Sortieren von Objekten
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- Renate Schwarz
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1 Algorithmen und Datenstrukturen Wintersemester 2013/ Vorlesung Sortieren von Objekten Krzysztof Fleszar Lehrstuhl für Informatik I 1
2 Die Welt in unseren Programmen true "HalloWelt!" false -1.4E false bisher 2
3 Die Welt in unseren Programmen mit Objektorientierung 3
4 Übersicht Klassen in Java (Wiederholung Vorkurs) InsertionSort für Punkte Vererbung Sortieren geometrischer Formen abstrakte Klassen und Methoden Mehrfachvererbung 4
5 Übersicht Klassen in Java (Wiederholung Vorkurs) InsertionSort für Punkte Vererbung Sortieren geometrischer Formen abstrakte Klassen und Methoden Mehrfachvererbung 5
6 Klassen 6
7 Klassen Eine Klasse definiert gemeinsame Eigenschaften einer Menge von Objekten. Jedes Objekt ist Instanz einer Klasse (oder ein Feld). Klasse Objekt 7
8 Attribute sind Datenelemente, Klassen Eine Klasse definiert gemeinsame Eigenschaften einer Menge von Objekten. Jedes Objekt ist Instanz einer Klasse (oder ein Feld). die in jedem Objekt einer Klasse gleichermaßen enthalten sind und von jedem Objekt mit individuellen Werten repräsentiert werden können. 8
9 Klassen Eine Klasse definiert gemeinsame Eigenschaften einer Menge von Objekten. Jedes Objekt ist Instanz einer Klasse (oder ein Feld). Attribute sind Datenelemente, die in jedem Objekt einer Klasse gleichermaßen enthalten sind und von jedem Objekt mit individuellen Werten repräsentiert werden können. Beispiel: public class Adresse { public String str; //der Strassenname public int plz; //die Postleitzahl public String ort; //der Ortsname 9
10 Klassen Beispiel: public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; Bezeichner der Klasse (Konvention: Beginn mit Großbuchstabe) 10
11 Klassen Beispiel: public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; Attribute Datentyp Bezeichner 11
12 Klassen Beispiel: public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; muss in Datei Adresse.java gespeichert werden! 12
13 Klassen public class Adressbuch { public static void main(string[] args) { Adresse a = new Adresse(); a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; System.out.print(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; 13
14 Klassen public class Adressbuch { public static void main(string[] args) { //Instantiierung: Adresse a = new Adresse(); a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; System.out.print(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; 14
15 Klassen public class Adressbuch { public static void main(string[] args) { //Instantiierung: Adresse a = new Adresse(); //Setze Attributwerte: a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; System.out.print(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; 15
16 Klassen public class Adressbuch { public static void main(string[] args) { //Instantiierung: Adresse a = new Adresse(); //Setze Attributwerte: a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; //Ausgabe System.out.print(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; 16
17 Klassen public class Adressbuch { public static void main(string[] args) { Adresse a = new Adresse(); a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); 17
18 Klassen Adresse a = new Adresse(); Klassenschablone legt neue Karteikarte an: a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; a str plz ort System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); 18
19 Klassen Adresse a = new Adresse(); Karteikarte wird ausgefüllt: a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; a str plz Am Hubland Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; ort Wuerzburg System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); 19
20 Klassen Adresse a = new Adresse(); b zeigt auf dieselbe Instanz wie a: a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; b a str plz ort Am Hubland Wuerzburg System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); 20
21 Klassen Adresse a = new Adresse(); aktualisiere b.ort und damit auch a.ort a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; b a str plz ort Am Hubland Nuernberg System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); 21
22 Klassen Adresse a = new Adresse(); a.str = "Am Hubland"; a.plz = 97074; a.ort = "Wuerzburg"; Adresse b = a; b.ort = "Nuernberg"; b a str plz ort Am Hubland Nuernberg System.out.println(a.str + ", " + a.plz + " " + a.ort); System.out.println(b.str + ", " + b.plz + " " + b.ort); Ausgabe: Am Hubland, Nuernberg Am Hubland, Nuernberg 22
23 Klassen Klassen sind Referenzdatentypen! (genau wie Felder) 23
24 Klassenmethoden (static) public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; //testet, ob a und b dieselbe Postleitzahl haben public static boolean habenselbeplz(adresse a, Adresse b) { return (a.plz == b.plz); 24
