Objektorientierte Softwareentwicklung

Transkript

1 Objektorientierte Softwareentwicklung Part 4 - Schnittstellen-Konzept (interface) Die Inhalte der Vorlesung wurden primär auf Basis der angegebenen Literatur erstellt. Darüber hinaus sind viele Teile direkt aus der Vorlesung von Prof. Dr.-Ing. Faustmann (ebenfalls FHW Berlin) übernommen worden. Für die Bereitstellung dieses Vorlesungsmaterials möchte ich mich an dieser Stelle noch einmal recht herzlich bedanken OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 1

2 Schnittstellen-Konzept Grundkonzept (Nachbildung der Mehrfachvererbung) Definition (Spezifikation) und Implementierung Beispiele für die Anwendung von Interfaces Aktuelle Entwicklungstendenzen - Java RMI (Remod Method Invocation Interface) - CORBA (Common Object Broker Architecture) - EJB-Konzept (Enterprise Java Beans) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 2

3 Grundlagen OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 3

4 Grundlagen Interfaces Interfaces (oder Schnittstellen) in Java: Ersatzkonstrukt zur Kompensation der Mehrfachvererbung Interface als besondere Form einer Klasse Schlüsselwort class wird durch Bezeichner interface ersetzt - Alle Methoden sind implizit abstrakt und öffentlich (public) - Ein Interface kann ebenfalls Konstanten enthalten - Ein Interface enthält aber keinen Konstruktor! Interfaces beschreiben das was, aber nicht das wie - Interfaces spezifizieren eine Schnittstelle was - Interfaces enthalten keine Implementierung wie - Im eigentlichen Sinn stellen Interfaces keine Klasse dar Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 4

5 Grundlagen Interfaces Ein Anbieter garantiert für Klassen eine Dienstleistung, wenn diese Klassen eine bestimmte Schnittstelle implementieren. Beispiel: Interface Comparable public interface Comparable{ int compareto(object other); } Jede Klasse, die diese Schnittstelle implementiert, kann z.b. in einem Array sortiert werden. Eine Klasse kann eine oder mehrere Schnittstellen implementieren. So wird in Java die Mehrfachvererbung realisiert Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 5

6 Definition, Implementierung und Verwendung OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 6

7 Definition, Implementierung & Verwendung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 7

8 Definition, Implementierung & Verwendung Definition eines Interfaces: Die Definition ist ähnlich einer abstrakten Klasse. Das Beispiel beschreibt eine Schnittstelle für den Zugriff auf die räumliche Ausdehnung von Objekten. Beispiel: public interface Groesse{ } public int getlaenge(); public int gethoehe(); public int getbreite(); Von einem Interface können keine Objekte erzeugt werden! Jedoch können Referenzvariablen angelegt werden Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 8

9 Definition, Implementierung & Verwendung Implementierung des Interfaces Groesse 1: public class Kfz implements Groesse{ // private String name; private int laenge; private int hoehe; private int breite; public Kfz (int l, int h, int b){ this.laenge = l; this.hoehe = h; this.breite = b;} public int getlaenge(){ return this.laenge;}; public void setlaenge(int l){ this.laenge = l;}; Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 9

10 Definition, Implementierung & Verwendung Implementierung des Interfaces Groesse 2: public class TPlatz implements Groesse{ public int getlaenge(){ return 25; }; public int gethoehe(){ return 0; }; public int getbreite(){ return 10; }; public void setlaenge(int l){ //leer } Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 10

11 Verwenden des Interfaces: Definition, Implementierung & Verwendung public class MInterface { public static long grundflaeche(groesse g){ return (long)g.getlaenge()*g.getbreite();} public static void main(string[] args) { // Erzeugen eines Kfz - Laenge - Hoehe - Breite Kfz myauto = new Kfz(45,5,2); System.out.println("Auto 1. Ausgabe " + grundflaeche(myauto)); myauto.setbreite(25); System.out.println("Auto 2. Ausgabe " + grundflaeche(myauto)); // Erzeugen eines Tennisplatzes - feste Groesse TPlatz mytplatz = new TPlatz(); System.out.println("Tennisplatz " + grundflaeche(mytplatz));}} Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 11

12 Definition, Implementierung & Verwendung Jetzt können beliebige Objekte erzeugt werden, deren Klassen das Interface Groesse implementieren und es kann deren Grundfläche, wie vorhergehend dargestellt, berechnet werden. Hier wird deutlich, dass Schnittstellen nicht wie abstrakte Klassen in einer Vererbungslinie stehen und dadurch für bestimmte Eigenschaften besser einsetzbar sind Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 12

13 Ausgabe des Programms: Definition, Implementierung & Verwendung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 13

14 Definition, Implementierung & Verwendung Merke: Die Art der Realisierung der vereinbarten Methoden spielt für das Implementieren eines Interfaces keine Rolle. Tatsächlich kommt es ausgesprochen häufig vor, dass Interfaces von sehr unterschiedlichen Klassen implementiert und die erforderlichen Methoden auf sehr unterschiedliche Weise realisiert werden. Quelle: Krüger, G.: Handbuch der Java-Programmierung, S. 186, Addison-Wesley Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 14

