Universität Paderborn Prof. Dr. Heike Wehrheim. Betreutes Arbeiten. Ab diese Woche: freitags, 14 16, E-Pool (während Tutorium Knopf) GPI, WS 07/08

Transkript

1 Betreutes Arbeiten Ab diese Woche: freitags, 14 16, E-Pool (während Tutorium Knopf) 375

2 Wiederholung Klasse: class Klassenname { konzeptuelle Einheit der Modellierungsdomäne kapselt Daten und Operationen hat Variablen modifizierer typ variablenname; Methoden modifizierer typ methodenname (formale parameter) { Funktionen oder Prozeduren (dann Typ void), Modifizierer public/private Konstruktor (spezielle Methode) Klassenname(formale parameter) { wird bei Objekterzeugung zur Initialisierung aufgerufen 376

3 In Java class XYZ { private typ var1; private typ var2; XYZ(formale parameter3) { var1 = ; var2 = public typ methode1(formale parameter1){ private typ methode2 () { void methode3 (formale parameter2) { Schnittstelle der Klasse XYZ (von außen aufrufbare/zugreifbare öffentliche Methoden/Variablen): methode1, methode3, Konstruktor XYZ 377

4 Konzept Eine Klassendefinition ist eine Schablone für konkrete Objekte; sie legt die Variablen und Operationen/Methoden fest, sowie über ihren Konstruktor (falls vorhanden) die Initialisierung der Variablen bei Objekterzeugung. Eine Klasse legt eine bestimmte Funktionalität fest. Jede Instanz dieser Klasse (Objekt) hat dann diese Variablen und kann diese Operationen ausführen (auch: versteht die Nachrichten). 378

5 Klassen als Typen Klassenname als Typ: Referenz auf Objekt der Klasse in Deklaration von Variablen benutzbar Klassenname einobjekt; Literal für alle diese Typen: null (zeigt auf kein Objekt, Nullreferenz) verwendbar z.b. für Initialisierung : einobjekt = null; oder im Vergleich: einobjekt!= null 379

6 Objekterzeugung new Klassenname(aktuelle parameter) legt Speicherplatz für Objekt fest, ruft Konstruktor auf liefert Referenz auf das Objekt zurück (Diagramme zur Darstellung von Objekten und Referenzen) z.b. Circle c = new Circle(10,8,3); 380

7 Objekte sind Instanzen von Klassen haben also die Variablen, die in der Klassendeklaration festgelegt worden sind, und verstehen die Methoden sind primär passiv, sie tun erstmal gar nichts! Aber sie können viel. Wenn ein Objekt erzeugt wird, wird der Konstruktor der Klasse ausgeführt, und danach liegt das Objekt faul im Speicher herum und wartet darauf, das jemand sagt, was es tun soll (sprich: eine seiner Methoden aufruft). 381

8 Methodenaufruf Aufruf von Objektmethoden: brauchen ein Objekt: Circle c = new Circle(1,2,0.5); c.move(3,4); Aufruf von statischen Methoden (Klassenmethoden, Modifizierer static): brauchen kein Objekt int x = ggt(4,10); 382

9 Aufrufe innerhalb Objektmethoden Gestern gesehen: void printc() { System.out.println("Ich bin ein Kreis an Position (" + x + "," + y + ") mit Radius " + getradius() ); In einer Objektmethode wird eine andere Objektmethode aufgerufen Hier keine Angabe eines Objekts nötig (wir befinden uns bereits innerhalb eines Objekts) 383

10 Kontrollfluss public class CircleTest { public class Circle { public static void main (String[] args) { Circle c1 = new Circle(0,0,1.0); c1.printc(); int getradius() { return radius; void printc() { System.out.println("Ich bin ein Kreis an Position (" + x "," + y + ") mit Radius " + getradius()); 384

11 Struktur der Programme Am Besten: In einer Klasse wird festgelegt, wie das eigentliche Programm gestartet wird: Eine Klasse besitzt eine main Methode (als public static void deklariert); diese erzeugt typischerweise einige Objekte (meist anderer, aber manchmal auch der eigenen Klasse) und ruft einige ihrer Methoden auf; aus diesen Methoden werden unter Umständen wieder neue Objekte erzeugt, und Methoden dieser Objekte aufgerufen, usw.. 385

12 Aufbau der Dateien public class Klasse1 { // Variablendeklaration // Konstruktor(en) // Methodendeklaration steht in Klasse1.java public class Klasse2 { // Variablendeklaration // Konstruktor(en) // Methodendeklaration steht in Klasse2.java public class Hauptklasse { // eventuell Variablendeklaration // eventuell Konstruktor(en) // eventuell Methodendeklaration public static void main (String [] args) { // Erzeugung von Objekten und Aufruf von Methoden steht in Hauptklasse.java (alles in einem Directory) 386

