2. Vererbung und Polymorphie. Vererbung (1/2) Beispiel (1/2) Vererbung (2/2) Eine Unterklasse wird folgendermaßen definiert

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1 2. Vererbung und Polymorphie Vererbung (1/2) Vererbung mit extends Konstruktoren bei der Vererbung Überladen von Methoden - statische Polymorphie Casten Dynamische Polymorphie Klasse Object Eine Unterklasse wird folgendermaßen definiert... class Unterklasse extends Oberklasse{... die Unterklasse erbt alle nicht-private Exemplarmethoden und Exemplarvariablen ihrer Oberklasse, nicht aber deren Konstruktoren bei der Erzeugung eines Objekts der Unterklasse wird zuerst der Default-Konstruktor der Oberklasse aufgerufen Vererbung (2/2) mit superkann statt des Default-Konstruktorsein anderer Konstruktor der Oberklasse aufgerufen werden (muss 1. Anweisung sein) ist in der Oberklasse kein Default-Konstruktordefiniert, muss super(...) im Konstruktor der Unterklasse aufgerufen werden alle Klassen haben die Klasse java.lang.objectals Oberklasse Java erlaubt nur Einfachvererbung (Interfaces später) 38 Beispiel (1/2) public class Punkt3D extends Punkt { protected int z; public Punkt3D(int x, int y, int z){ super(x,y); this.z=z; public void moverel(int dx, int dy, int dz){ moverel(dx, dy); //äquivalent super.moverel(dx, dy); z += dz; // x,y in Punkt leider private, Zugriff nur über get //Annotation public String tostring(){ return "["+getx()+","+super.gety()+","+z getx()+","+super.gety()+","+z+"]"; +"]"; 39

2 Beispiel (2/2) public class Main { public static void main(string[] args) { Punkt3D p3d= new Punkt3D(3,4,5); p3d.moverel(1,1,1); p3d.moverel(-1, 1,-1); 1); System.out.println(p3d); [3,4,6] Sollen Exemplarvariablen oder - methoden nur in dieser und erbenden Klassen sichtbar sein, wird protected genutzt -Annotationmarkiert überschriebene Methoden Punkt -x: int -y: int +moveto(int,int moveto(int,int) +moverel(int,int moverel(int,int) Punkt3D #z: int +moverel(int,int,int moverel(int,int,int) Kapselung weitere Möglichkeiten zur Datenkapselung mit privatedeklarierte Variablen und Methoden werden nicht vererbt mit protecteddeklarierte Variablen und Methoden werden vererbt, sind aber außerhalb ihres Paketes (s. später) nicht zugreifbar mit publicdeklarierte Variablen und Methoden werden vererbt und sind überall benutzbar Standardansatz: Exemplarvariablen sind private, außer man will von dieser Klasse erben und sie sollen vererbt werden, dann sind sie protected Überschreiben von Methoden die Implementierung einer Methode einer Basisklasse kann in der abgeleiteten Klasse überschrieben werden hat für ein Objekt eine Methode mehrere Implementierungen in der Klassenhierarchie, so bezieht sich ein Zugriff immer auf die der Klasse des Objekts am wenigsten entfernte (Ober)-Klasse(genau wie in C++) d.h. es wird erst in der Klasse des Objekts selbst, wenn nicht gefunden, dann in der Oberklasse, wenn dann nicht gefunden, dann in deren Oberklasse,... wenn dann nicht gefunden in Object gesucht. 42 Beispiel für Aufrufe überschriebener Methoden public class Ober { public void oben(){ System.out.println("o"); "); public void auchoben(){ oben(); public class Unter extends Ober { public void oben(){ System.out.println("m"); "); public static void main(string[] s){ Ober o1= new Ober(); Unter u1= new Unter(); Ober o2= new Unter(); //!!! o1.auchoben(); u1.auchoben(); o2.auchoben(); Ober +oben() +auchoben auchoben() Unter +oben() +main(string main(string[]) o m m 43

3 Überladen von Methoden - statische Polymorphie Java bietet die Möglichkeit, Methoden zu überladen, d.h. gleicher Methodenname aber unterschiedliche Parameteranzahl bzw. Parametertypen (Erinnerung: moverel) Rückgabewerte spielen keine Rolle bei der Methodenzuordnung Auswahl bei überladenen Methoden Ist eine Zuordnung der aufrufenden Methode eindeutig, so wird die Methode ausgewählt, welche gleiche Parameteranzahl mit den passenden Parametertypen hat ist die Zuordnung eines Methodenaufrufs nicht eindeutig, wird die Methode ausgewählt, die zu allen in Frage kommenden Methoden die speziellste ist Eine Methode A ist spezieller als eine Methode B, falls die Parametertypen von A aus den Parametertypen von B abgeleitet werden können (wir wissen: Jede Klasse erbt von Object). Beispiel: sum(punkt3d a, Punkt3D b)ist spezieller als sum(punkt a, Punkt b) Extrem merkwürdiges Beispiel (1/3) Extrem merkwürdiges Beispiel (2/3) public class Punkt { protected int x; protected int y; public Punkt(int x, int y){ public void moveto(int x, int y){ public String tostring(){ return "int x="+x+" +" int y="+y; Punkt #x: int #y: int +Punkt(int,int Punkt(int,int) +moveto(int,int moveto(int,int) RealPunkt #x: double #y: double +Punkt(double,double Punkt(double,double) +moveto(double,double moveto(double,double) +main(string main(string[]) 46 public class RealPunkt extends Punkt { protected double x; protected double y; public RealPunkt(double x, double y){ super(0,0); public void moveto(double x, double y){ public String tostring(){ return super.tostring()+"\ndouble ndouble x="+x+" +" double y="+y; gleiche Namen ist schlechtester Stil, hier aber lehrreich 47

