Java Schulung (Java 2 Java Development Kit 5 / 6)

Transkript

1 2. Grundlagen der Objektorientierung 2.1 Klassen, Attribute, Methoden Klassen Eine Klasse beschreibt als Bauplan Gemeinsamkeiten einer Menge von Objekten ist also ein Modell, auf dessen Basis Objekte erstellt werden sie vereint Attribute (Eigenschaften) und Methoden zur Verwendung der Attribute und zur Beschreibung der Funktionalität Erstellung einer Klasse public class Auto { private String color; Attribute Eigenschaften des Objektes werden über private-modifier nach außen hin abgekapselt Zugriff dann nur über getter- und setter-methoden Methoden stellen Funktionalität innerhalb der Klasse dar Beinhalten Programmlogik oder dienen Veränderung der Attribute o getter-methoden (Akzessor) o setter-methoden (Mutator) JavaBean Namenskonvention: getxxx() setxxx() Rückgabetypen und Parameter public class Auto { private String color; the color public String getcolor() { return color; color * the color to set public void setcolor(string color) { this.color = color; Marcel Wieczorek S e i t e

2 getcolor() - Rückgabetyp String, gibt Farbe zurück setcolor() - void, kein Rückgabetyp, setzt Farbe Zugriffsbezeichner (Modifier) Zugriffsbezeichner Zugriff auf Klassen, Methoden und Attribute public Zugriff von überall her möglich protected Zugriff von Klassen im gleichen Package und nur durch Subklassen der Klasse in anderen Packages default (package local) Zugriff von Klassen und Subklassen innerhalb des gleichen Packages private Zugriff nur innerhalb der eigenen Klasse Konstruktoren notwendig, um von Klassen Objekte zu erzeugen per Definition gleicher Name wie Klasse wird ohne Rückgabetyp definiert (auch nicht void) mögliche Modifier o public o protected o package local o private wenn kein Konstruktor explizit angegeben, wird automatisch ein Default-Konstruktor erstellt Konstanten z.b. Werte wie die Zahl PI Zugriffsbezeichner final muss davor stehen Konstante muss von Anfang an ein Wert zugewiesen werden (einmalige Wertzuweisung) Instanziierung von Objekten Erzeugen eines Objektes von einer Klasse Deklaration einer Referenzvariable Auto gruenesauto; Erstellung eines Objektes mittels new-operator gruenesauto = new Auto(); Beide Schritte zusammen Auto gruenesauto = new Auto(); Standardwert von Objekten: null erst durch new-operator Zuweisung eines Objektes Marcel Wieczorek S e i t e

3 Geltungsbereich von Variablen Klassen- und Instanzvariablen Instanzvariable (farbe) bei jedem Objekt (Auto) anders Klassenvariable (raeder) gibt es nur ein einziges Mal; alle Objekte dieser Klasse teilen sie sich public class Auto { private String color; // Klassenvariable static String raeder = "4"; Zugriff auf Instanz- und Klassenvariablen public class Autohandel { public static void main(string[] args) { String farbe = "grün"; // Zugriff auf statisch Variable // (Klassenvariable) System.out.println(Auto.raeder); // Zugriff auf Instanzvariable nur // mit Instanziierung eines Objektes // möglich Auto gruenesauto = new Auto(); gruenesauto.setcolor(farbe); System.out.print("Das Auto ist: "); System.out.println(gruenesAuto.getColor()); Lokale Variablen sind Variablen, die weder für eine Klasse noch für ein Objekt gelten Gültigkeit nur innerhalb einer Methode, eines Blocks (if, for,...) Geltungsbereich (scope) ist eingeschränkt Packages fasst zur Übersichtlichkeit Klassen in "Schubladen" zusammen Packagezugehörigkeit steht noch vor Klassendeklaration 2.2 Vererbung über Vererbung werden Klassen auf Basis einer bereits vorhandenen Klasse erzeugt abgeleitete Klasse (Subklasse) übernimmt dabei automatisch Eigenschaften und Methoden der übergeordneten Klasse (Superklasse) Eigenschaften und Methoden können hinzugefügt, bzw. geerbte Methoden geändert werden Marcel Wieczorek S e i t e