25 Klassenmethoden (static) public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; //testet, ob a und b dieselbe Postleitzahl haben public static boolean habenselbeplz(adresse a, Adresse b) { return (a.plz == b.plz); Beispiel: Adresse a = new Adresse(); a.ort = "Wuerzburg"; a.plz = 97074; a.str = "Am Hubland"; Adresse b = new Adresse(); b.ort = "Wuerzburg"; b.plz = 97074; b.str = "Zeppelinstrasse"; if (Adresse.habenSelbePlz(a, b)) System.out.println("a und b haben dieselbe PLZ"); 25
26 Klassenmethoden (static) public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; //testet, ob a und b dieselbe Postleitzahl haben public static boolean habenselbeplz(adresse a, Adresse b) { return (a.plz == b.plz); Beispiel: Adresse a = new Adresse(); a.ort = "Wuerzburg"; a.plz = 97074; a.str = "Am Hubland"; Adresse b = new Adresse(); b.ort = "Wuerzburg"; Klassenname b.plz = 97074; b.str = "Zeppelinstrasse"; if (Adresse.habenSelbePlz(a, b)) System.out.println("a und b haben dieselbe PLZ"); 26
27 Instanzmethoden (nicht static) public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; //testet, ob this dieselbe Postleitzahl wie a hat public boolean hatselbeplz(adresse a) { return (this.plz == a.plz); 27
28 Instanzmethoden (nicht static) public class Adresse { public String str; public int plz; public String ort; //testet, ob this dieselbe Postleitzahl wie a hat public boolean hatselbeplz(adresse a) { return (this.plz == a.plz); Beispiel: Adresse a = new Adresse(); a.ort = "Wuerzburg"; a.plz = 97074; a.str = "Am Hubland"; Bezeichner Adresse b = new Adresse(); b.ort = "Wuerzburg"; b.plz = 97074; einer Instanz b.str = "Zeppelinstrasse"; if (a.hatselbeplz(b)) System.out.println("a und b haben dieselbe PLZ"); 28
29 Übersicht Klassen in Java (Wiederholung Vorkurs) InsertionSort für Punkte Vererbung Sortieren geometrischer Formen abstrakte Klassen und Methoden Mehrfachvererbung 29
30 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(int[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { int key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i] > key) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 30
31 InsertionSort für Punkte Java-Code: public class Punkt { public double x; public double y; UML-Diagramm: +x:double +y:double Punkt y p 3 p 1 1 p 2 p x 31
32 InsertionSort für Punkte Java-Code: public class Punkt { public double x; public double y; UML-Diagramm: +x:double +y:double Punkt Voraussetzung fürs Sortieren: Definition einer Ordnung y p 3 p i < p j genau dann, wenn p 1 p i.x < p j.x oder ( p i.x = p j.x und p i.y < p j.y) 1 p 2 p x = lexikographische Ordnung 32
33 InsertionSort für Punkte Umsetzung in Java: public class Punkt { public double x; public double y; UML-Diagramm: +x:double +y:double Punkt +compareto(punkt):int /* gibt Wert < 0 fuer (this < p), Wert > 0 fuer (this > p) und 0 fuer (this = p) zurueck */ public int compareto(punkt p) { if (this.x < p.x) return -1; if (this.x == p.x) { if (this.y < p.y) return -1; if (this.y == p.y) return 0; return 1; 33
34 Achtung! InsertionSort für Punkte Eine Ordnung ist immer transitiv: a > b und b > c a > c Entsprechend in Java: a.compareto(b) > 0 und b.compareto(c) > 0 a.compareto(c) > 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 34
35 Achtung! InsertionSort für Punkte Eine Ordnung ist immer transitiv: a > b und b > c a > c Entsprechend in Java: a.compareto(b) < 0 und b.compareto(c) < 0 a.compareto(c) < 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 35
36 Achtung! InsertionSort für Punkte Eine Ordnung ist immer transitiv: a > b und b > c a > c Entsprechend in Java: a.compareto(b) == 0 und b.compareto(c) == 0 a.compareto(c) == 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 36
37 InsertionSort für Punkte Achtung! Bedingung 2: a > b und b = c a < b und b = c Entsprechend in Java: a > c a < c a.compareto(b) > 0 und b.compareto(c) = 0 a.compareto(c) > 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 37
38 InsertionSort für Punkte Achtung! Bedingung 2: a > b und b = c a < b und b = c Entsprechend in Java: a > c a < c a.compareto(b) < 0 und b.compareto(c) = 0 a.compareto(c) < 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 38
39 Achtung! Bedingung 3: a > b a = b InsertionSort für Punkte b < a b = a Entsprechend in Java: a.compareto(b) > 0 b.compareto(a) < 0 a.compareto(b) == 0 b.compareto(a) == 0 Einhaltung dieser Bedingung liegt in der Verantwortung des Programmierers! 39
40 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(int[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { int key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i] > key) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 40
