Algorithmen und Datenstrukturen 07

Transkript

1 (7. Juni 2012)

2 1 Besprechung Blatt 6 Fragen 2 Referenzen Referenzsemantik 3 Vererbung Allgemein abstract Interfaces Vererbung in UML 4 Vorbereitung Blatt 7 Anmerkungen

3 Fragen Fragen zu Blatt 6?

4 Referenzsemantik Referenzen class Beispiel { String name; public Beispiel(String name) { this.name = name; public static void main(string[] args) { Beispiel b = new Beispiel("test"); Was wird der Variable b eigentlich zugewiesen? Eine Referenz zu dem Ort im Speicher, an dem die Instanz angelegt wurde Vorstellbar wie eine (typisierte) Speicheradresse

5 Referenzsemantik Referenzsemantik int i = 2; int j = i; // kopieren des Variablenwerts Beispiel b = new Beispiel("test"); Beispiel c = b; // kopieren des Variablenwerts (?) Es wird die Referenz / die Speicheradresse der Instanz kopiert! c.name = "ein anderer Test"; System.out.println(b.name); // "ein anderer Test" Da beide Referenzen auf die selbe Instanz zeigen, wirken sich Änderungen gegenseitig aus. Das Übergeben einer Referenz in einem Funktionsaufruf hat die selbe Auswirkung Echtes Duplizieren einer Instanz ist etwas aufwändiger.

6 Referenzsemantik Referenzsemantik Beispiel b = new Beispiel("test"); Beispiel c = b; if (b == c) System.out.println("gleich"); Ein Vergleich zweier Referenzen liefert dann true, wenn sie auf die selbe Instanz zeigen. Der Vergleich von 2 verschiedenen Instanzen mit gleichem Inhalt liefert false!

7 Referenzsemantik Referenzsemantik // String von der Konsole lesen Scanner scanner = new Scanner(System.in); String input = scanner.nextline(); if (input == "test") // Immer false! System.out.println("gleich"); Auch String ist eine Klasse / Strings sind Instanzen Da die nextline()-methode eine neue String-Instanz erstellt, zeigt sie immer an einen anderen Speicherort als test Selbst wenn test eingegeben wird, ist die Bedingung false if (input.equals("test")) // tut, was man erwartet

8 Referenzsemantik NullPointer(-Exception) int[][] matrix = new int[4][]; // 4 Zeilen matrix[0] = new int[3]; // 3 Spalten in Zeile 0 System.out.println(matrix[0][1]); // 0 System.out.println(matrix[2][0]); // NullPointerExcep. Auch Arrays sind Referenzen int[][] matrix ist ein Referenz-Array, das auf mehrere normale Integer-Arrays zeigt Referenzen haben den Standardwert null (Zeiger ins nichts) Auf eine nicht vorhandene Instanz kann nicht zugegriffen werden NullPointerException

9 Allgemein Allgemein in Java erben alle Klassen von der Klasse Object Schlüsselwort extends class A extends Object {... class B extends A {... da alle Klassen, wenn nicht anders angegeben, von Object erben, wird extends Object weggelassen class A {... Erben von mehreren Klassen in Java nicht möglich

10 Allgemein Unterklassen können auf alle Attribute und Methoden der Klasse selbst und alle sichtbaren Attribute und Methoden der Oberklassen zugreifen Oberklassen können nur auf Attribute und Methoden der Oberklasse zugreifen die Oberklasse weiß nicht, ob und wieviele Unterklassen existieren entsprechend keinerlei Zugriff

11 Allgemein class A { public String name; private String blubb; class B extends A { public int zahl; public void tostring() { System.out.println(name + ": " + zahl); in B.toString() kann blubb nicht ausgegeben werden, da die Variable dort nicht sichtbar ist die tostring()-funktion würde in Klasse A nicht funktionieren, da zahl dort nicht zugreifbar ist

12 Allgemein Konstruktoren Konstruktoren werden nicht vererbt Konstruktoren rufen automatisch den parameterlosen Konstruktor der Oberklasse auf wenn dieser nicht existiert, muss mit super ein bestimmter Konstruktor aufgerufen werden

13 Allgemein class Fahrzeug { protected speed; public Fahrzeug(int speed) { this.speed = speed; class Auto extends Fahrzeug { public void Auto(int speed) { // super-aufruf ist immer die erste Anweisung super(speed); // setzt oft private Variablen der Oberklasse...