4 Konstruktoren aufrufen this public Auto() { this("grau"); public Auto(String farbe) { this.color = farbe; super public Sportwagen() { this("rot"); public Sportwagen(String farbe) { super(farbe); Geerbte Methoden überschreiben public class Auto { private String color; // Klassenvariable static String raeder = "4"; public Auto() { this("grau"); public void fahren() { System.out.println("Ich fahre."); public class Sportwagen extends Auto { public void fahren() { System.out.println("Ich fahre schnell."); Methoden, die nicht private sind, werden bei der Ableitung vererbt um eine solche Methode zu überschreiben (verdecken) muss die überschreibende Methode die gleiche Signatur haben, d.h. o denselben Namen besitzen o den gleichen Parameter verwenden o den gleichen (oder abgeleiteten) Datentyp als Rückgabewert verwenden Marcel Wieczorek S e i t e

5 Methoden der Basisklasse verwenden public void fahren() { super.fahren(); System.out.println("Ich fahre schnell."); Ausgabe: Ich fahre. Ich fahre schnell. 2.3 Vererbungsketten und Zuweisungskompatibilität package de.wieczorek.graphics; public class TypeCast { args public static void main(string[] args) { Rechteck firstform = new GefuelltesRechteck(); Rechteck secondform = new Rechteck(); GefuelltesRechteck firstfilled = (GefuelltesRechteck) firstform; // Kein Compilerfehler, kein Laufzeitfehler GefuelltesRechteck secondfilled = (GefuelltesRechteck) secondform; // Kein Compilerfehler, aber Laufzeitfehler innerhalb der Klassenhierarchie sind Objekte abgeleiteter Klassen immer zu Objekten der Basisklassen zuweisungskompatibel. Der Grund: Diese Objekte besitzen immer mindestens die Attribute und Methoden der Basisklassen (vollständig als ein solches Objekt funktionstüchtig) Marcel Wieczorek S e i t e

6 2.4 Typkompatibilität eines Objektes prüfen mit dem Operator instanceof können Sie prüfen, ob ein Objekt vom Typ einer bestimmten Klasse (oder einer davon abgeleiteten Klasse) ist package de.wieczorek.graphics; public class TypeVerification { args public static void main(string[] args) { Rechteck firstform = new Rechteck(); Rechteck secondform = new GefuelltesRechteck(); if (secondform instanceof Rechteck) System.out.println("secondForm ist kompatibel zu" + " Rechteck"); else System.out.println("secondForm ist nicht kompatibel zu" + " Rechteck"); 2.5 Polymorphie in der Vererbung Polymorphie bezieht sich neben der Vielgestaltigkeit von überladenen Methoden innerhalb einer Klasse auch auf die Vielgestaltigkeit von überschriebenen Methoden in abgeleiteten Klassen. Überladen von Methoden public class Overload { public Overload() { public Overload(String[] args) { public void dosomething() { public void dosomething(string[] args) { Methoden oder Konstruktoren innerhalb einer sind vom Namen her gleich und unterscheiden sich in der Anzahl und / oder dem Typ der Parameter Marcel Wieczorek S e i t e

7 Überschreiben von Methoden Methoden einer Klasse, die von einer Superklasse geerbt wurden, haben die gleiche Signatur Bekanntestes Beispiel: tostring() public class Sportwagen extends Auto { public Sportwagen() { this("rot"); public Sportwagen(String farbe) { super(farbe); public void fahren() { super.fahren(); System.out.println("Ich fahre schnell."); public String tostring() { return "Sportwagen, Farbe: " + getcolor(); 2.6 Die Superklasse Object Jede neu erzeugte Klasse ist automatisch eine Subklasse von Object Wichtige Methoden Methode Erläuterung Object clone() Erzeugt als Objekt eine exakte Kopie des aktuellen Objekts. boolean equals(object obj) Prüft standardmäßig, ob Objekt selbst und obj identisch sind. Die Methode liefert dann true. Methode muss überschrieben werden, wenn man auf inhaltliche Gleichheit prüfen möchte. String tostring() Class<?> getclass() Liefert String-Repräsentation des Objekts. Liefert den Referenztyp eines Objektes (Klasse inklusive Package bei tostring()) 2.7 Finale Klassen wenn verhindert werden soll, dass von einer Klasse andere Klassen abgeleitet werden können, erzeugt man finale Klassen sie werden durch den Modifier final gekennzeichnet von einer finalen Klasse können keine weiteren Klassen abgeleitet werden Methodenaufruf finaler Klassen ist schneller, da keine dynamische Bindung der Methodenaufrufe erfolgt (während der Laufzeit); wird oft bei Hilfsklassen benutzt (statische Methoden) Marcel Wieczorek S e i t e