41 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(punkt[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { Punkt key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i] > key) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 41
42 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(punkt[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { Punkt key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 42
43 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { Punkt[] a = new Punkt[4]; a[0] = new Punkt(); a[0].x = 1; a[0].y = 2;... public static void insertionsort(punkt[] a) { //... 43
44 InsertionSort für Punkte Ein Konstruktor für die Klasse Punkt: public class Punkt { public double x; public double y; public Punkt(double myx, double myy) { x = myx; y = myy; /* gibt Wert < 0 fuer (this < p), Wert > 0 fuer (this > p) und 0 fuer (this = p) zurueck */ public int compareto(punkt p) { if (this.x < p.x) return -1; if (this.x == p.x) { if (this.y < p.y) return -1; if (this.y == p.y) return 0; return 1; UML-Diagramm: +x:double +y:double Punkt +Punkt(double, double) +compareto(punkt):int 44
45 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { Punkt[] a = new Punkt[4]; a[0] = new Punkt(1, 2); a[1] = new Punkt(1, 1); a[2] = new Punkt(3, 1); a[3] = new Punkt(4, 3); insertionsort(a); for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].x + " " + a[i].y); public static void insertionsort(punkt[] a) { //... 45
![InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { Punkt[] a = new Punkt[4]; a[0] = new Punkt(1, 2); a[1] = new Punkt(1, 1); a[2] = new Punkt(3, 1);](/docs-images/64/51380128/images/46-2.jpg "Ausgabe: a[3] = new Punkt(4, 3); insertionsort(a); 1.0 1.0 for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].x + \" \" + a[i].y); 1.0 2.0 3.0 1.0 public static void insertionsort(punkt[] a) { //.")
46 InsertionSort für Punkte public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { Punkt[] a = new Punkt[4]; a[0] = new Punkt(1, 2); a[1] = new Punkt(1, 1); a[2] = new Punkt(3, 1); Ausgabe: a[3] = new Punkt(4, 3); insertionsort(a); for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].x + " " + a[i].y); public static void insertionsort(punkt[] a) { //
47 InsertionSort für Punkte Braucht man für jede Klasse eine neue Sortiermethode? public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(punkt[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { Punkt key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 47
48 InsertionSort für Punkte Braucht man für jede Klasse eine neue Sortiermethode? Nein, dafür gibt es Vererbung, Generics... public class Sortierverfahren { public static void insertionsort(punkt[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { Punkt key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 48
49 Übersicht Klassen in Java (Wiederholung Vorkurs) InsertionSort für Punkte Vererbung Sortieren geometrischer Formen abstrakte Klassen und Methoden Mehrfachvererbung 49
50 Sortieren geometrischer Formen nach Größe 50
51 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Quadrat { //ein achsparalleles Quadrat public Punkt m; //der Mittelpunkt public double a; //die Seitenlaenge public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; a = mya; public double getflaeche() { return a * a; Quadrat +m:punkt +a:double +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double 51
52 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Quadrat { //ein achsparalleles Quadrat public Punkt m; //der Mittelpunkt public double a; //die Seitenlaenge public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; a = mya; public double getflaeche() { return a * a; Quadrat +m:punkt +a:double Problem: Punkt p = new Punkt(0.2, 0.4); Quadrat q = new Quadrat(p, -1.2); oder q.a = -1.2; erzeugt Quadrat mit negativer Seitenlaenge. +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double 52
53 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Quadrat { //ein achsparalleles Quadrat public Punkt m; //der Mittelpunkt private double a; //die Seitenlaenge public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double Lösung: Direkter Zugriff auf a (von Außen) wird verboten. 53
54 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Quadrat { //ein achsparalleles Quadrat public Punkt m; //der Mittelpunkt private double a; //die Seitenlaenge public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double Lösung: Direkter Zugriff auf a (von Außen) wird verboten. Quadrat q = new Quadrat(new Punkt(0.0,0.0),1.0); q.a = 2.0; 54 "The field Quadrat.a is not visible"
55 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Quadrat { //ein achsparalleles Quadrat public Punkt m; //der Mittelpunkt private double a; //die Seitenlaenge public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double Lösung: Direkter Zugriff auf a (von Außen) wird verboten. Zugriff wird über get- und set-methode kontrolliert. 55
