Teil 2-3. Vorlesung. Modul: Programmierung B-PRG Grundlagen der Programmierung II

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1 Teil 2-3. Vorlesung Modul: Programmierung B-PRG Professur für Datenbanken und Informationssysteme Dr. Karsten Tolle 1

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3 Vererbung Syntax Syntax: ZugriffsSpezifikator class NameDerKlasse extends Oberklasse { // erbt automatisch alle Attribute und // Methoden der Oberklasse 3

4 Mehrfachvererbung (Multiple Inheritance) In manchen objektorientierten Programmiersprachen (C++, Smalltalk usw.) kann eine Klasse mehrere direkte Oberklassen haben (Mehrfachvererbung) gute Modellierung mancher realen Gegebenheiten: 4

5 Vererbung Die Methoden (Prozeduren/Funktionen) der Elternklasse können beibehalten, modifiziert oder überschrieben werden, müssen aber denselben Rückgabetyp haben. In Java darf eine Klasse nur eine direkte Elternklasse haben Einfachvererbung. Mehrfachvererbung nur durch Schnittstellen realisierbar. 5

6 Schnittstellen (Interfaces) Interfaces enthalten nur die "Signaturen" von Methoden. Statt der Definition des Methoden- Inhalts zwischen { und enthalten sie nur ein Semikolon: interface InterfaceName { void methode1(parameterliste) ; 6

7 Schnittstellen (Interfaces) Wofür: Definition der Interaktion zwischen Komponenten Trennung von Spezifikation und Realisierung Um wenigstens eine eingeschränkte Mehrfachvererbung darstellen zu können. 7

8 Anzahl der Personen in Modernisierungs-Projekten Persons involved (on average during the duration time) 4-5 Persons 20% 6-10 Persons 19% Persons 24% 3 Persons 12% 2 Persons 11% 1 Person 2% above 50 Persons 12% *Quelle: MOMOCS Consortium - Modernization Project Evaluation 8

9 Schnittstellen (Interfaces) Die Klasse, die ein Interface implementiert, muss alle darin skizzierten Methoden enthalten, mit der richtigen Signatur (Typ, Name und Parameterliste): class ClassName implements InterfaceName {... int i = 5; void methode1 (parameterliste) {... // Statements; die Klasse kann weitere Methoden, die nicht im Interface enthalten sind besitzen! 9

10 Eine Klasse kann mehrere Schnittstellen implementieren! class ClassName implements Interface1, Interface2 {... Kombination mit Vererbung möglich: class ClassName implements Interface1, Interface2 extends Class3 {... 10

11 Abstract 11

12 Abstrakte Klassen Eine Exemplarmethode heißt abstract, wenn sie keinen Rumpfinhalt hat, d.h. wenn nur Ihr Kopf (Signatur), nicht aber eine Implementation angegeben wird. Der Konstruktor einer abstrakten Klasse kann nicht aufgerufen werden, d.h. es kann kein Exemplar erzeugt werden. Ein Klasse, die mindestens eine abstrakte Methode erbt und diese nicht implementiert, ist zwangsläufig abstrakt. 12

13 Beispiel Abstract Class public abstract class Person { String name; public Person(String name) { this.name = name; public abstract String getname(); protected void setname(string name) { this.name = name; 13

14 Unterschied Interface Abstrakte Klasse Interface == keine Implementierung, alles abstrakt Abstrakte Klasse == kann Implementierung enthalten Abstrakt Klassen, die keine Implementierung enthalten sollten als Interface deklariert werden. beide können nicht instanziiert werden! 14

15 Überschreiben von Methoden Wird in einer Unterklasse eine Methode mit gleicher Signatur wie in einer Oberklasse definiert, so wird dies Überschreiben genannt. Oberklasse methodex() Unterklasse1 methodex()... 15

16 Überschreiben von Methoden Bsp. Fahrzeug kmh: int sitzplaetze: int fahren() plaetze () Omnibus stehplaetze: int plaetze ()... Die Unterklasse Omnibus erbt alle Attribute und Methoden der Oberklasse Fahrzeug. Zusätzlich erhält die Unterklasse Omnibus das Attribut stehplaetze. Die Methode plaetze () der Oberklasse Fahrzeug wird in der Unterklasse Omnibus durch eine neue Version überschrieben. 16

17 this und super super: Ermöglicht den Zugriff auf die Methoden der Oberklasse. this: Zeigt auf das aktuelle Objekt. Beispiel: public class Omnibus extends Fahrzeug { int stehplaetze; public int plaetze() { int plaetze = super.plaetze(); //Aufruf der Methode in Fahrzeug return plaetze + this.stehplaetze; 17

18 Polymorphy in Java Polymorphy in Java heißt: Wird für ein Objekt eine Methode aufgerufen, wird in Abhängigkeit des Kontextes die passende Methode ausgeführt. z.b.: meinbus.plaetze(); 18

19 Polymorphie in der Natur Das Pantherchamäleon Das Chamäleon ändert seine Farbe in Abhängigkeit seiner Stimmung. Ärger 19

20 Polymorphie und Late Binding GeoObjekt berechneflaeche() Bei final-methoden kann der Compiler Early Binding verwenden! Kreis radius berechneflaeche() Rechteck laenge breite berechneflaeche() Klasse von geometrischen Formen GeoObjekt Unterklassen Rechteck und Kreis, jeweils mit einer Methode zur Flächenberechnung berechneflaeche() unterschiedliche Berechungsvorschriften aber gleich benannte Methoden 20

