Vererbung & Schnittstellen in C#

Transkript

1 Vererbung & Schnittstellen in C#

2 Inhaltsübersicht - Vorüberlegung - Vererbung - Schnittstellenklassen - Zusammenfassung 1

3 Vorüberlegung Wozu benötigt man Vererbung überhaubt? 1.Um Zeit zu sparen! Verwendung von Teilen alter Programme, statt Neue erstellen zu müssen 2.Für mehr Sicherheit! bewährte Software hat weniger Anlaufschwierigkeiten und enthält weinger Fehler Vorteil in C#: versionierte Bibliotheken verhindern Zerstörung abgeleiteter Klassen 2

4 Vererbung Was ist Vererbung Vererbung ist die Weitergabe von Signaturen und Implementierungen von einer Oberklasse zu einer (spezielleren) Unterklasse geerbte Elemente verhalten sich dabei so, als würden sie direkt in der Unterklasse deklariert Beziehung zur Oberklasse wird als ein Ist-Ein Verhalten bezeichnet (z.b. ein Auto ist-ein Fahrzeug) Ausnahmen: Strukturen (Structs) Konstruktoren Mehrfachvererbung Oberste Instanz: System.Object - elementare Methoden sind darin vordefiniert und werden somit an alle erzeugten Klassen weitergegeben (z.b. ToString und Equals) 3

5 Modifikatoren werden benötigt um Sichbarkeit bei einer Vererbung zu Definieren public protected internal sealed private überall sichtbar nur in abgeleiteten Klassen sichtbar nur in Assembly sichtbar nirgendwo sichtbar (entweder nur Methode oder ganze Klasse) nirgendwo sichtbar Standardmodifikator: wenn kein Sichtbarkeitsattribut gesetzt wird ist das Element automatisch private ein Element der Unterklasse welches den gleichen hat Namen wie eines mit sealed oder privat deklariertes der Oberklasse wrid neu erstellt und nicht geerbt 4

6 Vererben im Detail Deklaration geerbte Methoden (Properties und Indexer) können in Unterklassen durch Überschreiben ( override ) oder Verdecken ( new ) neu deklariert werden ist immer nötig, wenn Methoden aus Unter- und Oberklasse den gleichen Namen haben Spezifikation: - Verdecken: immer möglich (Feldern dürfen anderen Typ haben) dynamischen Variablen nicht nutzbar - Überschreiben: nur bei virtuellen Methoden anwendbar Methoden können mit dynamischen Variablen genutzt werden keine statischen Felder Beispiel: class Fahrzeug class Auto: Fahrzeug { public int x; { public new string x; public void A() {...} public new void A() {...} public virtual B() {...} public new B() {...} public virtual C() {...} public override C() {...} } Auto auto = new Auto(); ((Fahrzeug)auto).x = 3; // x ist int auto.x = Opel ; // x ist string } 5

7 überschreibende/ verdeckende Methoden müssen die gleiche Schnittstelle haben wie in der Oberklasse d.h. gleiche Parameterzahl, Parametertypen, Parameterarten, Sichtbarkeitsattribut ursprügliche Methode der Oberklasse wird durch base.methode aufgerufen dynamische Variablen/ Bindung Variablen der Oberklasse können Objekte der Unterklasse refrenzieren- durch dynamische Bindung! Beispiel: class Auto { public Auto() {} public virtual string wasu(){return("auto");} } class Mercedes: Auto { public Mercedes() {} public (override/ new) string wasu() return("mercedes");} public static void Main() { *Auto m = new Auto(); Console.WriteLine(" {0}", m.wasu()); *m = new Mercedes(); Console.WriteLine(" {0}", m.wasu()); } } // override: Auto, Mercedes ; new: Auto, Auto // m ist Var. dynamischen Typs ; wasu ist dyn. gebunden *umgekehrte Zuweisung ist nicht möglich ( Mercedes m = new Auto();) m.methode() ruft die Methode des dynamischen Typs von m auf hat verschiedene Wirkungen 6

