Vererbung und Traits

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1 Vererbung und Kiermaier Ulrich FWP-Fach: Scala: Java-Nachfolger oder akademisches Experiment?

2 Übersicht Aufbau nach dem Buch Programming in Scala von Martin Odersky, Lex Spoon, Bill Venners Vererbung (Schwerpunkt: abstrakte Klassen) Scalas Hierarchie von weitere Quellen: Programming Scala von Venkat Subramaniam Programming Scala von Dean Wampler und Alex Payne

3 Vererbung Mit extends kann von einer Klasse geerbt werden Vererbung aller Elemente bis auf überschriebene und private Attribute werden auch geerbt (anders als in Java) Bei konkreter Klasse sind geerbte, abstrakte Elemente zu implementieren Bis auf Kleinigkeiten Java sehr ähnlich 1 c l a s s H o l z b r e t t extends Baum 2 { 3 o v e r r i d e d e f methode }

4 Modifier: abstract 1 a b s t r a c t c l a s s A b s t r a k t e K l a s s e 2 { 3 v a l v a r i a b l e : I n t 4 5 d e f methode1 = 6 { 7 // tu das... 8 } 9 10 d e f methode2 ( ) 11 } eine abstrakte Klasse in Scala der abstract Modifier: Java abstract vor class und vor jeder unimplementierten Methode Scala nur vor class

5 uniform access principle Methoden ohne Klammern: parameterless methods def Methode1 Methoden mit leeren Klammern: empty-paren methods def Methode2() Formal beide gleich Konvention laut Buch Programming in Scala von Odersky et al.: Parameterlose Methode wenn Kein Parameter erwartet wird Kein Attribut verändert wird uniform access principle (Meyer, Object Oriented Software Construction) die sagt: Keine Beeinträchtigung für Nutzer ob Attribut oder Methode

6 Beispiele zu Methoden ohne Parameter Wenn ein Array verändert wird: def Methode() Die tostring-methode: override tostring:string Eine Ausgabe-Methode via println: def output()

7 Modifier: override (in Java) in Java 1 c l a s s H o l z b r e t t extends Baum 2 { O v e r r i d e 4 v o i d methode ( ) 5 { 6 // tu was 7 } 8 } die override Annotation pflicht optional unzulässig nie Implementieren wenn das Element eines abstrakten nicht in der oder Überschreiben super-klasse eines bereits vorhanden ist implementierten Elements

8 Modifier: override (in Scala) in Scala 1 c l a s s H o l z b r e t t extends Baum 2 { 3 o v e r r i d e d e f methode 4 { 5 // tu was 6 } 7 } der override Modifier pflicht optional unzulässig Überschreiben eines bereits implementierten Elements Implementieren eines abstrakten Elements wenn das Element nicht in der super-klasse vorhanden ist

9 Weiteres zum Thema Überschreiben Übergabeparameter des Hauptkonstruktors können auch Attributen überschreiben Beachte: ohne extra Angaben sind die Parameter private val Methoden ohne Parameter können auch von Attribute überschrieben werden Unimplementiert: def var oder val Implementiert: def val bei def var: error: method methodenname = overrides nothing Attribute können von Methoden nicht überschrieben werden Warum können Methoden von Attributen überschrieben werden?

10 Namespaces (Namensräume) in Java 4 Namensräume in Java Attribute Methoden Typen Pakete in Java erlaubt: 1 i n t xwert = 3 ; 2 3 i n t xwert ( ) 4 { 5 r e t u r n xwert ; 6 }

11 Namespaces (Namensräume) in Scala 2 Namensräume in Scala Attribute, Methoden, Pakete und Singelton Objects Klassen und in Scala nicht erlaubt: 1 v a l xwert = d e f xwert = xwert

12 Aufruf des super-konstruktors Erwartete Übergabeparameter des Konstruktors der super-klasse müssen bedient werden Konstruktor wird direkt bei extends aufgerufen Es kann nicht nur der Hauptkonstruktor aufgerufen werden 1 c l a s s H o l z b r e t t ( age : I n t ) extends Baum( age ) 2 { }

13 Modifier: final Modifier Wie in Java: Modifier final für unableitbare Klassen in seltenen Fällen sinnvoll (aus dem Softwareentwicklungs-Skript von Hr. Prof. Dr. Schiedermeier) Wie in Java: Modifier final für unüberschreibbare Methoden Neu in Scala: Attribute können auch unüberschreibbar werden Beispiel mit allen final Arten: (wenn auch sinnlos, da Klasse final) 1 f i n a l c l a s s U n a b l e i t b a r 2 { 3 f i n a l v a l z a h l f i n a l d e f methode : I n t = z a h l 2 6 }