13 Weiteres Beispiel Entwurf einer Klasse Student Objektvariablen: Speicherung der Matrikelnummer (matnummer) und des Alters (alter) (Name kommt, sobald wir einen Datentyp dafür kennengelernt haben) Objektmethoden: Ändern der Matrikelnummer (änderematnr) und Hochsetzen des Alters (erhöhealter) Konstruktor: Erzeugen eines Students unter Angabe von Matrikelnummer und Alter 387

14 In Java class Studi { private int matnummer; private int alter; Studi(int mnum, int wiealt) { matnummer = mnum; alter = wiealt; void änderematnr(int mnum) { matnummer = mnum; 388

15 Eigene Aufgabe Objektmethode erhoehealter für Klasse Studi schreiben, erhöht das Alter eines Studenten um 1 389

16 Beispiel Klasse Auto class Auto { private int laenge, breite, ps; boolean hatautomatik; Auto(int pszahl, boolean automatik) { ps = pszahl; hatautomatik = automatik; laenge = 5; breite = 2; // default Werte void druckeautodaten () { System.out.println("PS: " + ps); System.out.println("Hat Automatik: " + hatautomatik); int getps () { return ps; Schnittstelle von Auto: hatautomatik, druckeautodaten, getps, Auto 390

17 Was geht, was nicht? public class AutoErzeugung { public static void main (String [] args) { Auto einauto = new Auto(100,false); Auto zweitesauto = new Auto(90,true); System.out.println(einAuto.ps); System.out.println( einauto.druckeautodaten()); einauto.druckeautodaten(); System.out.println(einAuto.hatAutomatik); System.out.println(einAuto.getPs()); public class Auto { private int laenge, breite, ps; boolean hatautomatik; Auto(int pszahl, boolean automatik) { void druckeautodaten () { int getps () { 391

18 Eben gesehen class Studi { private int matnummer; private int alter; Studi(int mnum, int wiealt) { matnummer = mnum; alter = wiealt; void änderematnr(int mnum) { matnummer = mnum; void erhoehealter() { alter++; void drucke() { System.out.println("Matnr.: " + matnummer + ", Alter: " + alter); 392

19 Nun: Studentenverwaltung Weitere Klasse: Studentenverwaltung Objektvariablen: ein Array mit Studenten, die momentane Anzahl der gespeicherten Studenten Objektmethoden: Ausdrucken der Studenten Einfügen eines neuen Studenten Konstruktor: Erzeugen eines leeren Arrays, 0 Studenten gespeichert 393

20 In Java public class Studentenverwaltung { private Studi [] studenten; private int anzahl; Array von Studenten Studentenverwaltung(int max) { studenten = new Studi[max]; for (int i = 0; i < max; i++) studenten[i] = null; anzahl = 0; Literal für Objektreferenzen public void druckestudis() { for (int i = 0; i < anzahl; i++) studenten[i].drucke(); 394

21 fortgesetzt public void neuerstudi(studi s) { studenten[anzahl] = s; anzahl++; Studi als Typ eines Parameters public Studi gibstudi(int nr) { return studenten[nr - 1]; Studi als Ergebnistyp 395

22 Benutzung public static void main (String [] args) { Studentenverwaltung studisgp1 = new Studentenverwaltung(300); studisgp1.druckestudis(); Studi s1 = new Studi(1,20); Studi s2 = new Studi(2,19); studisgp1.neuerstudi(s1); studisgp1.neuerstudi(s2); studisgp1.druckestudis(); studisgp1.gibstudi(2).drucke(); Studentenverwaltung.java Liefert Objekt vom Typ Studi 396

23 Was passiert hier? Studentenverwaltung studisgp2 = new Studentenverwaltung(10); Studi s1 = new Studi(1,20); Studi s2 = s1; Studi s3 = new Studi(2,19); studisgp2.neuerstudi(s1); studisgp2.neuerstudi(s2); studisgp2.neuerstudi(s3); Objektdiagramm malen! 397

24 Fortsetzung Studi class StudentEinfach { int matnummer, alter; StudentEinfach(int mnum, int wiealt) { matnummer = mnum; alter = wiealt; void änderematnr(int mnum) { matnummer = mnum; void erhöhealter() { alter++; StudentEinfach.java Fügen Sie eine Variable hinzu, die speichert, ob der Student in einem Bachelor (B) oder Masterstudiengang (M) eingeschrieben ist. Fügen Sie eine Methode zum Ändern dieser Variable hinzu, sowie eine Methode zur Ausgabe aller Daten eines Studenten. 398

25 Einmal ausprobieren Testen der Klasse StudentEinfach: Zwei Student Objekte erzeugen und Alter bzw. Studiengang ändern. Die Daten der beiden Objekte anzeigen. StudentProg.java 399

