SWE1 / Übung 9 ( )

Transkript

1 SWE1 / Übung 9 ( ) Vererbung Zugriffskontrolle

2 Motivation für Vererbung (1) Objekte in der realen Welt kommen oft in ähnlichen Varianten (Attribute, Verhalten) vor Gliederung durch hierarchische Klassifikation in Kategorien ist naheliegend Beispiel: Transportmittel Kraftfahrzeug Zug Boot Flugzeug LKW PKW InterCity Straßenbahn

3 Motivation für Vererbung (2) class PKW { Date erstzulassung; int farbe; float kofferraumvolumen; void fahren() {...}; void kofferraumoeffnen() {...}; } class LKW { Date erstzulassung; int farbe; float ladefläche; void fahren() {...}; void beladen() {...}; } Gemeinsamkeiten ausdrücken Klassifikation Spezialisierung Wiederverwendung von Code (meist positiver Nebeneffekt, nicht vorrangiges Ziel!)

4 Was ist Vererbung (1)? Vereinbarung von neuen Klassen auf Basis bereits bestehender Klassen Neue Klassen besitzen ( erben ) alle Attribute und Methoden der bestehenden Klassen Kein Eingriff in den Source-Code der bestehenden Klassen dazu notwendig Neue Klassen können zusätzlich um Attribute und Methoden erweitert werden Neue Klassen können geerbte Methoden ändern -"Refinement" = Ergänzen von Funktionalität -"Replacement" = Ersetzen/Überschreiben

5 Was ist Vererbung (2)? Begriffe Ableiten = Vorgang der Vererbung Basisklasse, Superklasse = bestehende Klasse (von der abgeleitet wird) Unterklasse, Subklasse = abgeleitete Klasse Begriffe aus der Vererbungshierarchie: direkte Basisklasse, Basisklasse, Wurzel(klasse) Is-A Beziehung zwischen Basis- und Unterklasse Die Vererbungsbeziehung (Is-A): Zusätzlich zu bestehenden Eigenschaften neue hinzugefügt Neue Klasse stellt Spezialisierung der Basisklasse dar Zwischen neuer und bestehender Klassen gilt die Ist Ein(e) -Beziehung ( Is-A -Relation) Einordnung von Abstraktionen (Klassen) in Hierarchien

6 Vererbung in Java (1) Schlüsselwort extends explizit: extends Klassenname wenn Klasse nicht explizit abgeleitet wird, dann implizit: extends java.lang.object ansonsten Attribute und Methoden wie gehabt Beispiel: class ComicCharacter { private String name; void print() {IO.writeLn(name);} void dance() {IO.writeLn(name+"dances.");} void sing() {IO.writeLn(name+"sings.");} } String getname() {return name;} void setname(string astr) {name=astr;} < 6 >

7 Vererbung in Java (2) Beispiel // kann auch singen, tanzen, den Namen ausgeben und // zusätzlich kämpfen! class SuperHero extends ComicCharacter { SuperHero Is-A ComicCharacter private String superpower; } void fight() {IO.writeLn(getName()+"fights.");} String getsuperpower() {return superpower;} setsuperpower(string apower) {superpower = apower;} < 7 > // kann auch singen, tanzen, den Namen ausgeben und // zusätzlich fliegen! class Wizard extends ComicCharacter { } void fly() {IO.writeLn(getName()+"flies.");} Wizard Is-A ComicCharacter

8 Vererbung in Java (3) Benutzung ComicCharacter cc = new ComicCharacter(); cc.setname("gonzo"); cc.dance(); SuperHero sh = new SuperHero(); sh.setname("arnie"); sh.dance(); sh.fight(); Wizard wd = new Wizard(); wd.setname("michael"); wd.sing(); wd.fly(); cc = new SuperHero(); // Ein SuperHero ist ein ComicCharacter cc.dance(); // Jeder ComicCharacter kann tanzen < 8 >

