Abstrakte Klassen, Interfaces

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1 Abstrakte Klassen, Interfaces INE2, Mittwoch / TE561 M. Thaler, Office TG

2 Um was gehtes? Problemstellung Klassenhierachie - verschiedene geometrische Figuren - Rechteck, Kreis, Dreieck, etc. Klassen der Figuren Frage - alle gleiche Funktionalität - gemeinsame Methoden aller Unterklassen in Oberklasse deklarieren wie stellt man sicher, dass Unterklassen gemeinsame Methoden implementieren? 2

3 Lernziele Sie können Abstrakte Klassen erklären, diskutieren und anwenden Interfaces erklären, diskutieren und anwenden "Mehrfachvererbung" mit Interfaces erklären und anwenden UML-Diagramme analysieren und interpretieren Innere und Anonyme Klassen erklären und anwenden Adapter Klassen erklären und anwenden 3

4 Inhalt Abstrakte Klassen und Methoden Interfaces Mehrfachvererbung Innere Klassen Anonyme Klassen Adapter Klassen 4

5 slide AbstrakteMethodenund Klassen Beispiel: Figure einige Methoden sinnvoll in Oberklasse implementierbar void setsize(int w, int h); void setpos(int x, int y); einige Methoden nicht sinnvoll in Oberklasse implementierbar public void draw(graphics g); public double getarea(); Abstrakte Methoden (Klassen) zwingen Programmierer die Methoden selber zu implementieren public abstract draw(graphics g); public abstract double getarea(); Deklaration in Oberklasse 5

6 ... abstraktemethodenund Klassen Abstrakte Methoden haben nur Signatur(Methodenkopf) ";" nachsignatur Modifikator abstract public abstract draw(graphics g); Folge für Klasse Klasse mit abstrakter Methode muss abstrakt sein kann nicht instanziert werden public abstract class Figure { public abstract draw(graphics g); public abstract double getarea();... 6

7 slide... abstrakteklasseund Methoden Unterklassen von abstrakten Klassen müssen abstrakte Methoden implementieren oder selbst abstrakt sein UML-Klassendiagramme abstrakte Klassen und Methoden - kursiv oder <<abstract>> Figure int x,y,w,h; void draw() getarea() setsize() setpos()... <<abstract>> Figure int x,y,w,h; void draw() getarea() setsize() setpos()... 7

8 ... abstrakteklasseund Methoden Teil-Abstrakte Klassen Klasse kann gemeinsame Methoden implementieren public abstract class Figure { protected int x, y, w, h; public Figure(int x, int y, int w, int h) { this.x = x; this.y = y; this.w = w; this.h = h; public void setpos(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; public void setsize(int w; int h) { this.w = w; this.h = h; public abstract draw(graphics g); public abstract double getarea(); 8

9 ... abstrakteklassenund Methoden Vorteile bestimmtes Klassendesign kann erzwungen werden erlaubt Klassenbeschreibung auf höheren Abstraktionebenen - von abstrakter Klasse keine Objekte instanzieren - fasst"objekte" mit bestimmten Eigenschaften zusammen Abstrakte Klassen erleichtern Planung und Aufbau von Klasshierarchien fassen Eigenschaften gleichartiger Klassen zusammen konzentrieren gemeinsame Eigenschaften und Methoden von Unterklassen schreibenmethodenvor, die Unterklasseimplementierenmuss 9

10 Kontrollfrage Was ist Unterschied zwischen abstrakter Methode und Methode mit leerer Implementation public class Figur { public void draw(graphics g) { public double getarea() { return 0; public abtstract class Figur { public abstract void draw(graphics g); public abstract double getarea(); 10

11 slide Interfaces Interface definiert Schnittstelle zwischen Klassen Bezeichnung interface statt class ist Klasse, die nur aus Signaturen(Methodenköpfen) besteht public interface Displayable { public void draw(graphics g); im wesentlichen eine rein-abstrakte Klasse - alle Methoden sind abstrakt und public - abstract und public kann weggelassen werden Interfaces werden implementiert implements 11 public class Rectangle extends Figure implements Displayable {...

12 ... Interfaces Bekanntes Beispiel: ActionListener public interface ActionListener { // java.awt.event public void actionperformed(actionevent e); public class MyFrame extends Frame implements ActionListener { public void actionperformed(actionevent e) { color = Color.GREEN; paint(getgraphics()); private void initcomponents() {... action.addactionlistener(this); 12

13 slide... Interfaces Interface wird durch Klasse implementiert Merkmale eines Interfaces definieren neuen Datentyp(wie Klassen) Methoden dürfen nicht static sein Variablen müssen static final sein d.h. Konstanten Interfaces können nicht instanziert werden können übersetzt werden erlaubt Typenprüfung können Parameter für Methode sein - Klassedes übergebenenobjektmuss dieses Interface implementieren addactionlistener(actionlistener listener) action.addactionlistener(this); this: implementiert ActionListener 13

14 ... Interfaces Interfaces können weitervererbt werden in diesem Fall extends verwendet public interface Verkehrsmittel { public interface Fahrzeug extends Verkehrsmittel { public class Auto implements Fahrzeug { Klasse kann mehrere Interfaces implementieren 14 public class MyFrame extends Frame implements ActionListener, MouseListener {...