56 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Kreis { //ein Kreis public Punkt m; //der Mittelpunkt private double r; //der Radius public Kreis (Punkt mym, double myr) { m = mym; setr(myr); public double getflaeche() { return Math.PI * r * r; public void setr(double myr) { if (myr > 0) r = myr; public double getr() { return r; +m:punkt -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 56
57 Sortieren geometrischer Formen nach Größe public class Kreis { //ein Kreis public Punkt m; //der Mittelpunkt private double r; //der Radius public Kreis (Punkt mym, double myr) { m = mym; setr(myr); public double getflaeche() { return Math.PI * r * r; public void setr(double myr) { if (myr > 0) r = myr; public double getr() { return r; +m:punkt -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 57
58 Sortieren geometrischer Formen nach Größe +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double +m:punkt -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 58
59 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double +m:punkt -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 59
60 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Jeder Kreis und jedes Quadrat ist eine geometrische Figur GeoFigur +m:punkt -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double +m:punkt -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 60
61 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Jede GeoFigur hat einen Mittelpunkt. +m:punkt GeoFigur Die Klasse Quadrat/Kreis erbt die Definition des Attributs m von GeoFigur. -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 61
62 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Für jede GeoFigur kann man den Flächeninhalt berechnen. +m:punkt GeoFigur +getflaeche():double -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +seta(double) +geta():double -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +setr(double) +getr():double 62
63 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Für jede GeoFigur kann man den Flächeninhalt berechnen. +m:punkt GeoFigur +getflaeche():double -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double Aber: Für Quadrate und Kreise gelten verschiedene Formeln. Die Methode getflaeche muss überschrieben werden. 63
64 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Die Klasse GeoFigur kann einen eigenen Konstruktor haben. +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 64
65 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Gemeinsamkeiten? Eine GeoFigur kann mit einer anderen GeoFigur verglichen werden (zwecks Sortieren). +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int -a:double Quadrat +Quadrat(Punkt, double) +getflaeche():double +seta(double) +geta():double -r:double Kreis +Kreis(Punkt, double) +getflaeche():double +setr(double) +getr():double 65
66 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Klasse GeoFigur in Java: public class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public double getflaeche() { return 0.0; public int compareto(geofigur key) { if (this.getflaeche() > key.getflaeche()) return 1; if (this.getflaeche() < key.getflaeche()) return -1; return 0; 66
67 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat { public Punkt m; private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; 67
68 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat extends GeoFigur { public Punkt m; private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; kennzeichnet Vererbung 68
69 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat extends GeoFigur { public Punkt m; private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; ist bereits in GeoFigur definiert 69
70 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat extends GeoFigur { public Punkt m; private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { m = mym; seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; ist bereits in GeoFigur definiert 70
71 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat extends GeoFigur { private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { super(mym); seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; im Konstruktor muss als erstes der Konstruktor der Superklasse aufgerufen werden. 71
72 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Quadrat: public class Quadrat extends GeoFigur { private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { super(mym); seta(mya); public double getflaeche() { return a * a; public void seta(double mya) { if (mya > 0) a = mya; public double geta() { return a; 72