9 Polymorphismus (1) Jedes Objekt einer abgeleiteten Klasse ist ein ( is-a ) Objekt der Basisklasse Objekte abgeleiteter Klassen können auch überall dort verwendet werden, wo Objekte einer Basisklasse verwendet werden. Diese Eigenschaft nennt man auch Polymorphismus (Vielgestaltigkeit). Objekte abgeleiteter Klassen können daher an Variablen vom Typ der Basisklasse(n) zugewiesen werden: ComicCharacter cc; cc = new SuperHero(); // Ein SuperHero ist ein ComicCharacter cc.dance(); // Jeder ComicCharacter kann tanzen, cc.fight(); // aber nicht kämpfen! < 9 >

10 Polymorphismus (2) Jedes Objekt einer abgeleiteten Klasse kann statt einem Objekt der Basisklasse verwendet werden gilt auch über mehrere Vererbungsstufen gilt nur in einer Richtung SuperHero sh; ComicCharacter cc; cc = new ComicCharacter(); sh = cc; // Nicht jeder ComicCharacter ist ein // SuperHero! sh = new SuperHero(); // Zur Erinnerung!!! cc = sh; < 10 >

11 Methoden: Überschreiben/Ergänzen Replacement: Vollständiges Ersetzen von Methoden class Smurf extends ComicCharacter { void sing() {IO.writeLn("Smurfs don't sing!");} } Refinement: Ergänzen von Methoden void dance() { super.dance(); Schlüsselwort für Aufruf in Basisklasse IO.writeLn("The other Smurfs applaud."); } } < 11 >

12 Dynamische Bindung Es wird immer die Methode der Klasse aufgerufen, zu der das Objekt gehört ComicCharacter cc = new ComicCharacter(); cc.sing(); // sing-methode von ComicCharacter cc = new Smurf(); cc.sing(); // sing-methode von Smurf // anderes Verhalten, da sing-methode in der Klasse // Smurf überschrieben wird cc = new SuperHero(); cc.sing(); // In der Klasse SuperHero wird die sing-methode nicht // überschrieben, daher Aufruf der geerbten Methode // aus der Klasse ComicCharacter < 12 >

13 Abstrakte Methoden/Klassen Abstrakte Methode: Methode ohne Implementierung muss in Unterklassen überschrieben werden mit dem Schlüsselwort abstract gekennzeichnet: abstract void draw(); Abstrakte Klassen gemeinsame Schnittstelle für verschiedene konkrete Klassen enthält abstrakte Methoden (kann auch konkrete Methoden enthalten) Klasse mit mindestens einer abstrakten Methode muss als abstract gekennzeichnet sein Von einer abstrakten Klasse können (dürfen) keine Objekte angelegt werden abstract class Figure { abstract void draw(); }... Figure f = new Figure(); // nicht erlaubt Figure f = new Circle(); // ok, falls Circle is-a Figure f.draw(); // => Aufruf der (konkreten) draw-methode von Circle < 13 >

14 Object Die Wurzel der Java-Klassenhierarchie ist die Klasse Object. Wenn keine Basisklasse angegeben wird, wird automatisch extends Object eingefügt. Alle Objekte haben eine Grundfunktionalität. protected boolean equals(object obj) public String tostring() clone, finalize, Wegen der Polymorphie ist jedes Objekt an eine Variable vom Typ Object zuweisbar (aber nicht umgekehrt!). < 14 >

15 instanceof prüft die is-a Beziehung eines Objekts zu einer Klasse zur Laufzeit SuperHero sh = new SuperHero(); IO.write(sh instanceof SuperHero); // true IO.write(sh instanceof ComicCharacter); // true IO.write(sh instanceof Wizard); // false IO.write(sh instanceof Object); // true < 15 >

16 Zugriffskontrolle public private protected default Selbe Klasse ja ja ja ja Subklasse im selben Package ja nein ja ja Subklasse in anderem Package ja nein ja nein Keine Subklasse, selbes Package ja nein ja ja Keine Subklasse, anderes Package ja nein nein nein