8 Typumwandlung dynamischen Variablen können zu einem statischen Typ der Unterklasse konvertiert werden [Syntax: B b = (B)a,bzw B b = a as B] Beispiel: class Auto { public Auto() {} public string farbe() {return("blau");} public virtual string wasu() {return("auto");} } class Mercedes: Auto { public Mercedes() {} public new string farbe() public override string wasu() {return("weiß");} {return("mercedes");} public static void Main() { Auto m = new Mercedes(); Console.WriteLine(" {0} - {1} ", m.wasu(), m.farbe()); if (m is Mercedes) {Mercedes m2 = m as Mercedes; Console.WriteLine(" {0} - {1} ", m2.wasu(), m2.farbe());} // Ausgabe: Mercedes - blau ; Mercedes - weiß } } ist also wichtig um gewünschtes Ergebnis liefern zu können 7

9 Konstruktoren - durch base(var) werden Konstruktoren von Basisklassen aufgerufen um Felder dieser zu steuern Beispiel: class Auto { public int zustand1 = 1; public Auto(int zustand1) {} } class Mercedes: Auto { int zustand2; public Mercedes(int zustand1, int zustand2): base(zustand1) {this.zustand2=zustand2;} } public static void Main() { Mercedes m = new Mercedes(0,0); Console.WriteLine(" {0}, {1}, ", m.zustand1,m.zustand2); } // Ausgabe: 1, 0 mit Base- Befehl muss man hierbei nur arbeiten, wenn in der Oberklasse ein Konstruktor existiert der nicht parameterlos ist 8

10 abstrakte Klassen Name und Parameter von Methoden sind definiert, aber nicht deren Anweisungsteil Unterklassen können diese mittels dynamisch gebundener Variablen nutzen abstrakte Methoden (Properties und Indexer) erfordern immer die Abstraktheit der gesammten Klasse und die damit verbundene Deklaration dieser als solche abgeleitete Klassen müssen abstrakte Methoden implementieren und überschreiben, da sie implizit virtutell sind eine abstrakte Klasse kann selber keine Objekte erzeugen ist nur ein Muster für Unterklassen Beispiel: abstract class Fahrzeug { public abstract string marke() { get; }; // Property (leere get-methode) public abstract void Add(object f); // Methode (ohne Anweisungsteil)... } class Auto: Fahrzeug { public override string marke() { get {...} }; public override void Add(object f) {...}... } // get- / set- Methoden müssen in Ober- und Unterklasse übereinstimmen, sonst andere Schnittstelle 9

11 Schnittstellenklassen Was sind Schnittstellenklassen ist Maske für Klassen engl. Interface man kann sie sich auch als vollständig abstrakte Klassen vorstellen Interfaces selber können keine Objekte erzeugen alle Elemente sind automatisch public, abstract und virtuell enthalten keine Felder, Konstanten, Konstruktoren, Destruktoren oder statische Methoden ist nur eine Sammlung von Operationen, deren Anweisungsteil leer ist ein Interfacename sollte laut Konvention mit einem I beginnen 10

12 Funktionsweise in C# Schnittstellen unterstützen keine Versionssteuerung eine Methode, die eine Interfacemethode implementiert: muss public sein, aber nicht mit override deklariert werden Properties/ Indexer dürfen set- Methode hinzugefügen Interfaces können an andere Interfaces vererben es müssen alle Elemente dieser Interfacereihe überschrieben werden Namenskonflikte: eine Klasse implementiert Interfaces in denen gleichnamige Methoden vorkommen diese Methoden entweder separat voneinander implementieren, oder eine wählen u. nur diese nutzen die mehrfache Implementierung von Schnittstellen ist möglich 11

13 Zusammenfassung Vererbung als Arbeitsersparnis Schnittstellenklassen als Maske keine Mehrfachvererbung von Klassen wie in C++ Problem der zerbrechlichen Basisklassen wird in C# durch Versionierung umgangen entsteht durch nachträgliches Hinzufügen einer Methode in eine Basisklasse, wobei schon vorher in einer abgeleiteten Klasse eine gleichnamige Methode eingebettet war solange die Unterklasse nicht neu übersetzt wird, wird noch die alte Version verwendet neu: ausdrückliche Überschreiben von virtuellen Funktionen durch override Übersetzer erkennt dadurch Tippfehler (in C++ und Java würde neue Methode erzeugt werden) 12

14 Literatur Wolfgang Beer, et.al. Die.NET Technologie Grundlagen und Anwendungsprogrammierung dpunkt-verlag,