14 Allgemein Type-Casting public static void main(string[] args) { Fahrzeug f1 = new Fahrzeug(); Auto a1 = new Auto(); Fahrzeug f2 = new Auto(); // impliziter Cast // Auto ist ein Fahrzeug - ok Auto a2 = new Fahrzeug(); // Fehler: Oberklasse // kann nicht in Unterklasse konvertiert werden Auto a3 = (Auto)f2; // expliziter Cast // Fahrzeuge sind nicht zwangslaeufig Autos Auto a4 = (Auto)f1; // ClassCastException // f1 ist kein Auto, im Prinzip wie a2

15 Allgemein Statischer und dynamischer Typ statischer Typ = Variablentyp dynamischer Typ = Typ der Referenzierten Instanz public static void main(string[] args) { Fahrzeug f1 = new Fahrzeug(); Auto a1 = new Auto(); // a1: statischer und dynamischer Typ Auto Fahrzeug f2 = new Auto(); // impliziter Cast // f2: statisch: Fahrzeug, dynamisch: Auto Auto a3 = (Auto)f2; // expliziter Cast // a3: statisch und dynamsich Auto return this;?

16 Allgemein Überladen (in Java: bei allen Methoden möglich) ein Methodenname, mehrere Parameter hat nichts mit Vererbung zu tun Überschreiben (in Java: Instanzmethoden) Methode in einer Unterklasse mit selbem Namen und Signatur wie eine Methode der Oberklasse Methodenaufruf nach dynamischem Typ Verdecken (in Java: Statische Methoden, Attribute) Methode in einer Unterklasse mit selbem Namen und Signatur wie eine Methode der Oberklasse Methodenaufruf nach statischem Typ

17 abstract abstract abstrakte Klassen können nicht instanziiert werden erbende Klassen müssen auch abstract sein oder alle abstrakten Methoden überschreiben Fahrzeug fahren() : void Auto fahren() : void Boot fahren() : void Flugzeug fahren() : void die Methode fahren() ist in Auto, Boot und Flugzeug anders, daher ist eine Definition in Fahrzeug nicht sinnvoll nur Fahrzeuge, die fahren können (die die Methode fahren überschrieben haben), können instanziiert werden

18 abstract abstract class Fahrzeug { private static Fahrzeug[] allefahrzeuge; protected speed; public abstract void fahren(); public static void allefahren() { for (Fahrzeug f : allefahrzeuge) f.fahren(); // alle Fahrzeugtypen! class Auto extends Fahrzeug { public void fahren() { // brumm brumm

19 Interfaces Interfaces Interfaces bestehen aus Methodensignaturen Klassen können beliebig viele Interfaces implementieren alle Interfacemethoden müssen in der Klasse vorhanden sein Interfacemethoden sind immer public interface Comparable { int compareto(object o); class Datum implements Comparable { public int compareto(object o) {...

20 Interfaces Interfaces Klassen können auf den Interface-Typ gecastet werden dann können nur die Instanz Methoden ausgeführt werden Anwendung: viele Sortierfunktionen verwenden das Comparable Interface sie können dadurch alle Klassen sortieren, die dieses Interface implementieren - ohne deren Inhalt zu kennen!

21 Vererbung in UML Vererbungsbeziehungen normale Vererbung (extends): Durchgezogene Linie mit unausgemalter Dreiecksspitze bei Oberklasse implements -Beziehung (Interfaces): Gestrichelte Linie mit unausgemalter Dreiecksspitze bei Oberklasse

22 Vererbung in UML Beispiel: Bauernhof Konto -konto Vorlesung -vorlesung Gebaeude -gebaeude -kunde Kunde -student Student -raum Raum

23 Vererbung in UML Beispiel: Bauernhof Konto Vorlesung Gebaeude 0..* -konto 0..* -vorlesung 1 -gebaeude 1 -kunde Kunde 1..* -student Student 1..* -raum Raum

24 Anmerkungen UML-Tools und -Dokumente Erstellen von UML-Diagrammen Google Text & Tabellen (docs.google.com) Dia (live.gnome.org/dia) Papyrus UML (eclipse.org/papyrus) Nützlich, da Klassen noch verschoben werden können! Dokumentation des UML-Standards de.wikipedia.org/wiki/unified Modeling Language uml.org