Algorithmen und Datenstrukturen

Transkript

1 Algorithmen und Datenstrukturen Tafelübung 03 Vererbung, Polymorphie, Sichtbarkeit, Interfaces Clemens Lang T2 11. Mai :00 16:00, Tafelübung zu AuD 1/26

2 Klassen und Objekte Klassen und Objekte Klassen Bauplan für Objekte Repräsentiert ein reales Objekt in der Software Sammlung von Eigenschaften des Objekts und Aktionen auf dem Objekt Methoden und static-variablen sind Teil von Klassen static-methoden laufen im Kontext der Klasse kein Zugriff auf Instanzvariablen Objekte/Instanzen reservierter Speicherbereich nach dem Bauplan einer Klasse Mehrere Objekte der selben Klasse können verschiedene Variablenbelegungen haben Tafelübung zu AuD 2/26

3 Klassen und Objekte Instantiierung von Klassen Beispiel Person clemens = new Person("Clemens"); Instantiierung Ein Objekt wird mit dem new-operator, gefolgt von dem Namen der zu instanziierenden Klasse und Klammern mit eventuellen Paramtern erzeugt. Dabei wird der Konstruktor aufgerufen. Tafelübung zu AuD 3/26

4 Klassen und Objekte Klassen und Objekte Beispiel 1 public class Person { 2 private final String name ; 3 private final int age ; 4 5 public Person ( final String name, final int age ) { 6 this. name = name ; 7 this. age = age ; 8 } 9 10 public static void main ( String [] args ) { 11 /* similarities to real persons are pure coincidence 12 * no humans have been harmed during the making of this file */ 13 Person peter = new Person (" Peter ", 23) ; 14 Person las = new Person (" Benjamin ", 23) ; 15 } 16 } Tafelübung zu AuD 4/26

5 Klassen und Objekte Referenzen Referenzen Referenzen zeigen auf den Speicherbereich eines Objekts Mehrere Referenzen können auf das selbe Objekt zeigen Beispiel zu Referenzen 1 Person c = new Person (" Clemens ", 21) ; 2 Person d = c; // d und c zeigen auf das selbe Objekt 3 d. name = " Daniel "; // aendert auch c. name Tafelübung zu AuD 5/26

6 Klassen und Objekte Parameterübergabe bei Methodenaufrufen Bei einem Aufruf der Methode public void dosomestuff(int number, Object cmplx) wird der Wert number kopiert (call-by-value) die Referenz cmplx kopiert (call-by-reference-by-value) die Referenz zeigt trotzdem auf das selbe Objekt! Tafelübung zu AuD 6/26

7 Klassen und Objekte Vergleich von Objekten Vergleich von Objekten mit equals() 1 Integer a = 9543; 2 Integer b = 9543; 3 System. out. println (a == b); // false 4 System. out. println (a. equals (b)); // true a und b liegen in verschiedenen Speicherzellen == vergleicht nur die Referenzen equals() vergleicht die Werte equals() wird vom Interface Comparable vorgeschrieben Tafelübung zu AuD 7/26

8 Vererbung Vererbung (3.2-4) Klassenhierarchie und Vererbung Klassen sind hierarchisch organisiert Klassen können andere Klassen erweitern, man spricht von extenden Vererbung aller Eigenschaften und den Methoden, die nicht explizit überschrieben werden Man spricht von Unter-/Subklassen und Ober-/Superklassen Eine Klasse kann a immer nur eine Oberklasse haben a in Java Tafelübung zu AuD 8/26

9 Vererbung Vererbung Beispiel (3.2-4) Tafelübung zu AuD 9/26

10 statischer und dynamischer Typ statischer und dynamischer Typ (3.2) statischer Typ zur Compilezeit bekannt vom Compiler für Überprüfungen verwendet ändert sich auf einer Variablen nicht dynamischer Typ erst zur Laufzeit bestimmbar kann sich ändern Tafelübung zu AuD 10/26

11 statischer und dynamischer Typ statischer und dynamischer Typ (2) (3.2) Beispiel Object daniel = new Person("Daniel"); statischer Typ dynamischer Typ statischer und dynamischer Typ von this? Tafelübung zu AuD 11/26

12 Polymorphie Maßgeblicher Typ einer Variable (3.3-4) Was wird wann verwendet? Zugriff auf statische Methode Instanz-Methode statische Variable Instanz-Variable verwendete Typinformation statischer Typ a dynamischer Typ b statischer Typ statischer Typ a das sog. static oder early binding b das sog. dynamic oder late binding Tafelübung zu AuD 12/26

13 Polymorphie Polymorphie (3.3-4) Was ist Polymorphie? Polymorphism in the context of object-oriented programming, is the ability of one type, A, to appear as and be used like another type, B. Wann liegt Polymorphie vor? Vererbungshierarchie, die eine (Instanz-)Methode mehrmals implementiert Variable vom statischen Typ einer Superklasse der Hierarchie (die sog. polymorphe Variable) late binding beim Aufruf der Methode auf der polymorphen Variable Tafelübung zu AuD 13/26

