiert. Klassen definieren zugehörige Attribute und ihre Methoden. Über das Schlüsselwort new werden Instanzen (Objekte) einer Klasse erzeugt. Bei Instanzierung wird ein Konstruktor zur Initialisierung der Attribute aufgerufen. Falls kein (paramterisierter) Konstruktor definiert wurde, wird immer der Default Konstruktor verwendet. Durch das Schlüselwort extends können Klassen von genau einer anderen Klasse die Attribute und Methoden von dieser erben und erweitern. Die vererbende Klasse heißt Mutterklasse, Vaterklasse, Basisklasse oder auch Superklasse. Die beerbte Klasse heißt Tochterklasse, Sohnklasse, abgeleitete Klasse oder auch Subklasse. Zugriffsmodifizierer public,protected, private und packageprivate beeinflussen die Sichtbarkeit der Attribute und Methoden in abgeleiteten Klassen. 13 Zusammenfassung II Über das Schlüsselwort super kann auf Eigenschaften der Superklasse zugegriffen werden. super() bezeichnet den Konstruktor der Superklasse. Über das Schlüsselwort this kann auf Eigenschaften der Klasse selbst zugegriffen werden. Hinsichtlich dem Geheimnisprinzip sollten Klassenelemente insbesondere Attribute als private deklariert werden. Zugriff auf private Attribute wird über Getter und Setter Methoden geregelt. Das Schlüsselwort final verhindert, dass eine Klasse abgeleitet werden kann. final macht Attribute zu Konstanten und Methoden können nicht überlagert werden. static definiert Klassenelemente im Gegensatz zu Instanzelementen. Durch das Schlüsselwort abstract kann eine Methode als Prototyp ohne Implementierung definiert werden. Dann muss die Klasse auch als abstrakt deklariert werden. Eine abstrakte Klasse kann abstrakte Methoden und implementierte Methoden enthalten. 14 Zusammenfassung III In Java gibt es keine Mehrfachvererbung unter Klassen. Interfaces definieren abstrakte und öffentliche Methoden und werden durch das Schlüsselwort interface deklariert. Von abstrakten Klassen kann nicht instanziert werden, sondern es kann nur von ihnen geerbt werden. In Interfaces können Default Methoden, statische Methoden und Konstanten definiert werden. Interfaces können von anderen Interfaces erben (Mehrfachvererbung). Klassen können Interfaces implementieren, was durch das Schlüsselwort implements ausgedrückt wird. Klassen können mehrere Interfaces implementieren. Abstrakte Klassen können Interfaces (teilweise) implementieren. Mit Hilfe von Klassen, abstrakten Klassen, Interfaces und der Vererbung lassen sich komplexe Vererbungshierarchien erzeugen. Klassen, abstrakte Klassen und Interfaces können und sollten in Paketen organisiert werden (package). Pakete werden mit Hilfe des Schlüsselwortes import in den Sichtbarkeitsbereich eines anderen Paketes bzw. einer anderen Klasse importiert. 15 5

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