15 Definition, Implementierung & Verwendung Merke: Eine Klasse kann ein Interface auch dann implementieren, wenn sie nicht alle seine Methoden implementiert. In diesem Fall ist die Klasse allerdings als abstract zu deklarieren und kann nicht dazu verwendet werden, Objekte zu instanzieren. Quelle: Krüger, G.: Handbuch der Java-Programmierung, S. 186, Addison-Wesley Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 15

16 Übung 4-1 Eigene Schnittstelle definieren und implementieren: Implementieren Sie für Ihre Kontenklassen das Interface Zinsen mit den folgenden Methoden: - double zinssatz() - double berechnung() Testen Sie das Interface im Rahmen ihrer Anwendung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 16

17 Weiterführende Konzepte OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 17

18 Weitere Aspekte Interface Comparable Interfaces Eigenschaften von Klassen die auf unterschiedlichen Klassenhierarchien zutreffen können Namen von Interfaces sind oft substantivierte Eigenschaftswörter - Bekanntes Beispiel: Interface Comparable - Verfügbar seit der Java-Version 1.2 Das Interface kann von Klassen implementiert werden, deren Objekte paarweise vergleichbar sind Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 18

19 Weitere Aspekte Interface Comparable Die Methode compareto(object o) der Schnittstelle Comparable liefert einen negativen Wert, falls das Objekt kleiner, 0, falls das Objekt gleich und einen positiven Wert, falls das Objekt größer als das als Argument übergebene Objekt o ist. Klassen die Comparable implementieren: - String - Character - Numerische Wrapperklassen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 19

20 public int compareto(object otherobject){ Kfz other = (Kfz)otherObject; if (hoehe*breite*laenge < other.hoehe*other.breite*other.laenge){ } return -1; if (hoehe*breite*laenge > other.hoehe*other.breite*other.laenge){ } } Weitere Aspekte Interface Comparable return 1; return 0; Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 20

21 Übung 4-2 Vorhandene Schnittstelle implementieren: Erweitern Sie die von Ihnen erstellte Datumsklasse um die Schnittstelle Comparable. Realisieren Sie dazu entsprechend die compareto() Methode. Testen Sie Ihre Erweiterung, indem Sie zum einen verschiedene Datumswerte direkt miteinander vergleichen und indem sie zum anderen ein Array von Datumswerten aufbauen und die Methode Arrays.sort() aufrufen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 21

22 Weitere Aspekte Mehrfachimplementierung Eine Klasse kann auch mehrere Interfaces implementieren. Sie muss dann alle Methoden der Interfaces realisieren. class Kfz implements Groesse, Comparable{ private long nr; private String hersteller; private int laenge; private int hoehe; private int breite; public int laenge(){...} public int hoehe(){...} public int breite(){...} } public int compareto(object o){...} Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 22

23 Weitere Aspekte Vererbung & Ableitung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 23

24 Entwicklungstendenzen OO A/D/P Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 24

25 Java - RMI Remote Method Invocation Interface seit JDK 1.1 Ziel: Aufruf entfernter Methoden einer Objektinstanz Spezifikation der Schnittstelle mit Hilfe von Java: import java.rmi.*; public interface TimeService extends Remote{ public String gettime() throws RemoteException; public TimeStore storetime(timestore store) } throws RemoteException; Verwenden von Stubs & Skeletons Erzeugen eines Server-Objektes und Client-Proxy Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 25

26 CORBA Common Object Request Broker Architecture: Ziel: Aufruf entfernter Methoden einer Objektinstanz Spezifikation der OMG (Object Management Group) - Ca. 700 Hersteller (außer Microsoft) - Kein Produkt, sondern eine Spezifikation Sprachunabhängige Spezifikation der Schnittstelle - IDL Interface Definition Language (OO-Prinzipien) - Plattform- und Programmiersprachenunabhängig - GIOP (bei TCP/IP -IIOP) Verwenden von Stubs & Skeletons Erzeugen eines Server-Objektes und Client-Proxy Angebot an CORBA-Services Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 26

27 EJB-Komponenten EJB Enterprise Java Beans Ziel: Erstellung von fachlich bestimmten Komponenten Spezifikation der Fa. SUN J2EE (vgl. Application Server) - Verschiedene Produktanbieter (z.b. Apache, JBoss, WebSphere, ) - Web-Container (JSP, Servlets, Applets) - EJB-Container (EJB-Typen SB, EB, MDB) Spezifikation der Schnittstelle einer EJB-Komponente - Remote Interface (Angebot der fachlichen Funktionen) - Home Interface (Verwaltung von EJB-Instanzen) - Umsetzung mit Hilfe von Java-Interfaces Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 27

28 Web Services Web Services Ziel: Kapselung von Softwarekomponenten bzw. bestehenden Anwendungsfunktionen unabhängig von der Implementierung Verfügbare Spezifikationen des W3C, OASIS, - Kommunikation mit Hilfe von TCP/IP und HTTP, SMTP, MOM, - Nachrichtenbasierte Übertragung mittels XML (RPC und DOC) Basis-Spezifikationen für Web Services - SOAP Simple Object Access Protocol - WSDL Web Service Definition Language - UDDI Universal Description Discovery & Integration Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 28