14 Scalas Hierarchie aus dem Buch: Programming in Scala Seite 207

15 Klasse: Any Alle erben von Any deshalb bekommen alle Klassen unter anderem folgende Methoden: ==!= equals hashcode tostring == und!= sind final == ruft equals auf!= negiert equals Objekte bekommen von AnyRef u.a. die Methoden eq und ne, die Referenzen vergleichen Hinweis: def equals(other: Any): Boolean

16 Klassen: Nothing und Null Null ist Subklasse von Objekten Ist Null-Referenz Nothing ist Subklasse von jedem Typen Von Nothing existiert kein Wert Signalisiert unnormale Abbrüche, wie bei Error Kommt z.b. bei leerer Liste vor

17 Mehrfachvererbung geht in Java nicht In Scala kann auch nur von einer Klasse geerbt werden Aber man kann eine Klasse mit mehrere mixen

18 : Ähnlich wie abstrakte Klassen: Implementierte und unimplementierte Elemente Können keine Klassen-Parameter haben Ungewiss was super aufruft Werden eingebunden mit extends oder with Ein with braucht ein extends Wie bei abgeleiteten Klassen bekommt man alle nicht privaten Elemente und man kann sie überschreiben Kompilier macht aus einem Trait Java Interface + Klasse für implementierte Elemente Verwendungsgebiete von : Reiche Interface Modifikationen von Klassen

19 Modifikationen von Klassen Modifizieren von Methoden einer bekannten Klasse extends stellt sicher, dass sich die Klasse in der Vererbungskette befindet Dadurch Methoden der Klasse und super-aufruf verfügbar Aufruf davon aber nicht vorhersagbar

20 Einbindung der werden hinter class eingebunden class kundendienst extends Service with ServiceWheels Einbinden von auch beim Erstellen eines Objektes möglich val kundendienst = new Service with ServiceWheels Aufrufreihenfolge: Erst die eigene Klasse, dann die von rechts nach links Eine Klasse kommt nur ein Mal in der Vererbungskette vor

21 Modifizieren von abstrakten Methoden Eine abstrakte Methode kann in einem Trait auch modifiziert werden super-aufruf auch gestattet Benötigt aber Modifier abstract override Stellt sicher, dass in der Vererbungskette vor dem Trait eine Implementierung der Methode steht

22 Trait: Application Der wohl bekannteste Trait: Application 1 t r a i t A p p l i c a t i o n { 2 v a l e x e c u t i o n S t a r t : Long = c u r r e n t T i m e 3 4 d e f main ( a r g s : A r r a y [ S t r i n g ] ) = { 5 i f ( g e t P r o p e r t y ( s c a l a. time ) ne n u l l ) { 6 v a l t o t a l = c u r r e n t T i m e e x e c u t i o n S t a r t 7 C o n s o l e. p r i n t l n ( [ t o t a l + t o t a l + ms ] ) 8 } 9 } 10 } Eigenes Programm läuft im Konstruktor von object

23 Trait: Ordered Oft gleiche Implementationsvorgehen für Vergleichsmethoden: <=, >=,... Zusammensetzung von anderen Methoden z.b. für <=: < && == Scala bietet dafür den Trait Ordered[A] A ist der Klassentyp Ordered stellt die Operatoren <, >, <=, >= zur Verfügung Es muss nur eine Methode implementiert werden: def compare(that: A): Int Der Rückgabewert ist: 0 bei Gleichheit positive Zahl wenn this > that negative Zahl wenn this < that Achtung: equals muss trotzdem noch selber implementiert werden

24 To Trait, or not to trait? Wann soll ein Trait verwendet werden, wann etwas anderes (nach dem Buch Programming in Scala von Odersky et al.) Wenn die Methoden nicht wieder verwendet werden: Konkrete Klasse Wenn die Methoden mehrfach in unabhängigen Klassen verwendet werden: Trait Wenn die Klasse in Java verwendet wird: Abstrakte Klasse Wenn die Klasse in kompilierter Form weitergegeben wird: Abstrakte Klasse Wenn die Effizienz sehr wichtig ist: Konkrete Klasse Wenn noch nicht sicher was mit der Klasse gemacht wird: Trait

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