73 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Kreis: public class Kreis { public Punkt m; private double r; public Kreis (Punkt mym, double myr) { m = mym; setr(myr); public double getflaeche() { return Math.PI * r * r; public void setr(double myr) { if (myr > 0) r = myr; public double getr() { return r; 73
74 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Anpassung der Klasse Kreis: public class Kreis extends GeoFigur { private double r; public Kreis (Punkt mym, double myr) { super(mym); setr(myr); public double getflaeche() { return Math.PI * r * r; public void setr(double myr) { if (myr > 0) r = myr; public double getr() { return r; 74
75 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { GeoFigur[] a = new GeoFigur[4]; a[0] = new Quadrat(new Punkt(0.0, 0.0), 2.0); a[1] = new Quadrat(new Punkt(1.0, 2.0), 4.0); a[2] = new Kreis(new Punkt(2.0, 0.0), 2.0); a[3] = new Kreis(new Punkt(0.0, 1.0), 4.0); insertionsort(a); for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].getClass().toString() + " " + a[i].getflaeche()); public static void insertionsort(geofigur[] a) { //... 75
76 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { GeoFigur[] a = new GeoFigur[4]; a[0] = new Quadrat(new Punkt(0.0, 0.0), 2.0); a[1] = new Quadrat(new Punkt(1.0, 2.0), 4.0); a[2] = new Kreis(new Punkt(2.0, 0.0), 2.0); a[3] = new Kreis(new Punkt(0.0, 1.0), 4.0); insertionsort(a); Ein Quadrat ist halt auch eine GeoFigur. for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].getClass().toString() + " " + a[i].getflaeche()); public static void insertionsort(geofigur[] a) { //... 76
77 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { GeoFigur[] a = new GeoFigur[4]; a[0] = new Quadrat(new Punkt(0.0, 0.0), 2.0); a[1] = new Quadrat(new Punkt(1.0, 2.0), 4.0); a[2] = new Kreis(new Punkt(2.0, 0.0), 2.0); a[3] = new Kreis(new Punkt(0.0, 1.0), 4.0); insertionsort(a); for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].getClass().toString() + " " + a[i].getflaeche()); public static void insertionsort(geofigur[] a) { //... 77
78 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { //... public static void insertionsort(geofigur[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { GeoFigur key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; 78
79 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { //... public static void insertionsort(geofigur[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { GeoFigur key = a[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; i--; a[i + 1] = key; compareto ruft die richtige Flächenmethode auf (d.h., die Implementierungen für Quadrate und Kreise). 79
![length; j++) { GeoFigur key = a[j]; Ausgabe: int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].](/docs-images/64/51380128/images/80-2.jpg "compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; class Quadrat 4.0 i--; a[i + 1] = key; class Quadrat 16.0 class Kreis 12.")
80 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { //... public static void insertionsort(geofigur[] a) { for (int j = 1; j < a.length; j++) { GeoFigur key = a[j]; Ausgabe: int i = j - 1; while (i >= 0 && a[i].compareto(key) > 0) { a[i + 1] = a[i]; class Quadrat 4.0 i--; a[i + 1] = key; class Quadrat 16.0 class Kreis class Kreis
81 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. 81
82 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. Entwicklerin B hat bereits Klasse Sortierverfahren und GeoFigur programmiert. Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 82
83 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. A braucht nur noch Klasse Kreis zu implementieren und dabei als Unterklasse von GeoFigur zu definieren. Kreis Entwicklerin B hat bereits Klasse Sortierverfahren und GeoFigur programmiert. Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 83
84 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. A braucht nur noch Klasse Kreis zu implementieren und dabei als Unterklasse von GeoFigur zu definieren. Dann kann er insertionsort aus Sortierverfahren zum Sortieren verwenden. Kreis Entwicklerin B hat bereits Klasse Sortierverfahren und GeoFigur programmiert. Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 84
85 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. A braucht nur noch Klasse Kreis zu implementieren und dabei als Unterklasse von GeoFigur zu definieren. Dann kann er insertionsort aus Sortierverfahren zum Sortieren verwenden. Achtung: Methode getflaeche Kreis muss in Klasse Kreis implementiert sein! public class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public double getflaeche() GeoFigur { return +m:punkt 0.0; Sortierverfahren +GeoFigur(Punkt) +insertionsort(geofigur[]) public int +getflaeche():double compareto(geofigur key) {... +compareto(geofigur):int 85 Entwicklerin B hat bereits Klasse Sortierverfahren und GeoFigur programmiert.