15 Interfaces: UML-Diagramm Klassenhierarchie Interfaces mit <<interface>> markiert "implementiert"-symbol - schlanker als"erbt" "implementiert"-symbol Implementieren ebenfalls Displayable, weil sie von Figure erben 15

16 Interfaces: Verwendung Interfaces stellen sicher, dass Klasse bestimmte Methoden zur Verfügung stellt(d.h. bestimmteeigenschaftenhat) Variablen mit Interface Typ - alle Methoden des Interfaces müssen implementiert werden sicher aufrufbar Displayable disp = new Rectangle(); disp.draw(g); - wie Methoden aufrufen, die nicht im Interface deklariert sind? Rectangle rect = (Rectangle)disp; double area = rect.getarea(); 16

17 Interfaces: Vorteile Nicht notwendig von einer Klasse zu erben nichtvon Figure erben nur Displayable Interface implementieren <<interface>> Displayable void draw() Fahrzeug Figure int x,y,w,h; void draw() getaxis()... void draw() getarea() setsize() setpos()... 17

18 slide Mehrfachvererbung(z.B. C++) Mehrfachvererbung ermöglicht Darstellung komplexer Vererbungsbeziehungen Probleme Aufrufvon supernicht eindeutig Welcher Konstruktor wird aufgerufen? wird Konstruktor einer gemeinsamenoberklasse2 mal aufgerufen Java keine Mehrfachvererbung Lösungen mit Hilfe von Interfaces Schiff schwimmen links rechts Verkehrsmittel Wasserflugzeug schwimmen fliegen links rechts Flugzeug fliegen links rechts 18

19 MehrfachvererbungüberInterfaces Lösung mit Interfaces interface Schwimmen { void schwimmen(); abstract class Verkehrsmittel { void links(); void rechts(); interface Fliegen { void fliegen(); <<interface>> Schwimmen Verkehrsmittel <<interface>> Fliegen Schiff Flugzeug Wasserflugzeug 19

20 slide AbstrakteKlassenund Interfaces Abstrakte Klasse enthält mindestens eine abstrakte Methode kann Implementierung von einer oder mehrere Methoden zur Verfügung stellen kann implementierte Methoden weitervererben Interface stellt nie eine Implementierung zur Verfügung wird vom Compiler für Überprüfungen genutzt Klasse kann mehrere Interfaces implementieren abstrakte Klassen nur erweitern 20

21 Überblick Objekt repräsentiert Gegenstand/Konzept in SW -Zustand - Verhalten(Methoden) -Identität extends new extends extends abstrakte Klasse ist halbfertiger Bauplan: abstract class - nicht instanzierbar - mind. eine Methode abstrakt extends implements Klasse ist Bauplan eines Objektes: class - Datentypen der Attribute - Beschreibung der Objekt-Methoden - Beschreibung der Klassen-Methoden -kannnurvon einerklasseerben implements Interface ist Beschreibung der Schnittstelle: interface - nicht instanzierbar - Interfaces von Klassen implementiert - mehrere Interfaces implmentierbar 21

22 slide InnereKlassen Klassen innerhalb einer Klasse definieren Beispiel public class InnerDemo extends JFrame {... Button hellobutton = new Button("Hello"); TextField textfeld = new TextField(" "); public void initcomponents() { add(hellobutton); add(textfeld); hellobutton.addactionlistener(new Bearbeiter()); class Bearbeiter implements ActionListener { public void actionperformed(actionevent e) { textfeld.settext("hallo Welt"); 22

23 ... InnereKlassen Innere Klassen innerhalb einer Klasse definiert für andere Klassen nicht sichtbar keine Namenskonflikte Zugriff auf Methoden und Variablen im Gültigkeitsbereich der Oberklasse meist klein mit sehr eingeschränkter Aufgabe Typische Anwendungen bei graphischen Benutzerschnittstellen siehe Beispiel Implementation des Listener Interfaces 23

24 AnonymeKlassen Lokale (innere Klassen) ohne Namen in genau einer Anweisung instanziert, implementiert und benutzt Beispiel public class InnerDemo extends JFrame { Button hellobutton = new Button("Hello"); TextField textfeld = new TextField(" "); public void initcomponents() {... add(hellobutton); add(textfeld); hellobutton.addactionlistener(new ActionListener() { ); public void actionperformed(actionevent e) { textfeld.settext("hallo Welt"); 24

25 slide Adapter Klassen Interfaces sämtliche Methoden implementieren Beispiel: MouseListener class MoveBalloons extends JFrame implements MouseListener { Balloon balloon; public initcomponents {...addmouselistener(this); balloon = new Balloon(); public void mouseclicked(mouseevent event) { balloon.setpos(event.getx(), event.gety()); repaint(); public void mouseentered(mouseevent event ) { public void mouseexited(mouseevent event ) { public void mousepressed(mouseevent event ) { public void mousereleased(mouseevent event ) {... 25

26 ... Adapter Klassen Adapter Klassen Klasse statt Interface nur benötigte Methoden überschreiben abstrakte Klassen die entsprechendes Interface implementieren die meisten Listener haben Adapter Klassen Beispiel 26 public class MoveBalloons extends JFrame { Balloon balloon; public initcomponens() { this.addmouselistener(new BalloonMover ()); Balloon balloon = new Balloon(); class BalloonMover extends MouseAdapter { public void mouseclicked(mouseevent e) { balloon.setpos(event.getx(), event.gety()); repaint();

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