4 Merkwürdiges Beispiel (3/3) public static void main(string[] args) { RealPunkt rp= new RealPunkt(1.1,2.2); Punkt p= new Punkt(1,2); System.out.println(rp); System.out.println(p); rp.moveto(3.3, 4.4); p.moveto(2,3); int x=0 int y=0 rp.moveto(4,5); double x=1.1 double y=2.2 System.out.println(rp); int x=1 int y=2 System.out.println(p); int x=4 int y=5 double x=3.3 double y=4.4 int x=2 int y=3 Explizite Typumwandlung Cast-Operator wird zur expliziten Typumwandlung genutzt nur auf Objekte derselben Vererbungshierarchie anwendbar Überprüfung von Cast-Operatoren zur Übersetzungsund Laufzeit Laufzeitfehler führt zu einer ClassCastExecption RealPunkt rp = new RealPunkt(1.1,2.2); Punkt p1; Punkt p2= new Punkt(3,4); p1 = rp; // Okay rp = p1; // Compile time error rp = (RealPunkt RealPunkt) p1; // Okay rp = (RealPunkt RealPunkt) p2; // Run time error final final vor Klasse es kann keine Unterklasse von der final-klasseerstellt werden Steigerung der Performance final vor Methode Methode kann nicht von Unterklassen überschrieben werden Steigerung der Performance final vor Variable die Variable ist konstant Grundregel der Vererbung Jede abgeleitete Klasse kann ihre Oberklasse ersetzen, es folgt: überschreibende Methoden dürfen in der abgeleiteten Klasse nur schwächere Vorbedingungen haben überschreibende Methoden dürfen in der abgeleiteten Klasse nur stärkere Nachbedingungen haben 50 51

5 Ändern des Zugriffs beim Überschreiben Als public deklarierte Methoden müssen public bleiben Eine geerbte protected-methode darf entweder als protected oder als public überschrieben werden Für Methoden, die in der Oberklasse als privatedefiniert sind, darf eine beliebige Zugriffsform gewählt werden, da private-methoden nicht vererbt werden (!?!) (Methoden, die als default, d.h. es steht nichts da, definiert sind, können in default bleiben oder als protectedoder public überschrieben werden) 52 Dynamische Polymorphie zur Laufzeit wird konkrete Klasse des Objekts bestimmt und passende Methode gewählt dynamische Polymorphieist eine zentrale Erleichterung der Objektorientierung public static void main(string[] args) { Punkt[] pa={new Punkt(1,2), int x=1 int y=2 new RealPunkt(1.1,2.2), new RealPunkt(1d,2d), int x=0 int y=0 new Punkt(3,4); double x=1.1 double y=2.2 for(punkt p:pa) System.out.println(p+"\n "); int x=0 int y=0 double x=1.0 double y=2.0 int x=3 int y=4 53 Wurzelklasse Object Methoden der Klasse Objectwerden von allen Objekten geerbt equals(), getclass(), hashcode(), tostring(), notify(), notifyall(), sowie mehrere Versionen von wait(). Methoden in Objectsind Basismethoden, die in abgeleiteten Klassen sinnvollerweise überschrieben werden sollten Grundregel: Schreiben Sie für jede Klasse eine tostring()- Methode Durch gemeinsame Oberklasse kann dynamische Polymorphie besonders gut genutzt werden Object[] o kann Objekte beliebiger Klassen aufnehmen! 54 Objektgleichheit (1/2) mit (obj1==obj2)werden nur die Objektreferenzen verglichen ( Zeigen Referenzen auf das gleiche Objekt? ) Ansatz: Methode equals()der Klasse Objectbestimmt, ob zwei Objekte gleich sind Voreinstellung!!! Methode equals() ()vergleicht Referenzen auf Identität wenn benötigt, selbst ausarbeiten Bei manchen Java-Klassen ist equals() ()schon ordentlich implementiert, z.b. String(genauer in Doku nachsehen) Wenn equalsneu implementiert wird, sollte (evtl. muss) auch public int hashcode() ()implementiert werden; Ziel ist, zwei gleiche Objekte müssen den gleichen Wert zurück liefern (wenn man Objekte als Exemplarvariablen hat, kann man auf die hashcode-berechnungdieser Objekte zurückgreifen.) 55

6 Objektgleichheit (2/2) - Implementierungsvarianten public boolean equals(object obj) { if (this == obj) return true; if (obj == null) return false; if (getclass getclass()!= obj.getclass()) return false; Punkt other = (Punkt) obj; return (x == other.x) && (y == other.y); // kürzer, aber langsamer public boolean equals(object obj) { if (obj == null getclass()!= obj.getclass()) return false; Punkt other = (Punkt) obj; return (x == other.x) && (y == other.y); 3. Abstrakte Klassen, Interfaces, Collections Abstrakte Klassen Interfaces Framework Anonyme Klasse Clone Pakete Collections 56 57