86 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Entwickler A möchte Kreise nach Flächeninhalt sortieren. A braucht nur noch Klasse Kreis zu implementieren und dabei als Unterklasse von GeoFigur zu definieren. Dann kann er insertionsort aus Sortierverfahren zum Sortieren verwenden. Achtung: Methode getflaeche Kreis muss in Klasse Kreis implementiert sein! Entwicklerin B hat bereits Klasse Sortierverfahren und GeoFigur programmiert. Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) getflaeche():double +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 86
87 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Kreis Achtung: Methode getflaeche muss in Klasse Kreis implementiert sein! Das sollte Entwicklerin B anderen Entwicklern mitteilen! getflaeche():double Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 87
88 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Vorteil der objektorientierten Programmierung: Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt Kreis Achtung: Methode getflaeche muss in Klasse Kreis implementiert sein! Das sollte Entwicklerin B anderen Entwicklern mitteilen! Dazu kann B Klasse GeoFigur und Methode getflaeche als abstract definieren. getflaeche():double GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 88
89 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Eine abstrakte Methode einer Klasse X muss in jeder Unterklasse von X implementiert werden. Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die eine abstrakte Methode enthält. Kreis getflaeche():double Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 89
90 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Eine abstrakte Methode einer Klasse X muss in jeder Unterklasse von X implementiert werden. Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die eine abstrakte Methode enthält. Namen von abstrakten Klassen und Methoden werden in UML kursiv geschrieben. Kreis getflaeche():double Sortierverfahren +insertionsort(geofigur[]) +m:punkt GeoFigur +GeoFigur(Punkt) +getflaeche():double +compareto(geofigur):int 90
91 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Eine abstrakte Methode einer Klasse X muss in jeder Unterklasse von X implementiert werden. Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die eine abstrakte Methode enthält. Abstrakte Klassen und Methoden werden in Java durch das Schlüsselwort abstract gekennzeichnet. public class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public double getflaeche() { return 0.0; public int compareto(geofigur key) {... 91
92 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Eine abstrakte Methode einer Klasse X muss in jeder Unterklasse von X implementiert werden. Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die eine abstrakte Methode enthält. Abstrakte Klassen und Methoden werden in Java durch das Schlüsselwort abstract gekennzeichnet. public abstract class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public abstract double getflaeche(); public int compareto(geofigur key) {... 92
93 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Eine abstrakte Methode einer Klasse X muss in jeder Unterklasse von X implementiert werden. Eine abstrakte Klasse ist eine Klasse, die eine abstrakte Methode enthält. Abstrakte Klassen und Methoden werden in Java durch das Schlüsselwort abstract gekennzeichnet. Methodenrumpf entfällt! public abstract class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public abstract double getflaeche(); public int compareto(geofigur key) {... 93
94 abstrakte Klassen und Methoden Klasse GeoFigur als abstrakte Klasse: public abstract class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public abstract double getflaeche(); public int compareto(geofigur key) { if (this.getflaeche() > key.getflaeche()) return 1; if (this.getflaeche() < key.getflaeche()) return -1; return 0; Von einer abstrakten Klasse können keine Instanzen erzeugt werden: Punkt p = new Punkt(0.0, 0.0); GeoFigur g = new GeoFigur(p); 94 "Cannot instantiate the type GeoFigur"