26 Noch ein Beispiel Nochmal die Klasse Circle angucken wollen nun den Mittelpunkt als eigenständiges Objekt mit entsprechenden Methoden beschreiben dafür Klasse Punkt: hat Variablen x und y hat einen Konstruktor Punkt hat Methoden getx, gety, move 400

27 Klasse Punkt public class Punkt { private int x,y; Punkt(int ix, int iy) { x = ix; y = iy; int getx () { return x; int gety () { return y; void move (int dx, int dy) { x += dx; y += dy; 401

28 Delegation Neue Klasse Circle2 benutzt die Klasse Punkt statt Variablen x und y nun eine Variable vom Typ Punkt die Methoden von Circle2 können nun auf Methoden von Punkt zurückgreifen Aufgaben für Objekte vom Typ Circle2 werden an ein entsprechendes Punkt-Objekt delegiert (z.b. move) 402

29 In Java public class Circle2 { private Punkt mittelpunkt; private double radius; Circle2 (Punkt punkt, double ir) { mittelpunkt = punkt; radius = ir; int getx () { return mittelpunkt.getx(); int gety () { return mittelpunkt.gety(); double getradius () { return radius; Konstruktor bekommt Punkt-Objekt übergeben getx wird delegiert an Punkt-Objekt 403

30 fortgesetzt void grow (double dr) { radius += dr; void move (int dx, int dy) { mittelpunkt.move(dx,dy); void drucke () { System.out.print("Ich bin ein Kreis mit Mittelpunkt "); move delegiert an Punkt-Objekt System.out.println( mittelpunkt.getx() + ", " + mittelpunkt.gety() ); System.out.println(" und Radius " + radius); 404

31 Testen 2 Kreisobjekte erzeugen und ausgeben public class Circle2Prog { public static void main (String [] args) { Circle2 kreis1, kreis2; Punkt punkt1 = new Punkt(10,4); Punkt punkt2 = new Punkt(3,25); kreis1 = new Circle2(punkt1,15); kreis2 = new Circle2(punkt2,100); kreis1.drucke(); kreis2.drucke(); Circle2Prog.java 405

32 Objektdiagramm dafür :Circle2 mittelpunkt: radius: 15.0 :Punkt x: 10 y: 4 kreis1 kreis2 punkt1 punkt2 :Circle2 mittelpunkt: radius: :Punkt x: 3 y:

33 Was passiert hier? Punkt punkt = new Punkt(0,4); kreis1 = new Circle2(punkt,8); kreis2 = new Circle2(punkt,77); Diagramm malen! 407

34 Übergabe von Objektreferenzen class Zahl { public int zahl; Zahl() { zahl = 10; void druckezahl() { System.out.println("Der Wert ist " + zahl); class CallByValueIllustration3 { static void minuseins (Zahl zahlobjekt) { zahlobjekt.zahl--; public static void main (String [] args) { Zahl einezahl = new Zahl(); minuseins(einezahl); einezahl.druckezahl(); CallByValueIllustration3.java 408

35 Nochmal Objektreferenzen Klassendefinition von Zahl class Zahl { public int zahl; Zahl() { zahl = 10; Objekte erzeugen und ändern Zahl x = new Zahl(); Zahl y = x; y.zahl = 5; System.out.println(x.zahl); // ergibt was? x.zahl = 8; System.out.println(y.zahl); // ergibt was? 409

36 Überladen von Methoden Jede Methode hat eine Signatur Name + Anzahl + Typ der Parameter (in Java zählen Ergebnistypen nicht zur Signatur) Zwei Methoden dürfen den gleichen Namen haben, wenn sie sich in ihrer Signatur unterscheiden (overloading). Beim Aufruf einer Methode sucht der Compiler die Methode raus, deren Signatur zum Aufruf paßt. 410

37 Beispiel in Klasse Student weiterer Konstruktor, bei dem der Studiengang angegeben werden kann StudentEinfach(int mnum, int wiealt, char studgang) { matnummer = mnum; alter = wiealt; studiengang = studgang; new StudentEinfach(2,23) führt früheren Konstruktor aus new StudentEinfach(2,23, M ) führt diesen Konstruktor aus 411

38 Beispiel in Klasse Circle Bisher: void move (int dx, int dy) { x += dx; y += dy; Nun 2 weitere move s: bewegen um gleichen x und y Betrag bewegen um Standardwert (1,1) void move (int z) { x += z; y += z; void move () { x += 1; y += 1; 412

39 Aufruf überladener Methoden Die Argumentliste bestimmt die aufzurufende Methode: Circle c = new Circle(3,4,1.0); c.move(); // Aufruf von move() c.move(3); // Aufruf von move(int) c.move(4,5);// Aufruf von move(int,int) 413