8 Beispiel public final class Formula { public static double getsquare(double value) { return (value * value); 2.8 Abstrakte Klassen und abstrakte Methoden abstrakte Klassen sind Klassen, die als Vorlage für andere Klassen dienen eine Klasse muss als abstrakt gekennzeichnet werden, wenn sie eine abstrakte Methode enthält o abstrakte Methoden enthalten nur die Methodenköpfe o sie enthalten keinen Methodenrumpf abstrakte Klassen können nicht instanziiert werden; sie können nur als Basisklasse verwendet werden es ist möglich, Referenzvariablen vom Typ einer abstrakten Klasse zu definieren; diesen Variablen können Objekte davon abgeleiteter Klassen zugewiesen werden Abstrakte Klassen anwenden package de.wieczorek.shape; public abstract class Shape { private boolean filled = false; boolean isfilled() { return this.filled; abstract double getarea(); Klassen von der abstrakten Klasse Shape ableiten package de.wieczorek.shape; public class Circle extends Shape { private double radius; double getradius() { return this.radius; double getarea() { return Math.PI * (this.radius * this.radius); Marcel Wieczorek S e i t e

9 2.9 Interfaces und Adapterklassen ein Interface definiert in Java einen Typ mit folgenden Eigenschaften o ein Interface enthält nur öffentliche (public) Methoden und Konstanten o in einem Interface stehen nur Methodenköpfe o implementiert eine Klasse in Interface, muss sie alle Methoden des Interfaces implementieren Ein Interface erstellen Syntax [public] interface identifier [extends interfacename1 [, interfacename2...]] { [public] [static] [final] type indentifier1 = value; [public] type identifier2([parameter]); Beispiel package de.wieczorek.forms; * Beschreibung eines Interfaces für zweidimensionale Formen * public interface Forms2D { double getarea(); // Flächeninhalt double getperimeter(); // Umfang Die Klasse Circle package de.wieczorek.forms; import static java.lang.math.pi; public class Circle implements Forms2D { private double radius; double getradius() { return this.radius; // Implementierung der Interface-Methoden public double getarea() { return PI * this.radius * this.radius; public double getperimeter() { return 2D * PI * this.radius; Marcel Wieczorek S e i t e

10 Adapterklassen werden eingesetzt, wenn Klasse nur einige Methoden eines Interfaces benötigt (aber alle Methoden implementieren müsste) Adapterklasse implementiert ein Interface mit leeren Methodenrümpfen oder mit Methodenrümpfen, die einen Standardwert zurückliefern o Adapterklasse kann mehrere Interfaces implementieren; muss alle Methoden aller Interfaces implementieren o können außer den Methoden aus den Interfaces noch zusätzliche Methoden enthalten o Verwendung hauptsächlich bei Programmierung grafischer Anwendungen Name der Adapterklasse ergibt sich gewöhnlich aus Interface-Name und dem Wort Adapter (z.b. MouseAdapter aus dem Package java.awt.event) Eine Adapterklasse erstellen package de.wieczorek.forms; public interface Forms2D2 extends Forms2D { // geerbte Methoden... void turn90(); // um 90 Grad drehen Interface Forms2D2 erweitert Interface Forms2D um Methode turn90() Definition der Adapterklasse package de.wieczorek.forms; public class Forms2D2Adapter implements Forms2D2 { public void turn90() { public double getarea() { return 0D; public double getperimeter() { return 0D; Marcel Wieczorek S e i t e

11 Anwendung der Adapterklasse package de.wieczorek.forms; import static java.lang.math.pi; public class Circle2 extends Forms2D2Adapter { private double radius; double getradius() { return this.radius; // Überschreiben der Adapter-Methoden public double getarea() { return PI * this.radius * this.radius; public double getperimeter() { return 2D * PI * this.radius; Methode turn90() beim Kreis nicht benötigt; wird daher auch nicht überschrieben Übung 1. Erstellen Sie ein Interface Media mit den folgenden drei Methoden: void play() void stop() void display() 2. Erzeugen Sie eine Adapterklasse zum Interface Media. 3. Erstellen Sie drei Klassen Picture, Video, Audio, in der Sie die benötigten Methoden implementieren. Die Methoden sollen hier einen Text ausgeben: Beispielsweise gibt die Methode play() der Klasse Video den Namen der Klasse einschließlich Package und den Text Play Video aus (vgl. Ausgabe) 4. Schreiben Sie ein Programm TestMedia, in dem Sie die drei Klassen nutzen. Ausgabe Medium 1: class de.assona.java.picture: Display Picture Medium 2: class de.assona.java.video: Display Video class de.assona.java.video: Play Video class de.assona.java.video: Video stopped Medium 3: class de.assona.java.audio: Play Audio class de.assona.java.audio: Audio stopped Marcel Wieczorek S e i t e