95 abstrakte Klassen und Methoden Klasse GeoFigur als abstrakte Klasse: public abstract class GeoFigur { public Punkt m; public GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public abstract double getflaeche(); public int compareto(geofigur key) { if (this.getflaeche() > key.getflaeche()) return 1; if (this.getflaeche() < key.getflaeche()) return -1; return 0; Von einer abstrakten Klasse können keine Instanzen erzeugt werden: Punkt p = new Punkt(0.0, 0.0); GeoFigur g = new GeoFigur(p); Auf öffentliche Konstruktoren sollte verzichtet werden! 95 "Cannot instantiate the type GeoFigur"
96 abstrakte Klassen und Methoden Klasse GeoFigur als abstrakte Klasse: public abstract class GeoFigur { public Punkt m; protected GeoFigur(Punkt mym) { m = mym; public abstract double getflaeche(); Kann nur noch von Unterklassen aufgerufen werden! public int compareto(geofigur key) { if (this.getflaeche() > key.getflaeche()) return 1; if (this.getflaeche() < key.getflaeche()) return -1; return 0; public class Quadrat extends GeoFigur { private double a; public Quadrat (Punkt mym, double mya) { super(mym); seta(mya); 96
![Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { GeoFigur[] a = new GeoFigur[4];](/docs-images/64/51380128/images/97-0.jpg "a[0] = new Quadrat(new Punkt(0.0, 0.0), 2.0); a[1] = new Quadrat(new Punkt(1.0, 2.0), 4.0); a[2] = new Kreis(new Punkt(2.0, 0.0), 2.0); a[3] = new Kreis(new Punkt(0.")
97 Sortieren geometrischer Formen nach Größe Sortieren: public class Sortierverfahren { public static void main(string[] args) { GeoFigur[] a = new GeoFigur[4]; a[0] = new Quadrat(new Punkt(0.0, 0.0), 2.0); a[1] = new Quadrat(new Punkt(1.0, 2.0), 4.0); a[2] = new Kreis(new Punkt(2.0, 0.0), 2.0); a[3] = new Kreis(new Punkt(0.0, 1.0), 4.0); insertionsort(a); Hier kein Kostruktoraufruf! Feld zum Speichern von Objekten der Klasse GeoFigur wird erstellt. Das ist erlaubt! for (int i = 0; i < a.length; i++) System.out.println(a[i].getClass().toString() + " " + a[i].getflaeche()); public static void insertionsort(geofigur[] a) { //... 97
98 Mehrfachvererbung Tier +masse:double +volumen:double +getgewichtskraft():double masse in kg, volumen in m 3 Landtier +getgewichtskraft():double Wassertier +getgewichtskraft():double Quelle: Wikipedia Quelle: Wikipedia public double getgewichtskraft() { return masse * 9.81; public double getgewichtskraft() { double auftrieb = volumen * ; return masse * auftrieb; 98
99 Mehrfachvererbung Tier +masse:double +volumen:double +getgewichtskraft():double masse in kg, volumen in m 3 Landtier +getgewichtskraft():double Wassertier +getgewichtskraft():double Quelle: Wikipedia Frosch f = new Frosch(); f.masse = 0.2; f.volumen = 0.005; Frosch Quelle: Wikipedia System.out.println(f.getGewichtskraft()); 99 Quelle: Wikipedia
100 Mehrfachvererbung Tier +masse:double +volumen:double +getgewichtskraft():double masse in kg, volumen in m 3 Landtier +getgewichtskraft():double Wassertier +getgewichtskraft():double Quelle: Wikipedia Frosch Frosch f = new Frosch(); f.masse = 0.2; f.volumen = 0.005; System.out.println(f.getGewichtskraft());? Quelle: Wikipedia Quelle: Wikipedia 100
101 Mehrfachvererbung Tier +masse:double +volumen:double +getgewichtskraft():double masse in kg, volumen in m 3 Landtier +getgewichtskraft():double Wassertier +getgewichtskraft():double Quelle: Wikipedia Frosch? Quelle: Wikipedia In Java ist Mehrfachvererbung verboten! Quelle: Wikipedia 101
102 Dafür gibt es Interfaces... Interfaces Quelle: Wikipedia 102
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