21 IDEs BlueJ Java-Editor --- NetBeans Eclipse WebSphere Studio Application Developer (WSAD) JBuilder 21

22 Innere Klassen class Haus { String s = "Haus"; public static void main(string[] args) { Haus h1 = new Haus(); Zimmer z1 = h1.new Zimmer(); Zimmer z2 = new Haus().new Zimmer(); // in 1er Zeile class Zimmer { String s = "Zimmer"; 22

23 instanceof Mit instanceof kann die Klassenzugehörigkeit geprüft werden.... Object o = xyz.get(); if (o instanceof Student) int i = ((Student)o).getAge();... Beachte: Ein Objekt ist immer auch Element seiner Oberklassen. 23

24 Übungs-Aufgabe class A{ public void foo(){ System.out.println("A"); class B extends A { public void foo(){ System.out.println("B"); public static void main(string[] args){ A aobject = new B(); aobject.foo(); AUSGABE: B 24

25 Übungs-Aufgabe class A{ public A(){ super(); System.out.println("A erzeugt"); AUSGABE: A erzeugt B erzeugt public class B extends A{ public B(){ System.out.println("B erzeugt"); super() in class A redundant public class Test{ public static void main(string[] args){ A aobject = new B(); 25

26 Datenstrukturen 26

27 Felder (Arrays) Felder werden benötigt, um temporäre Listen von primitiven Typen oder Objekten zu verwalten. z.b.: Eine Liste der Mitarbeiter Von jedem Typ lassen sich Felder definieren. Deklaration: int[] i; // ein Integer-Feld Mitarbeiter[] m; //Mitarbeiterfeld Instanzierung: i = new int[10]; m = new Mitarbeiter[100]; 27

28 Arrays Zuweisung i[0] = 100; i[1] = 258;... i[9] = 300; int zahl = i[9]; //zahl = 300 int zahl2 = i[10]; // exception! Numerierung beginnt bei 0! int[] myarray = {1,2; // alles zusammen 28

29 Arrays Es gibt vorgefertigte Methoden, um Felder zu kopieren, zu sortieren, auszugeben etc.: Klasse java.util.arrays Mehrdimensionale Felder: int[][] i = new int[5][10] /* Matrix */ 29

30 Arrays Hinweis: auch unregelmäßige Felder sind möglich (z.b. Pyramide) int[][] intfeld = new int[5][]; for (int i=0; i<5; i++) { intfeld[i]= new int[i+1]; 30

31 Arrays intfeld Ansprechbar mit intfeld[3][2] 31

32 Java Collections Framework Im Package java.util enthalten. Übersicht: java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/collections/index.html Collection Map List Set SortedMap SortedSet 32 Weitere Datenstrukturen:

33 Java Collections Framework Set: Menge ohne Duplikate List: Jedes Element hat einen Index Map: Jedes Element hat einen Schlüssel Für uns wichtig: HashMap und ArrayList 33

34 Übersicht Collections Framework Quelle: TIJ3 Bruce Eckel 34

35 Java Collections Framework Definiert Collections von Objekten, die über einheitliche Schnittstellen manipuliert werden können. Implementiert Datenstrukturen und Algorithmen. Beispiel: Durchgehen einer ArrayList List list = new ArrayList(); list.add("hello"); list.add("world"); for (Iterator i = list.iterator(); i.hasnext();){ System.out.println(i.next()); 35

36 Java 5 - Generics Beispiel: Map (Wörterbuch) Zuordnung von Elementen zu Schlüsseln. Jetzt ist aber der Typ vorgegeben! Map<Integer,String> m = new HashMap<Integer,String>(); map.put(2, "Hello"); 36

37 Erst ab Java 5! for (<Element>:<Kollektion>) Anweisung; List <String>list = new ArrayList(); list.add("hello"); list.add("world"); for (String s : list){ System.out.println(s); List list = new ArrayList(); list.add("hello"); list.add("world"); for (Iterator i = list.iterator(); i.hasnext();){ System.out.println(i.next()); 37

38 Java Collections Framework Beispiel: Sortieren einer ArrayList List list = new ArrayList(); list.add("b"); list.add("a"); list.add("c"); Collections.sort(list); System.out.println(list); /* hier wird tostring() aufgerufen von java.lang.objekt bzw. von java.util.abstractcollection */ 38

39 Java Collections Framework Beispiel: Map (Wörterbuch) Zuordnung von Elementen zu Schlüsseln. Map map = new HashMap(); map.put(2, "Hello"); map.put(4, "World"); System.out.println(m.size()); System.out.println(m.get(4)); 39

40 ENUM Die Atribute des Aufzählungstyps enum bestehen aus einer festen Menge von Konstanten. ZugriffsSpezifikator enum Bezeichner {Wert1, Wert2,...; enum-aufzählungen sind Klassen enum-aufzählungen erben von der Klasse java.lang.enum enum Aufzählungen sind standardmäßig final 40

41 ENUM - Beispiel public class Ausgabe { public enum Day { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY public static void main(string[] args){ System.out.println(Day.MONDAY); 41

42 Zusammenfassung Schnittstellen / Abstrakte Klassen Polymorphie Eclipse als Beispiel für eine DIE Datenstrukturen Felder (Arrays) Collections 42