14 Polymorphie Polymorphie Beispiel (3.3-4) 1 public class BeispielPolymorphie { 2 /* obwohl die Zeilen 9 und 12 exakt gleich sind, wird jeweils ein _anderes_ add ( Integer ) aufgerufen. 3 * mylist ist eine polymorphe Variable */ 4 public static void main ( String [] args ) { 5 List < Integer > mylist ; 6 7 mylist = new ArrayList < Integer >() ; 8 mylist. add (4) ; 9 10 mylist = new LinkedList < Integer >() ; 11 mylist. add (4) ; 12 } 13 } Tafelübung zu AuD 14/26

15 Polymorphie Polymorphie Beispiel (2) (3.3-4) 1 class A /* extends Object */ { 2 public String tostring () { 3 return "[A]"; 4 } 5 } 6 class B /* extends Object */ { 7 public String tostring () { 8 return "[B]"; 9 } 10 } 11 public class ToStringPoly { 12 public static void main ( String [] args ) { 13 Object obj ; obj = new A(); 16 System. out. println ( obj ); 17 obj = new B(); 18 System. out. println ( obj ); 19 } 20 } Tafelübung zu AuD 15/26

16 Überladen von Methoden (3.2) Signatur einer Methode Die Signatur einer Methode besteht aus Name Parametertypen Overloading mehrere Methoden mit gleichem Namen, aber unterschiedlichen Parametertypen Unterscheidung anhand der statischen Typen der übergebenen Parameter beim Aufruf Tafelübung zu AuD 16/26

17 Überladen von Methoden Beispiel (3.2) Beispiel für Overloading 1 public class Overloading { 2 public static void print ( String s) {} 3 public static void print ( Boolean b) {} 4 public static void print ( Integer i) {} 5 } Tafelübung zu AuD 17/26

18 Scope Sichtbarkeit: Der Scope einer Variablen (3.1) Scope (Gültigkeitsbereich) Variablen sind im Block ihrer Deklaration sichtbar Überdeckungen sind nur zwischen Klassen- und lokalen Variablen möglich lokale Variablen überdecken Klassenvariablen Zugriff auf Klassenvariablen durch die this-referenz möglich Tafelübung zu AuD 18/26

19 Scope Sichtbarkeit: Der Scope einer Variablen (2) (3.1) Beispiel zum Scope 1 public class Scope { 2 int counter = 0; // A 3 4 public void dostuff ( int counter ) { // B 5 for ( int i = 0; i < 20; i ++) { 6 int result = counter + i; 7 this. counter += result ; 8 } 9 // System. out. println ( result ); 10 // => Compilerfehler 11 } 12 } Tafelübung zu AuD 19/26

20 Sichtbarkeitsmodifikatoren Sichtbarkeit: Modifikatoren (3.1) Sichtbarkeitsmodifikatoren Mit folgendem Sichtbarkeitsmodifikator a ist eine Methode/Eigenschaft für die folgenden Zugreifer sichtbar: private aus der Klasse selbst protected aus dem gleichen Paket, der Klasse und deren Unterklassen default aus dem gleichen Paket public global a in UML (in Reihenfole): -, #, ~, + Tafelübung zu AuD 20/26

21 Sichtbarkeitsmodifikatoren Sichtbarkeitsmodifikatoren: Wozu? (3.1) Kapselungsprinzip Geheimnisprinzip Interna einer Klasse sollen nicht nach außen sichtbar sein Unabhängigkeit Implementierung unabhängig von Anderen Tafelübung zu AuD 21/26

22 Interfaces (3.4) Schnittstellen/Interfaces Schnittstellenbeschreibung (Vorgabe von Methodensignaturen, die zu implementieren sind) Einbindung durch Schlüsselwort implements Implementierung mehrerer Interfaces möglich Nutzung als statischer Typ möglich Tafelübung zu AuD 22/26

23 Schnittstellen/Interfaces Beispiel (3.4) Beispiel 1 interface Drawable { 2 public void draw (); 3 } 4 interface Printable { 5 public void print ( Printer p); 6 } 7 8 public class Interface implements Drawable, Printable, Comparable { 9 public void draw () { /*... */ } 10 public void print ( Printer p) { /*... */ } 11 public int compareto ( Object other ) { return 0; } 12 } Tafelübung zu AuD 23/26

24 Schnittstellen/Interfaces Beispiel (2) (3.4) Nutzung als statischer Typ 1 Printable p; 2 3 p = new A4Sheet (); 4 p. print (); 5 p = new A5Sheet (); 6 p. print (); Tafelübung zu AuD 24/26

25 Nachbesprechung Nachbesprechung von Blatt 1 Geometrie, Dreiecke Tafelübung zu AuD 25/26

26 Ende Ende Noch Fragen? Tafelübung zu AuD 26/26